Wartość impedancji znamionowej podawana w specyfikacji nie ma bezpośredniego wpływu na jakość słyszanego dźwięku. Jest za to bardzo istotnym parametrem dla tych, którzy kompletują swój zestaw audio. Właściwe dopasowanie impedancji kolumn do wzmacniacza nie powoduje spadku jakości dźwięku, w przeciwnym razie może doprowadzić nawet to spalenia się amplitunera. Dowiedz się jak łączyć ze sobą mikrofon, głośniki, wzmacniacz w jeden spójny zestaw nagłośnieniowy.
Impedancja – co to jest?
Impedancja często podawana w specyfikacji urządzeń nagłośnieniowych i odsłuchowych, jako wartość oporu prądu elektrycznego przepływającego od wzmacniacza do głośnika. Ten techniczny parametr opisuje dopasowanie między różnymi elementami systemu audio. Impedancja wyrażana jest w Omach(Ω), do popularnych wartości w systemach dźwiękowych zaliczamy 4, 6 lub 8 Ω.
Impedancja w głośnikach
Bardzo istotne jest, aby wartość impedancji znamionowej, między głośnikami a wzmacniaczem była możliwie zbliżona do siebie. Właściwie dobrana impedancja to gwarancja stabilnie działającego nagłośnienia, w przeciwnym wypadku może dojść nawet do uszkodzenia sprzętu. Istnieje podstawowa zasada właściwego kompletowania systemu audio: Wzmacniacz (amplituner) musi mieć taką samą wartość impedancji jak głośniki. Na rynku można spotkać się ze wzmacniaczami o dość szerokim spektrum impedancji, droższe modele pracować mogą z kolumnami o impedancji od 4 do 16 Ω.
Jaka impedancja głośników jest najlepsza?
Najbezpieczniej skompletować zestaw głośników o wysokiej impedancji ze wzmacniaczem o niższych wartościach. Takie rozwiązanie zmniejsza nieco moc systemu nagłośnieniowego, ale znacząco zmniejsza wystąpienia różnicy napięcia. Im mniejsza wartość impedancji, tym mniejszy opór stawiają głośniki na przepływający przez nie prąd. Dzięki zachowaniu równowagi w impedancji między głośnikami a wzmacniaczem można „wycisnąć” więcej mocy z głośników. Dopuszczenie do sytuacji gdzie, wzmacniacz ma wyższą impedancję niż głośniki, w dłuższym czasie może doprowadzić do uszkodzenia elektronicznych elementów, podobnie jak pogłośnienie narażać będzie każdorazowo, złożony sprzęt na ryzyko spalenia elektronicznej inwestycji.
Impedancja słuchawek
Kupując słuchawki, rzadko kto zwraca uwagę na impedancję. Wyrażona w Omach, zapisana w specyfikacji urządzenia, informuje o tym, jaki opór elektryczny stanowią cewki głośników dla urządzenia wzmacniającego dźwięk. Im wyższa wartość oporu tym słuchawki grają ciszej, ale czyściej. Większy opór wymaga większej mocy od odtwarzającego dźwięk urządzenia. Słuchawki o niskiej impedancji mogą grać mocniej, ale narażają słuchacza na większą ilość zniekształceń. Dlatego niektórzy producenci zdecydowali się na instalację wzmacniaczy słuchawkowych, jako elementu, który ma podnieść jakość dźwięku, a przy tym uchronić użytkownika przed spadkiem mocy. Do przenośnych odtwarzaczy najczęściej zalecana jest impedancja w zakresie 16-32 Ω. W słuchawkach nausznych i wokółusznych można spotkać impedancję na poziomie 32-64 Ω.
Impedancja mikrofonu
Dlaczego impedancja w mikrofonie jest tak ważna? Mikrofony o wysokiej impedancji nie pozwalają korzystać z długich kabli, ponieważ te wywołują większy spadek jakości dźwięku, co z kolei przekłada się na obcięcie wyższych częstotliwości (wysokich dźwięków). Długie kable i mikrofon o wysokiej impedancji wyłapuje dużo zakłóceń i szumów, a także może powodować stałe brzęczenie. Brak dopasowania przewodów do impedancji mikrofonu może wywołać efekt taki jak przy filtrze dolnoprzepustowym. Standardowo mikrofony mają impedancję na poziomie 200 Ohm, niektóre modele pozwalają na płynną regulację pokrętłem stopnia oporu przepływu prądu. Zdarza się, że mikrofon ma niższą impedancję niż przedwzmacniacz, wówczas konieczne jest zastosowanie zewnętrznego transformatora, między mikrofonem a preampem.
Impedancja pętli zwarcia
Polega na zmierzeniu czasu, po którym zadziałają zabezpieczenia nadprądowe lub różnicoprądowe. Impedancja sama w sobie jest oporem czynnym oraz biernym, w połączeniu z pętlą zwarcia daje możliwość zbadania między zaciskami zasilającymi odbiornik reakcję na przepięcie.
Impedancja falowa
Oporność akustyczna zwana także falową jest miara oporu, jaki stawia ośrodek, w którym rozchodzą się dzięki. Impedancja falowa opisuje właściwości ośrodka przenoszącego falę niestojącą, która w tym przypadku stanowi miarę oporu rozchodzenia się drgań. Impedancja falowa istotna jest w przypadku kabla koncentrycznego, który stanowi opór dla przepływającego prądu.
Kable koncentryczne o impedancji 75 Ω – wykorzystywany w technice telewizyjnej.
Kable koncentryczne o impedancji 50 Ω – wykorzystywane w technice radiokomunikacji (CB radia, WLAN 2,4 GHz).
Impedancja kabla zależna jest od jego średnicy wewnętrznej (żyły) oraz przenikalności dialektycznej izolacji. Kable koncentracyjne wymagają także, odpowiednich złącz, które nie pozwalają na odbijanie się fal wewnątrz przewodu, co wywołuje zniekształcenia.
Impedancja cewki
Indukcyjność cewki jest jednym z podstawowych elementów charakteryzujących jej specyfikację. Jednostką indukcyjności cewki jest henr [H], indukcyjność cewki zdefiniowana jest, jako przepływ pola magnetycznego w stosunku do strumienia prądu, który pole wytworzył.
Impedancja a rezystancja
Rezystancja jest elementem impedancji, opornik w większości przypadków będącym rezystorem, ma impedancję równą rezystancji. Rezystancja występuje w obwodach AC oraz DC, impedancja natomiast występuje tylko w obwodach z prądem przemiennym. Wkład rezystancyjny elementu oporowego w układzie, w postaci rezystancji i reaktancji tworzy impedancję. Opór oznaczany jest we wzorze, jako „R” impedancja ma symbol „Z”. Impedancja może składać się z liczb urojonych i rzeczywistych. Opór nie zmienia się w zależności od częstotliwości, podczas gdy impedancja wrażliwa jest na zmianę częstotliwości. Impedancja w odróżnieniu od oporu ma wielkość i kąt fazowy.
Impedancja zastępcza
Impedancja zastępcza to suma geometryczna impedancji składowych, np. kiedy to rezystory połączone są szeregowo i przepływa przez nie ten sam prąd lub do zacisków przyłożone jest to samo napięcie, wówczas odwrotność impedancji zastępczej, równa jest odwrotności impedancji składowych.
Impedancja wejściowa
Impedancja wejściowa to stosunek napięcia wejściowego do wyjściowego w układzie. Impedancja wejściowa liczona jest wyłączonych źródłach napięciowych i prądowych, wyrażana jest w omach. We wzmacniaczach istotne jest, aby impedancja wejścia była przynajmniej 10 razy większa od impedancji wyjściowej urządzenia sterującego – wcześniejszego na drodze sygnału. W profesjonalnym sprzęcie można spotkać się z możliwością regulacji impedancji wejściowej, aby zoptymalizować dopasowanie wzmacniacza do np. gramofonu, odtwarzacza CD, magnetofonu, mikrofonu.
Impedancja Ohm w amplitunerze
Jak już wcześniej pisaliśmy, nie wolno obciążać mniejszą opornością niż dozwolona wzmacniacza, ponieważ mniejsza oporność, powoduje większy przepływ prądu przez tranzystory, które spalą się jak bezpieczniki w amplitunerze. Kiedy kolumny mają mniejsza moc niż wzmacniacz, występuje ryzyko ich spalenia w wyniku przepływu zbyt dużej ilości prądu, a ponadto przepływ nadwyżki mocy przez uzwojenie głośnika będzie wywoływać zniekształcenia.
Impedancja transformatora
Mechaniczne podłączenie do siebie dwóch elementów o różnych impedancjach wywołuje sygnał odbity. Transformator impedancji jest pasywnym układem mikrofalowym, który ma umożliwić dopasowanie dwóch układów o różnej impedancji charakterystycznej. Transformator impedancji w łagodny sposób dostosowuje profil impedancji wejściowej do wyjściowej, zwany jest również taperem lub matching PADem.
Impedancja kabla – przewodu
Kable koncentryczne wykorzystywane są do transmisji sygnałów radiowych, dzięki charakterystycznej budowie, można przewód stosować obok metalowych obiektów. Kabel koncentryczny chroni sygnał przed zewnętrznymi zakłóceniami elektromagnetycznymi. Powszechnie znanym kablem koncentrycznym, jest przewód antenowy, wykorzystywany do przesyłania sygnału telewizyjnego.
FAQ:
Co to jest Impedancja?
Impedancja jest wielkością charakteryzującą zależność między natężeniem prądu i napięciem w obwodach prądu zmiennego.
Czy impedancja ma wpływ na jakość dźwięku?
Praktycznie różnice są niesłyszalne, jednak dobór wartości obciążenia wzmacniacza jest kluczowy do prawidłowego funkcjonowania systemu nagłośnienia.
Czy zbyt duża impedancja może zaszkodzić wzmacniaczowi?
Nie ma takiej obawy, największa impedancja występuje w momencie braku podłączenia głośników, kiedy to powietrze między zaciskami, jest jedynym przewodnikiem. Im wyższa impedancja tym głośniki grają ciszej, zbyt wysoka ucina części słyszalnego pasma wywołując zniekształcenia.