Impedansekurver, hva sier de og hvordan tolker man dem?

[Tittentei]

Ettersom jeg har forstått, så sier impedansekurven noe om impedansen som en funksjon av frekvensen.

Men hva impliserer dette? Det vil si;

1. Skal det relateres til Ohms lov?
2. Bør det relateres til NWAvGuys 1:8 regel for matching av utstyr;
   [utgangsimpedanse hodetelefonforsterker] < [hodetelefonimpedanse]/8

Slik jeg forstår dette, så vil en krummet impedansekurve bety at kravet hodetelefonene stiller til spenning fra forsterkeren endrer seg i tråd med Ohms lov. Dette gjør at noen forsterkere kan få problemer med å drive hodetelefonene effektivt ved store variasjoner og i ekstremalene. I tillegg kan man få forvrengning pga brudd på 1:8-regelen, når impedansen til hodetelefonene er slik at man bryter med denne.

Stemmer dette? Merk at jeg ikke er ingeniør, så be nice.

 

[ardilla]

Hvis impedansen svinger stilles det større krav til forsterkerens fleksibilitet mht leveranse av spenning og støm i ulike frekvensområder - og man kan forvente at en hodetelefon med svingende impedansekurve vil variere mer med forsterkeren enn andre. Sånn ca. FWIR.

 

[CDWMcInSpots]

Tråden "Guide til å tolke målinger av hodetelefoner"

Se gjerne den mer generelle tråden "Guide til å tolke målinger av hodetelefoner".

 

[CDWMcInSpots]

Hodetelefonforsterkeren bør være konsistent over hodetelefonens impedanseområde

Hvis impedansen svinger stilles det større krav til forsterkerens fleksibilitet mht leveranse av spenning og støm i ulike frekvensområder - og man kan forvente at en hodetelefon med svingende impedansekurve vil variere mer med forsterkeren enn andre. Sånn ca. FWIR.

M.a.o.:
Hodetelefonforsterkeren bør i slike tilfeller være/oppføre seg konsistent over hodetelefonens impedanseområde. Hvis ikke, vil den ha ulik karakter/egenskaper ved ulike frekvenser.

[...]
Men hva impliserer dette? Det vil si;

1. Skal det relateres til Ohms lov?
2. Bør det relateres til NWAvGuys 1:8 regel for matching av utstyr;
   [utgangsimpedanse hodetelefonforsterker] < [hodetelefonimpedanse]/8

[...]

1. Ohms lov gjelder (vel) alltid.
2. Ja. Dette betyr dog at man må forholde seg til en rekke impedanseverdier (her: HD 650) istedenfor kun én, ofte(st) den nominelle (her: LCD2, D7000, SRH1840) hvilket selvsagt gir mer regnearbeid, tenkearbeid og "ting" å passe på

Tillegg:
Husk dog at det typisk er mest energi forbundet med de lavere frekvenser. Det er dermed formodentlig der man må være mest påpasselig overfor kapasitetsbegrensninger.

 

[Oblivion]

Det største "problemet" med en impedans som varierer er at kapasiteter og induktanser får ulinjære transfer funksjoner som varierer med frekvens.
Med et "bredbånds" element slik som en hodetelefon er ikke problemet det største, men i et to eller flere veis system vil det gi uventede problemer som ofte ikke løses riktig og heller ikke alltid oppdages.

Sennheiser har sin hoved resonans ved ca. 65Hz, men resonans toppen gir økt impedans fra ca. 10Hz til ca. 1000Hz.
Og impedansen øker igjen fra ca. 5000Hz.

Det som er av kapasiteter og induktanser i hodetelefon utgangen og i kablene vil kunne gi vesentlige forskjeller i opplevd lydkvalitet.
Med en klasse A transistor (JFET) med direkte kobling vil det bli minst "farging".
Med kondensator kobling eller trafo kobling vil det bli godt hørbar "farging" av lyden.

Et zobel filter som retter opp impedansen over 5000Hz og et L - R - C sugefilter med riktig Q verdi etc. for å rette opp impedansen som resonansen ved 65Hz forårsaker vil gi en rimelig linjær impedanskurve og det vil spille mye mer likt med forskjellig utstyr.

Den enkleste måten å redusere påvirkningen av impedanskurven er å koble en motstand over elementet.
Det beste er direkte over elementet, men det vil virke selv om den plasseres inne i hodetelefon forsterkere også...
En 300ohms motstand vil redusere variasjonen i impedans fra ca. 475/300= ca. 1.58 til ca. 183/150= ca. 1.22 ca. en halvering av variasjonen.

En 75ohms motstand vil redusere variasjonen i impedans fra ca. 475/300= ca. 1.58 til ca. 65/60= ca. 1.08 som er en vesentlig reduksjon av variasjonen.

 

[Tittentei]

Matching av forsterker og hodetelefoner med variabel impedanse over frekvensområdet

^ Oblivion; takk for en veldig teknisk post, men akkurat nå ligger den langt over hva jeg er kompetent til å forstå, så den må jeg nok komme tilbake til når jeg har fått på plass det grunnleggende. Takker likevel for responsen.

Hvis impedansen svinger stilles det større krav til forsterkerens fleksibilitet mht leveranse av spenning og støm i ulike frekvensområder - og man kan forvente at en hodetelefon med svingende impedansekurve vil variere mer med forsterkeren enn andre. Sånn ca. FWIR.

M.a.o.:
Hodetelefonforsterkeren bør i slike tilfeller være/oppføre seg konsistent over hodetelefonens impedanseområde. Hvis ikke, vil den ha ulik karakter/egenskaper ved ulike frekvenser.

Da må man vel også vite hvor mye spenning som kreves for at hodetelefonene skal til for å drives effektivt. Spørsmålene blir derfor som følger;

1. Hvordan kan man vite hvor mye spenning en hodetelefon krever for å drives effektivt?
2. Hvordan kan man lese av spesifikasjonene til forsterkeren at den klarer dette?
   Regner med at det er her spesifiseringen av antall watt ved forskjellige impedanser kommer inn.

Tillegg:
Husk dog at det typisk er mest energi forbundet med de lavere frekvenser. Det er dermed formodentlig der man må være mest påpasselig overfor kapasitetsbegrensninger.

Hvor kvantifiseres kapasitetsbegrensningene til forsterkerne og hvor oppgis kravet hodetelefonene stiller til spenning på krevende frekvenser? (altså, hvor mye krefter som kreves for å drive hodetelefonene effektivt på disse frekvensene).

Mulig svaret på dette besvares av de to i nummerlisten ovenfor.

 

[ardilla]

Slikt oppgis knapt noe sted. Men vi har jo Tyll....

 

[CDWMcInSpots]

NwAvGuys bakgrunnsmateriale gir mange svar

^ Oblivion; takk for en veldig teknisk post, men akkurat nå ligger den langt over hva jeg er kompetent til å forstå, så den må jeg nok komme tilbake til når jeg har fått på plass det grunnleggende. Takker likevel for responsen.

Hvis impedansen svinger stilles det større krav til forsterkerens fleksibilitet mht leveranse av spenning og støm i ulike frekvensområder - og man kan forvente at en hodetelefon med svingende impedansekurve vil variere mer med forsterkeren enn andre. Sånn ca. FWIR.

M.a.o.:
Hodetelefonforsterkeren bør i slike tilfeller være/oppføre seg konsistent over hodetelefonens impedanseområde. Hvis ikke, vil den ha ulik karakter/egenskaper ved ulike frekvenser.

Da må man vel også vite hvor mye spenning som kreves for at hodetelefonene skal til for å drives effektivt.

Vi er da inne på hodetelefonens sensitivitet som typisk oppgis vha. lydtrykk i dB ved 1 mW eller 1 Vrms. Man kan konvertere mellom disse. Denne kan man finne i produsentens og f.eks. Tyll Hertsens målinger. Se nedenfor.

Spørsmålene blir derfor som følger;

1. Hvordan kan man vite hvor mye spenning en hodetelefon krever for å drives effektivt?
2. Hvordan kan man lese av spesifikasjonene til forsterkeren at den klarer dette?
   Regner med at det er her spesifiseringen av antall watt ved forskjellige impedanser kommer inn.

Se ovenfor og nedenfor.

Tillegg:
Husk dog at det typisk er mest energi forbundet med de lavere frekvenser. Det er dermed formodentlig der man må være mest påpasselig overfor kapasitetsbegrensninger.

Hvor kvantifiseres kapasitetsbegrensningene til forsterkerne og hvor oppgis kravet hodetelefonene stiller til spenning på krevende frekvenser? (altså, hvor mye krefter som kreves for å drive hodetelefonene effektivt på disse frekvensene).

Mulig svaret på dette besvares av de to i nummerlisten ovenfor.

Jeg tror du vil finne svar på det meste av dette i bakgrunnsmaterialet til "NwAvGuy's Heaphone Amp Measurement Recommendations". Du kan begynne med "More Power?" og nøste deg videre. I sommer benyttet jeg denne informasjonen til å finne ut hvilke av mine hodetelefoner som bør kunne drives av hodetelefonforsterkeren i McIntosh MA7000.

Slikt oppgis knapt noe sted. Men vi har jo Tyll....

NwAvGuy benytter Tyll Hertsens måleresultater og produsentenes spesifikasjoner som utgangspunkt i sine beregningseksempler og tommelfingerregler (se tidligere i dette innlegget).

 

[CDWMcInSpots]

"A Case Study of the Effects of Output Impedance on Headphone Listening"

I mangel av en mer egnet tråd:

InnerFidelity publiserte 19.03.2013 "Meridian Explorer: A Case Study of the Effects of Output Impedance on Headphone Listening" av Tyll Hertsens.

 

[CDWMcInSpots]

Lav-, mellom- og høyimpedante hodetelefoner

I mangel av en mer egnet tråd, og slik at vi finner informasjonen:

[...]
Jeg har tidligere lest en defnisjon med ohmintervaller for lav-, mellom- og høyimpedante hodetelefoner, muligens denne skrevet av NwAvGuy og siden benyttet av Wikipedia:

NwAvGuy: Headphone Impedance Explained

WHAT’S CONSIDERED “HIGH IMPEDANCE”? I’m not aware of any hard rule but generally it’s safe to say 100 ohms and higher qualifies as “high impedance”. Such headphones are usually not designed for portable use. And it’s safe to say 32 ohms and lower qualify as “low impedance” and typically work well for all applications. That leaves a gray area between 32 and 100 ohms where other factors determine how suitable the headphones are for a given source.

• Lav: <= 32 ohm
• Mellom: 33-99 ohm
• Høy: >= 100 ohm

 

[JohnnyH]

I mangel av en mer egnet tråd, og slik at vi finner informasjonen:

[...]
Jeg har tidligere lest en defnisjon med ohmintervaller for lav-, mellom- og høyimpedante hodetelefoner, muligens denne skrevet av NwAvGuy og siden benyttet av Wikipedia:

NwAvGuy: Headphone Impedance Explained

WHAT’S CONSIDERED “HIGH IMPEDANCE”? I’m not aware of any hard rule but generally it’s safe to say 100 ohms and higher qualifies as “high impedance”. Such headphones are usually not designed for portable use. And it’s safe to say 32 ohms and lower qualify as “low impedance” and typically work well for all applications. That leaves a gray area between 32 and 100 ohms where other factors determine how suitable the headphones are for a given source.

• Lav: <= 32 ohm
• Mellom: 33-99 ohm
• Høy: >= 100 ohm

Ser at dette putter mine Yamaha HP1 med sine 150 ohm inn som høy impedant, og det er sikkert derfor Naimen aldri føles lunken/varm når disse brukes.

Audezeene ligger vell rundt 60 ohm og med disse blir naim psuen lunken etter noen timer pga den da må levere mere strøm.

 

[CDWMcInSpots]

Hodetelefoners sensitivitet

^
Det vil også avhenge av hodetelefonenes sensitivitet.

 

[JohnnyH]

^
Ja følsomheten spiller settfølgelig en rolle, en kommer til slutt ikke unna Ohms lov og effekt loven.

 

[CDWMcInSpots]

Hodetelefonimpedans og samspill med hodetelefonforsterkerens utgangsimpedans

[...]
Om hodetelefonimpedans og dens samspill med hodetelefonforsterkerens/-utgangens utgangsimpedans:

• InnerFidelity: Meridian Explorer: A Case Study of the Effects of Output Impedance on Headphone Listening
• Head-Fi.org: Headphone Impedance
• NwAvGuy: Headphone Impedance Explained
• HFS: Hodetelefonimpedans

..

 

[Nyttbrukernavn555]

Her er et par artikler om emnet, som nyanserer 1/8-doktrinet betraktelig. Begge er skrevet av Solderdude, som har lang fartstid på området (head-fi.org, rockgrotto, diy-audio-heaven, hoved-fi.dk, mfl).

headphone power and amplifiers
resistance, impedance and other issues


På samme nettside, diy-audio-heaven, findes også mye annet interessant for de med interesse for head-fi.

Resistance, impedance and other issues artikkelen forklarer output impedance i relasjon til hodetelefonens impedance bedre enn jeg tidligere har vært borte i.

 

[Nyttbrukernavn555]

Synes ikke den nyanserer 1/8 dels regelen så veldig mye, men heller støtter opp under den allerede eksisterende forståelse av begrepet.

Og artikkelen tar også mye av det samme både NwAvGuy og Tyll nevner i sine artikler, bare forklart på en forståelig måte.

 

[Tittentei]

Dette handler om hvordan man måler utgangsimpedansen på en hodetelefonforsterker, og er veldig interessant, selv om jeg ikke helt vet hva han snakker om, LOL.

Hvordan måle hodetelefonforsterkerens utgangsimpedanse?

Fot the tekkie, if you have the gear, you can measure your own impedeance. You need an accurate AC millivoltmeter (any model Fluke), a variable resistor, and something to create a 1000 cycle steady tone. Connect the resistor wiper to the audio jack high, one of the other sides to ground. Set the generator to say.... a 50 millivolt output, connect sound across resistor. Adjust the resistor until the AC voltage drop is half the generators voltage. You will have to measure each a few times to get it set correctly. Disconnect the generator and measure the resistor setting, in ohms. This will be your impedeance. Its 99% accurate without having Sony Engineering at your disposal. Hope this is a bit of help. Out

Kilde: headphone impedance vs Headphone jack impedance

Man trenger altså tre ting:

1. Testtone, check
2. AC millivoltmeter (f.eks. av merket Fluke), kan sikkert skaffes relativt enkelt, check
3. Variabel resistor

Hvor får man tak i en variabel resistor?

 

[CDWMcInSpots]

Potensiometer

[...]

[...] a variable resistor, [...]

[...]
3. Variabel resistor

Hvor får man tak i en variabel resistor?

Et potensiometer er en variabel motstand. Her er nynorsk wikipedia enkel og grei mens bokmål har glemt/forbigått den enkle grunndefinisjonen.

Du får kjøpt potensiometre hos firmaer som selger elektronikkomponenter inkl.:

• Elfa Distrelec: Potensiometer
• EHobby.no: Potensiometer

 

[Tittentei]

Takk, jeg googlet variable resistor og fikk opp at det var pots, men trodde ikke variabel resistor var det samme. Uansett, så er løsningen til NWAVGuy bedre imo.

MEASURING OUTPUT IMPEDANCE: As seen in the diagram above the output resistance forms a voltage divider. By measuring the output voltage with no load, and with a known load, you can calculate the output impedance. This online calculator makes it easy. The no load voltage is the “Input Voltage”, R2 is the known load resistance (don’t use headphones), the Output Voltage is the loaded voltage. Click Compute and R1 is the calculated output impedance. This can be done using a 60 hz sine wave file (Audacity can create such a file), a Digital Multi Meter (DMM), and a 15 – 33 ohm resistor. Most DMMs are only accurate around 60 hz. Play the 60 hz sine wave file and adjust the volume for about 0.5 volts. Then attach the resistor and note the new voltage. For example, 0.5 volts with no load, and 0.38 volts with a 33 ohm load gives an output impedance of about 10 ohms. The math is: Zout = (Rload * (Vnoload - Vload)) / Vload

kilde: NwAvGuy: Headphone & Amp Impedance