Βασικές γνώσεις για την Σύνθετη Αντίσταση

[stefanos604]

Η Σύνθετη Αντίσταση λέγεται και εμπέδηση ή Impedance​

Όποιος διαβάσει τεχνικές προδιαγραφές κονσόλας , προενισχυτή , μικροφώνο , ή οποιουδήποτε άλλου κομματιού του εξοπλισμού ήχου θα έχει έρθει σε επαφή με τους όρους Σύνθετη Αντίστασης (Input impedance, output impedance, terminating impedance , impedance matching , characteristic impedance.)
Σ' αυτό το άρθρο θα προσπαθήσω να απαντήσω και να εξηγήσω τι πρέπει να ξέρετε για την impedance (Input impedance, output impedance ) σε πρακτικό επίπεδο (σε μικρόφωνα , ηχεία , ενισχυτές) , χωρίς πολλά μαθηματικά.

Η σύνθετη αντίσταση είναι συνδυασμός από :
{Ωμική αντίσταση + Επαγωγική πχ πηνία + Χωρητική πχ πυκνωτές}

Σύμφωνα με τα ανωτέρω και για να θυμόμαστε ότι το καλύτερο είναι Zout<<Zload θα δώσω ένα παραστατικό χονδροειδές παράδειγμα ενός ποδηλάτη που κάνει πηδάλιο σε ανηφόρα:

Έχοντας καλό ποδήλατο και ανεβαίνοντας ανηφόρα απαιτείται να καταναλώσετε κάποια ενέργεια. Έχοντας μη σωστό ποδήλατο απαιτείται να καταναλώσετε περισσότερη ενέργεια και μετά από λίγο θα κουραστείτε και ίσως να μην έχει τη δύναμη να συνεχίσετε.
Το μη σωστό ποδήλατο στην περίπτωση μας είναι το μουσικό μας όργανο πχ να έχει output Impedance (Zout) σχεδόν ίση με την input Impedance του προενισχυτή (ZLoad ) στον οποίον το συνδέουμε με αποτέλεσμα το σήμα να βγαίνει πολύ εξασθενημένο.

Impedance matching vs impedance bridging​

Σήμερα στα μοντέρνα audio συστήματα ,στο συνδυασμό της σύνθετης αντίστασης υπερτερεί η ωμική (εκτός αν έχουμε μετασχηματιστές-επαγωγική αντίσταση).

Η Impedance matching : Είναι σχεδιασμός της input impedance = output impedance έτσι ώστε να μεγιστοποιείται η μεταφορά ισχύος ή να ελαχιστοποιούνται οι ανακλάσεις από το φορτίο.
Σήμερα σχεδόν δεν χρησιμοποιείται στις audio συσκευές ( χρήση όμως πχ στους λαμπάτους ενισχυτές οι οποίοι έχουν υψηλή impedance , στις κεραίες , Impedance matching κυριαρχεί στον ΟΤΕ ….) , αλλά αντί αυτής χρησιμοποιείται η impedance bridging (σχεδιασμός έτσι ώστε η load impedance να είναι κατά πολύ μεγαλύτερη από την source impedance)

Αν και τα line inputs έχουν υψηλή impedance (περισσότερο από 10 kΩ) σε σχέση με την χαμηλή impedance των line outs(γύρω στα 100 - 600 Ω) δεν θα πρέπει να συγχέονται με τα ονομαζόμενα "Hiz" inputs (Z το σύμβολο impedance) που έχουν impedance από 470 kΩ μέχρι και 1 MΩ (πχ ενισχυτές κιθάρας , μπάσου , μπουζουκιού...με μαγνήτες.....

Αυτά τα "Hi-Z" ή "instrument" inputs σχεδιάζονται έτσι ώστε να έχουν μεγαλύτερο gain απ’ ότι τα Line In για να χρησιμοποιούνται από τους ‘’μαγνήτες – magnetic pickups’’ της ηλεκτρικής κιθάρας και μπάσου και από τα DI boxes που είναι συσκευές που δίνουν υπερβολικά χαμηλή στάθμη (100 mV rms – 500 mV rms )και άρα η "Hi-Z" input δεν θα τις ‘φορτίζει’.
(Πχ τα active Seymour Duncan pickups έχουν output πάνω από 500 mV – Τα DiMarzio's humbucker έχουν χαμηλότερη output 93 mV και υψηλότερη output των 325 mV.

IMPEDANCE (Z) μικροφώνων. Δείτε και εδώ:Line Level VS Instrument Level :​

Η σύνθετη αντίσταση mic impedance θεωρείται:

• Μεταξύ 150 και 600 ohms χαμηλή
• Μεταξύ 1000 και 4000 ohms μεσαία και
• Μεταξύ 25 kilo ohms και άνω υψηλή.

Συμπέρασμα:
Χρησιμοποιείτε πάντα low-impedance mics και τότε θα μπορείτε να χρησιμοποιήσετε καλώδια μεγάλου μήκους χωρίς βόμβο και χωρίς να υπάρχουν απώλειες στις υψηλές συχνότητες.

Η input impedance μιας κονσόλας (mixer ) πχ η mic input είναι γύρω στα 1500 ohms. Αν ήταν η ίδια όπως του μικροφώνου (200 – 600 ohms) τότε το μικρόφωνο θα φορτιζόταν που πρακτικά σημαίνει μείωση στάθμης και παραμόρφωση του ήχου.
Για να μη συμβεί αυτό η mic input impedance μιας κονσόλας θα πρέπει να είναι πολύ υψηλότερη απ’ ότι η mic impedance . Παρ’ όλα αυτά ονομάζεται low-Z input.

Συμπέρασμα:
Στα μοντέρνα audio συστήματα το impedance matching δεν είναι πλέον σκοπός.
Αυτό που απαιτείται είναι:

• Όσον το δυνατόν χαμηλότερη output impedance και
• όσο το δυνατόν υψηλότερη input impedance.

Αυτό στην ηλεκτρονική γλώσσα σημαίνει ελάχιστο ρεύμα και άρα όχι πτώση τάσεως άρα μέγιστη μεταφορά τάσεως και άρα ελάχιστη παραμόρφωση.(Για maximum voltage transfer, το ‘’φορτίο’’ θα πρέπει να έχει impedance τουλάχιστον 10 φορές της impedance της πηγής).

Impedance Τελικού Ενισχυτή – Ηχείων

Σχετικά θέματα στο avsite.gr :
Καλώδια μεταφοράς Αναλογικών Σημάτων Audio
Οδηγός για ενισχυτές: Hi-Fi , PA , Μουσικών Οργάνων
Οδηγός για Μεγάφωνα – Ηχεία - Παράμετροι αυτών

Σκιαθίτης Στέφανος​

Ηλεκτρονικός (συνταξιούχος) – Μηχανικός Μικροκυμάτων​