Utgångsimpedans?

[alebacke]

Mina elektronikkunskaper är definitivt inte vad de borde vara. Håller nu på att försöka sätta mig in i de mera
intrikata delarna av ett (mycket) enkelt förstärkarbygge. Men jag förstår inte hur utgångsimpedansen beräknas?
Denna bild är en standardbild jag hämtat på nätet:

Förstärkare.jpg

Vad är det som förändras runt slutsteget om utgångsimpedansen förändras till 80 eller till och med 800 ohm?
Vilka motstånd ändras, och varför?

[Icecap]

Rent faktisk är utgångsimpedansen inte 8 Ohm i den koppling. Vad den klarar är att dra strömmen som en 8 Ohm högtalare behöver till det spänningssväng som matningen och kopplingen medger.

Totalt sett betyder detta att den har en utgångsimpedans - men inte nödvändigtvis 8 Ohm, ganska sannolikt en bit under.

Om du belastar med 80 Ohm får du ut mycket mindre effekt, 800 Ohm gör inte detta bättre. Vill du ha en utgångsimpedans på 80 Ohm kan du montera ett 72 Ohm motstånd mellan utgången och din belastning.

[alebacke]

Tack för svar, men min fråga är mera allmän. Jag förstår att man kan sätta in ett större motstånd
för att erhålla detta. Men om man skulle vilja göra ett slutsteg dimensionerat från början för en högre
impedans, vad är det då som förändras. Jag är inte ute efter en exakt beskrivning av vad och hur,
det är mera en fråga om vilka komponenter som påverkas, och hur?

[TomasL]

Du måste skilja mellan belastningsimpedans och utgångsimpedans, de är två helt olika saker.
Belastningsimpedansen är den impedans som du kan belasta förstärkaren med utan att den brinner upp.
Den beror helt på vad utgångstrissorna klarar av att ge.

Utgångsimpedansen är mer komplex och beror till stor del på nätdelen och förstärkarkonstruktionen, den talar om hur snabbt du kan ge ström och spänning ut till belastningen utan att det börjar distordera eller klippa.
I sin enklaste modell är det resistansen mellan kollektor och emitter på transistorerna tillsammans med eventuella motstånd.
I ditt schema är det alltså Rce på MJE2955+0,22ohm +10ohm parallellt med 5uH samt RCfiltret 10ohm+100nf (vilket sannolikt inte påverkar så mycket vid låga frekvenser)

[prototypen]

Men nu är väl ute på tunn is och cycklar?

Utimpedansen är hur mycket utspänningen sjunker när man belastar.
Beror inte på nätdelen så länge transistorerna inte bottnar i förstärkaren.
Beror inte heller på balanserings/överströmsmotstånd runt sluttransistorerna.
Men
Utimpedansen beror mycket på motkopplingen i förstärkaren.
Det är ju ett propotionalservo (finns nog lite integrerande funktion men ingen deriverande)

För transientintermodulation är det viktigt med låg utimpedans så att förstärkaren effektivt kan bromsa högtalarkonen så den inte fladdrar omkring själv (överslängar).

Protte

[NULL]

TomasL skriver ju:

I sin enklaste modell...

För att försöka besvara TrådSkaparens fråga; om du ökar högtalarens motstånd kraftigt kommer nätdelens 35V inte räcka till, vi stuntar i förstärkaren lilla motstånd, och kör Ohms lag P=U*U/R.
Tex 35V*35V/600ohm=1,5W

[Mindmapper]

Det är många saker som påverkar utgångsimpedansen på en förstärkare. Sjäv har man ju liten möjlighet att påverka den, om man inte är konstruktör vill säga.

Det intressanta tycker jag det är hur utgångsimpedansen påverkar, t.ex som Prototypen säger att låg utgångsimpedans behövs för bromsa ht-konen effektivt. Låg utgångsimpedans gör ju också att mindre värme blir kvar i förstärkaren. Eller om man vänder på det så kommer en hög utgångsimpedans att minska förmågan att driva ut högre ström.

[Nerre]

Jag tror att en del (inte av de som svarat i tråden, utan mer "såna som TS") blandar ihop förstärkares utgångsimpedans med impedansmatchning för transmissionsledningar.

Men för audioförstärkare så finns ju inte behovet av impedansmatchning. Impedansmatching har man ju för att få ut så mycket som möjligt av spänningen i "andra änden", men det är inte riktigt relevant för högtalare på grund av den låga frekvensen (kabelns impedans blir försumbar). Där handlar det ju istället snarare om att driva ström genom högtalarspolen med låga förluster. Och då vill man ju (som tidigare sagts) ha så låg utgångsimpedans som möjligt.


Så en antennanslutning som är märkt 50 ohm betyder att det ska vara 50 ohms kabel och 50 ohms antenn för korrekt impedansmatching. 25 ohm eller 100 ohm blir "fel".

Men en högtalaranslutning som är märkt 50 ohm betyder att förstärkaren inte orkar driva högtalare med impedans under 50 ohm utan att det blir kraftig distorsion. Så 25 ohm blir fel, men 100 ohm funkar (med reducerad effekt).

[alebacke]

Många intressanta inlägg!! Men det blir lite motsägelsefullt vad jag läser. Högre och högre impedans på lasten (högtalaren) ger lägre och lägre effekt, givetvis. Men varför mår förstärkaren då sämre? Om jag kör helt utan last (oändligt motstånd) så brinner slutsteget upp. Det borde vara tvärtom, att ingenting händer????

[Icecap]

alebacke: har läst igenom tråden och jag ser inte varifrån du får den slutsats!

[Nerre]

Du har tolkat inläggen fel, det är LÄGRE impedans som kan göra att förstärkaren går sönder.

[Walle]

Jag tror TS blandar ihop transistorförstärkare (som går utmärkt att köra utan last, men kan brinna vid för hög last) med rörförstärkare där för hög last inte är någon större fara men där för låg last kan bränna utgångstrafon.

[carpelux]

En aktuell youtubevideo som behandlar hur man kan mäta utgångsimpedansen.

[MiaM]

Om vi antar att frågan egentligen är
"Vad är det som förändras runt slutsteget om belastningsimpedansen förändras till 80 eller till och med 800 ohm?
Vilka motstånd ändras, och varför?"

Så är svaret att kopplingen bör ändras så det blir högre spänningar men klenare strömmar. Utgångstransistorerna 2955/3055 är ju ändå omoderna hur man än vänder sig, men det kan tänkas vara läge för någon annan typ. Likaså kanske BD139/BD140 behöver bytas.

Med lägre strömmar så kanske det inte ens behövs en darlingtonkoppling på utgångstransistorerna, så hela paketen med BD139/2955 och BD140/3055 kanske kan bytas mot enkla transistorer. Motståndet på 560 ohm nere till vänster bör nog sänkas till ett lägre värde för att få klenare ström genom BD139-transistorn nedtill i mitten, och de två motstånden på 2k2 upptill ändras då till motsvarande större värde. 2k2-motståndet som matar 15V-zenerdioden måste givetvis ökas om man inte vill grilla zenerdioden. BC559-transistorerna bör nog bytas till BC557 för att tåla högre spänning, men det är inte säkert att de tål den högre effekten som uppstår när matningsspänningen är högre. Det kan man lösa genom seriemotstånd på transistorernas kollektorer.

Givetvis måste den matande nätdelen också ändras, en nättransformator på ungefär samma effekt men högre spänningar, likriktardioderna behöver inte tåla lika hög ström men väl högre spänning, och glättningskondensatorerna ska fortfarande vara ungefär lika "stora" (mätt i µF gånger spänningstålighet) men vara för högre spänning.

P.S. den där förstärkaren kommer nog inte låta särskilt bra eftersom spänningsfallet över de två 1N4001-dioderna nätt och jämnt räcker för att ge bas-emitter-ström i BD139/BD140. En bättre konstruktion är att byta ut de två dioderna mot en koppling med en transistor och en trimpotentiometer samt ett motstånd, så att man kan justera spänningen en smula så att man kan justera tomgångsströmmen genom 0,22ohm-motstånden, så att förstärkaren jobbar i klass AB (istället för klass B som jag misstänker att orginalschemat ger).

[alebacke]

För att citera mig själv:

Mina elektronikkunskaper är definitivt inte vad de borde vara. Håller nu på att försöka sätta mig in i de mera
intrikata delarna av ett (mycket) enkelt förstärkarbygge.

Bilden jag använde att illustrera min fråga vara bara avsedd som just illustration.
Min terminologi var uppenbarligen felaktig, men jag har nu blivit rättad!

Men jag har fått precis de svar jag ville ha. Vad händer i mitt hypotetiska fall, och varför.
Bockar och tackar!!