Inledning
Impedans & fas

 

Varför måste elementen ha ett visst motstånd? Vore det inte bättre om det var "fritt fram" för effekten?

Vad är impedans?

Impedans kan översättas med "växelströmsmotstånd". En högtalare som t ex har 8 ohms impedans fungerar i en växelströmskrets på samma sätt som ett 8 ohms s k resistivt motstånd i en likströmskrets. I de flesta fall ändrar sig impedansens värde med frekvensen. Detta kan illustreras med en s k impedanskurva i. Kurvan visar att det exakta värdet 8 ohm inträffar endast vid några få frekvenser. När man anger en högtalares s k nominella impedans - i detta fall 8 ohm - är det närmast medelvärdet som avses.

Förstärkarens uteffekt

En HiFi-förstärkares uteffekt anges vanligen både för 4 och 8 ohms impedans. I de allra flesta fall är uteffekten mindre vid 8 ohm än vid 4 ohm. Detta är en följd av att förstärkaren inte i första hand levererar en effekt utan en spänning och att denna i normala HiFi-förstärkare är konstant och i huvudsak oberoende av impedansens värde. När impedansen görs mindre kommer därför strömmen att öka och följaktligen ökar också uteffekten. Det är då uppenbart att den effekt som avges till högtalaren med varierande impedansförlopp varierar med frekvensen. Detta kanske verkar vara en nackdel, men det har inte så stor betydelse. Högtalarens verkningsgrad kan nämligen också variera med frekvensen.

Överbelastad förstärkare

Minskar man en förstärkares belastningsimpedans under en viss gräns kommer förstärkaren att bli överbelastad. För att detta inte ska skada förstärkaren låter man vissa skyddskretsar automatiskt reducera effekten till ett ofarligt värde. Exakt när skyddsverkan sätter in bestäms av förstärkarens dimensionering och är alltså olika för olika typer. För alla apparater gäller dock att det finns en viss lägsta impedans under vilken angivna data inte längre gäller. Det är då inte bara effekten som minskar, även distorsionen kan snabbt öka till avsevärda värden. 

Om man alltså råkar använda högtalare som i sin "kritiska" punkt i impedansförloppet understiger förstärkarens lägsta tillåtna belastningsimpedans, kan man få helt felaktiga data och en kraftigt påverkan av ljudkvaliteten. 

Faskurvan ytterligare en komplikation

Impedansen har även en s k fasvinkel. Vi ska inte gå in på vad detta teoretiskt innebär. Vi nöjer oss med att påstå att avvikelser från fasvinkeln noll betyder att förstärkaren belastas på ett sådant sätt att den kan få svårare att avge full effekt med bibehållen låg distorsion. Det är alltså önskvärt att faskurvan ligger omkring 0 grader. Det farligaste för en förstärkare är en samtidig låg impedans och hög fasvinkel. Generellt kan man säga att fina och dyra förstärkare är relativt okänsliga för variationer i impedans och fas men att billigare förstärkare oftare kan ge en låg effekt och hög distorsion vid olämplig belastning. Här är det dock stora skillnader mellan olika förstärkare.

Elektriskt faslinjära högtalare

Genom noggrann konstruktion kan man åstadkomma högtalare med en konstant impedans över större delen av frekvensområdet och en faskurva som samtidigt ligger nära noll. I basområdet får man dock alltid en ökning av impedansen och det har att göra med mekaniska resonansfenomen i baselement och låda. Denna impedanstopp motverkas dock av en motsvarande högre verkningsgrad vid samma frekvens. En hög impedans är inte heller farligt som belastning på en förstärkare.

Något som är viktigt att observera är att den här behandlade elektriska faslinjäriteten är något helt annat än den s k akustiska faslinjäriteten. Det senare begreppet avser högtalarkonstruktioner där ljudet från de olika högtalarelementen når lyssningsplatsen samtidigt. Därigenom kommer speciellt transienter i ljudet att återges korrekt. Det praktiska värdet av akustisk faslinjäritet är omdebatterat och faller för övrigt utanför ramen för denna sida.


Till sidans topp Till förstasidan med ramar E-post