Verzerrt eine nicht passende Impedanz von Verstärker und Lautsprecher den Klang?

Ich möchte mir einen Kopfhörer und ein Audio-Interface mit eingebautem Verstärker kaufen. Die Angaben besagen, dass die Impedanz des Verstärkers "<30 Ohm" ist.

Der Kopfhörer, den ich kaufen möchte, ist ein Beyerdynamic DT 990 mit Versionen unterschiedlicher Impedanz.

Ich bin nur in Elektronik genug qualifiziert, um zu wissen, dass je höher die Kopfhörerimpedanz ist, desto mehr "Verstärkung" (mangels eines besseren Wortes) erforderlich ist, um die gleiche Leistung zu erzielen.

Ich bin jedoch besorgt, dass die deutlich unterschiedliche Impedanz den Klang verzerrt. Ich spreche nicht unbedingt von Sättigung, sondern von einer geringfügigen Änderung der Übertragungseigenschaften, mit der ich mich offensichtlich nicht befassen möchte.

Einsichten in dieses Thema werden sehr geschätzt.

Sie können die Impedanzanpassung für Heim-Audio einfach vergessen .

Die Impedanzanpassung ist nur erforderlich, wenn die Wellenlänge des Signals nahe an der Länge des Kabels liegt, das dieses Signal transportiert. Elektrische Signale wandern fast mit Lichtgeschwindigkeit durch Kabel, für die höchste Audiofrequenz (mit der kürzesten Wellenlänge) beträgt die Wellenlänge etwa 15 km. Ich vermute, dass Ihre Kabel nicht so lang sind.

Impedanzanpassung ist erforderlich, um zu verhindern, dass Signale reflektiert und verzerrt werden. Dies ist normalerweise nur für Hochfrequenzsignale relevant, nicht für Audio (Ausnahme: analoge Telefonleitungen).

Meiner Meinung nach ist die "Impedanzanpassung" für Audioverstärker besser zu verstehen als: "Kann dieser Verstärker diesen Lautsprecher ansteuern?"

Beispiel: Einige Verstärker sind nur für 4 und 8 Ohm Lautsprecher geeignet. Die Verwendung mit 2-Ohm-Lautsprechern (oder zwei 4-Ohm-Lautsprechern parallel) kann zu Problemen führen.

Bei Kopfhörern ist dies fast nie ein Problem, es sei denn, die Impedanz des Kopfhörers ist sehr niedrig (weniger als 10 Ohm) oder sehr hoch (600 Ohm). Und selbst dann, wenn es eine "Nichtübereinstimmung" gibt, kann die maximale Lautstärke reduziert werden.

Normalerweise treiben Heim-Audioverstärker den Kopfhörerausgang über Vorwiderstände über den Lautsprecherausgang an, um einen gewissen Schutz vor Überlastung der Kopfhörer zu bieten, da diese viel weniger Strom benötigen als die Lautsprecher. Aus diesem Grund kann fast jeder Kopfhörer als Treiber für einen Heim-Audioverstärker verwendet werden.

Mobile Geräte, die mit Batterien betrieben werden, können nicht so viel Strom und Spannung liefern, sodass Überladung weniger ein Problem darstellt. Da die Ausgangsspannung dieser Geräte begrenzt ist, empfehle ich, Kopfhörer mit niedriger Impedanz zu verwenden , 30 oder 50 Ohm wären eine gute Wahl.

In beiden Fällen müssen Sie sich keine Gedanken über die Impedanzanpassung machen, da dies für Kopfhörer kein Problem darstellt.

Randnotiz:

Für Lautsprecher ist die Ausgangsimpedanz des Verstärkers relevant. Die übliche Empfehlung ist, dass der Verstärker eine niedrige Ausgangsimpedanz benötigt. Je niedriger desto besser, umso besser kann der Lautsprecher gesteuert werden. Dies ist keine Impedanzanpassung, sondern eine "beste Fehlanpassung", da die Ausgangsimpedanz des Verstärkers (<0,1 Ohm) und die Lautsprecherimpedanz (> 4 Ohm) nicht identisch sind.

Sie können auf jeden Fall die "Impedanzanpassung" für einen Verstärker mit angemessener Qualität vergessen, da die Impedanzen absichtlich nicht angepasst werden!

Die Ausgangsimpedanz eines Audioverstärkers guter Qualität sollte sehr niedrig sein - normalerweise etwa 0,01 oder sogar 0,001 Ohm. Die Impedanz der meisten Lautsprecher oder Kopfhörer variiert stark mit der Frequenz, ist jedoch immer um mehrere Größenordnungen höher als die Ausgangsimpedanz des Verstärkers.

Die Folge davon ist , dass , wenn der Sprecher reagiert auf das Signal ausgelegt ist Spannung (nicht Strom), die Spannung durch den Verstärker geliefert wird nicht auf den Impedanzänderungen einer bestimmten Marke von Lautsprechern ab, und die Audio - Antwort wird keine unerwünschte Spitzen oder Täler bei bestimmten Frequenzen im Audiobereich.

Die Impedanzanpassung spielt nur dann eine Rolle , wenn Sie die maximal mögliche Leistungsübertragung von einem Gerät auf ein anderes Gerät benötigen. Dies ist jedoch für die Entwicklung eines Audioverstärkers unerheblich. (Aber wenn Sie versuchen würden, ein Signal über ein paar tausend Meilen Seekabel zu senden, wäre dies sehr relevant!)

Der Grund, warum in der Verstärkerspezifikation der zulässige Ausgangsimpedanzbereich für die Lautsprecher oder Telefone angegeben ist, besteht lediglich darin, sicherzustellen, dass der Schallpegel niedriger ist, wenn Sie den Lautstärkeregler des Verstärkers auf das Maximum stellen. (1) Wenn die Lautsprecherimpedanz zu hoch ist als Sie vielleicht erwarten und (2) wenn die Impedanz zu niedrig ist, werden Sie versuchen, zu viel Strom aus dem Verstärker zu ziehen, was zu Verzerrungen führen kann und (wahrscheinlicher) eine Sicherung irgendwo im Verstärker durchbrennt verhindern, dass es überlastet wird.

Historischer Hinweis: Das oben Gesagte gilt für moderne Verstärker-Designs - sowohl für Festkörper als auch für Röhren (Ventile). Einige alte (1950er oder 60er) entwirft der Röhrenverstärker waren empfindlich auf die Lautsprecher - Ausgangsimpedanz mit ihnen verbunden sind , und hatte einen Schalter auf der Rückseite der tatsächlichen Impedanz verwendet wird (in der Regel entweder 8 oder 16 Ohm in diesen Tagen zu wählen, obwohl hohe Aktive moderne Lautsprecher haben oft eine niedrigere Impedanz (4 oder 2 Ohm). Der Betrieb eines solchen "Vintage" -Verstärkers ohne angeschlossenen Lautsprecher kann in einigen Fällen den Verstärker beschädigen - moderne Röhrenverstärker-Designs haben dieses Problem jedoch nicht.

Die Bezeichnung "<30 Ohm" auf Ihrem Verstärker ist höchstwahrscheinlich nicht die Ausgangsimpedanz des Verstärkers, sondern die Impedanz der Last, für die er ausgelegt ist. Gute Audioverstärker haben Ausgangsimpedanzen weit unter einem Ohm.

Eine solche Kennzeichnung ist üblich, da die Anpassung der Impedanz in Audiogeräten keine Rolle spielt. Das Fahren von Lautsprechern oder Kopfhörern mit einer Impedanz außerhalb des Designbereichs des Verstärkers kann jedoch den Klang beeinträchtigen.

Das Fahren von Kopfhörern mit einer höheren Impedanz als die des Verstärkers ist wahrscheinlich in Ordnung. Ich glaube, der einzige Nachteil ist, dass der Verstärker nicht seine volle Ausgangsleistung liefern kann, da er nicht in der Lage ist, ausreichend hohe Ausgangsspannungen zu erzeugen, und Sie müssen bei relativ niedrigen Ausgangspegeln bleiben. Die Verwendung des Lautstärkereglers ist zwar etwas umständlich, der Stromverbrauch spielt jedoch keine Rolle, da Kopfhörer nie viel Strom benötigen.

Die meiste Zeit ist die akzeptierte Antwort akzeptabel. Röhrenverstärker wurden ebenfalls diskutiert. Was ist, wenn der Verstärker Klasse D ist, was immer häufiger vorkommt. Der normale Klasse-D-Verstärker hat ein LC-Filter zwischen den Ausgangstransistoren und dem Lautsprecher Low-End-Low-Power-Produkte basieren auf der Lautsprecherinduktivität und sehr kurzen Lautsprecherkabeln. Der LC-Filter reduziert die Strahlung von langen Lautsprecherkabeln. Der LC-Filter ist normalerweise auf einen niedrigen Q-Wert eingestellt, wobei die Cut-Frequenz über dem Audio liegt, jedoch unter dem PWM-Wert Frequenz .Ballpark-Zahlen könnten PWM 200KHz F cut 25 KHz und Q .7 sein. Jetzt ändert die Lautsprecherimpedanz die Filterparameter. Das Erhöhen der Impedanz erhöht das Q bei den meisten orthodoxen LC-Filter-Designs die negative Rückkopplungsschleife durcheinander bringen.Möglicherweise erhalten Sie eine schlechte Leistung, die mit einem einfachen passiven Netzwerk behoben werden kann.

Ein typischer Verstärker, der dafür ausgelegt ist (einen bestimmten Eingang und bei einer bestimmten Lautstärkeeinstellung), 50 Watt in Lautsprecher mit einer Impedanz von 8 Ohm einzuspeisen, würde unter diesen Bedingungen normalerweise 16 Ohm-Lautsprecher mit nur 25 Watt ansteuern und dies "versuchen" treiben Sie 4 Ohm Lautsprecher mit 100 Watt an. Die 16-Ohm-Impedanz würde in der Regel nichts beschädigen und auch nicht schlecht klingen, aber der Verstärker kann nicht so viel Leistung einspeisen wie bei einer 8-Ohm-Last. Die 4-Ohm-Situation kann möglicherweise nichts beschädigen, wenn der Verstärker so ausgelegt ist, dass er unter anderen Bedingungen 100 Watt in 8-Ohm-Lautsprecher einspeist. Wenn jedoch eine niederohmige Last dazu führt, dass der Verstärker versucht, mehr Leistung als vorgesehen auszugeben Höchstwert, Verzerrung und / oder Beschädigung würde wahrscheinlich zur Folge haben.

Ausgangsstufen formen den Laststrom "bei allen Frequenzen", die Impedanzanpassung (im Frequenzbereich) sind. Ausgangsschaltungen variieren stark in Abhängigkeit von ihrem "Matching" -Ansatz, sei es in Bezug auf die vorhergesagten "Matching" -Frequenzen und die tatsächlich verwendeten Frequenzen (und Ströme).