Kategorie: Elektronik

Was ist die Ausgangsimpedanz und warum sollte mich das interessieren?

Die Ausgangsimpedanz oder Quellenimpedanz Ri einer idealen Signalquelle beträgt 0Ω.Wenn man von Gleichspannungsquellen spricht, wird sie auch interne Widerstand genannt (deshalb nenne ich ihn Ri , obwohl ein Gitarren-Pickup eine Wechselspannungsquelle ist). Ein (passiver) Gitarren-Pickup ist keineswegs eine ideale Signalquelle (Ri " > 0". Das bedeutet, dass die Ausgangsspannung abfällt, wenn sie mit einer Last verbunden wird (Effektpedale, Verstärker). Dieser Effekt wird umso stärker, je höher die Ausgangsimpedanz deines Gitarren-Pickups und je niedriger die Eingangsimpedanz deines Verstärkers/Effektpedals ist (Spannungsteiler zwischen RΩund Ri Spannungsteiler zwischen Ausgangsimpedanz Ri der Gitarre und Eingangsimpedanz RL der LastL).

Fuzz Face Schaltplan:

Beispiel:

Ausgangswellenform eines Fuzz Face mit idealer Signalquelle

Ω)(Ri=0Am Eingang:Ausgangswellenform eines Fuzz Face mit realistischer Signalquelle (R

=10kiDu musst selbst herausfinden, ob dir der Klang dieser Wechselwirkungen gefällt oder nicht. Falls nicht, solltest du überdenken, in welcher Reihenfolge deine Gitarreneffekte in deiner Signalkette angeordnet sind. Buffer- und Booster-/Preamp-Pedale haben eine hohe Eingangs- und eine niedrige Ausgangsimpedanz.Am Eingang:Ausgangswellenform eines Fuzz Face mit realistischer Signalquelle (R

Wie du die Ausgangsimpedanz deines Gitarren-Pickups misst

Um die Quellenimpedanz deiner Gitarre zu messen, benötigst du ein Oszilloskop. Falls du keins hast, kannst du meine Ergebnisse verwenden, da sie sich nicht wesentlich unterscheiden. Übrigens ist die genaue Modellbezeichnung meines Gitarren-Pickups ein Seymour Duncan SH-4 JB in Bridge-Position.

Miss die Spitze-Spitze-Spannung mit offener Ausgangsleitung:

1. Drehe deine Gitarre auf volle Lautstärke, um sicherzustellen, dass die Potentiometer deine Messung nicht beeinflussen. Dann zupfe eine Note (ich habe die dickere E-Saite gezupft).
   Miss die Spitze-Spitze-Spannung mit einer Last (R
   

   

2. =1kLZupfe die gleiche Note mit der gleichen Intensität wie zuvor, um die besten Ergebnisse zu erhalten.Ω):
   Berechne die Ausgangsimpedanz deines Gitarren-Pickups:
   

3. Jetzt können wir die Spannungsteiler-Formeln von oben nehmen und die Variablen durch unsere gemessenen Werte ersetzen.
   Ergebnis:
   
   Die Ausgangsimpedanz meiner Gitarre liegt bei etwa 10k Hinweis:Ω.

Die Impedanz ändert sich mit der Frequenz. Dieses Ergebnis gilt nur für die tiefe E-Saite, aber wir können davon ausgehen, dass es sich nicht dramatisch ändert. Für ein detailliertes Ergebnis kannst du dieses Verfahren bei verschiedenen Frequenzen (verschiedene Noten) wiederholen. USB-aufladbare Gitarreneffekte

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Gibson-Style-Gitarren haben normalerweise zwei Humbucker-Tonabnehmer, je einen Ton- und Lautstärkeregler für jeden Humbucker und einen Kippschalter zur Auswahl des Tonabnehmers. Wie genau sind diese Komponenten verdrahtet und wie beeinflussen die Potentiometereinstellungen Ihren Sound? In diesem kleinen Artikel beantworte ich diese Fragen und zeige Ihnen Vor- und Nachteile dieser Schaltung. Ich zeige Ihnen auch den Frequenzgang der verschiedenen Einstellungen.

Schaltplan

Im Diagramm können Sie sehen, dass jeder Tonabnehmer unabhängige Ton- und Lautstärkeregler hat. Der offensichtliche Vorteil dieser Schaltung ist, dass Sie zwei unabhängige Sounds einstellen und leicht über den Kippschalter zwischen ihnen wechseln können.

Beispieleinstellungen:

• Classic Rock
  Neck-Tonabnehmer: Lautstärke 100%, Ton 0% (cremiger Lead-Sound)
  Steg-Tonabnehmer: Lautstärke 70%, Ton 100% (knackiger Rhythmus-Sound)
  Dies ist eine typische Classic-Rock-Gitarreneinstellung, mit der Sie zwischen Lead- und Rhythmus-Sound wechseln können.
• Kill Switch
  Neck-Tonabnehmer: Lautstärke 0%, Ton 100% (Kurzschluss – keine Ausgabe)
  Steg-Tonabnehmer: Lautstärke 100%, Ton 100% (hohe Ausgabe Lead- oder Rhythmus-Sound)
  Diese Einstellung kann als Spezialeffekt statt eines Kill Switch verwendet werden: Bewegen Sie den Kippschalter schnell nach oben und unten, um einen Tremolo-ähnlichen Effekt zu erzeugen.

Ein Nachteil der unabhängigen Lautstärkeregelung ist, dass die Mischposition des Kippschalters nur nützlich ist, wenn Sie die Lautstärkeeinstellungen beider Tonabnehmer anpassen. Wenn nicht, überwiegt ein Tonabnehmer den anderen und Sie können kaum einen Unterschied zum Einzeltonabnehmer-Sound hören.

Ein weiterer Nachteil der passiven Lautstärkeregelung im Allgemeinen ist, dass bei niedrigeren Lautstärkeeinstellungen die Ausgangsimpedanz sehr hoch ist -> Ihr Signal ist anfälliger für elektromagnetische Störungen und wird lauter. Dieses Problem haben Sie nicht mit aktiven Gitarren-Tonabnehmern.

Frequenzgang

Ich habe den Frequenzgang verschiedener Einstellungen mit LTspice XVII simuliert. Die Signalquelle, die ich verwendet habe, hat einen flachen Frequenzgang und einen Ausgangswiderstand von 10k.

Fazit:

• Der Toneregel ist ein einstellbares Tiefpassfilter
• Die Toneinstellung ändert sich nicht bei verschiedenen Lautstärkeeinstellungen (die Grenzfrequenz bleibt gleich)
• Signifikante Tonänderungen treten nur zwischen 0%-10% des Tonpotentiometerwerts auf -> Ich empfehle die Verwendung von Audio-Taper-Potentiometern, um diese Nichtlinearität auszugleichen

Ich hoffe, dieser Artikel ist für Sie nützlich. Bitte schauen Sie sich die Produkte auf dieser Website an: Mein Unternehmen Songbird FX ist ein Hersteller von hochwertigen wiederaufladbaren USB-Gitarrenpedalen.

Die Auswahl des richtigen Operationsverstärkers (kurz: Op-Amp) für Ihr DIY-Projekt kann eine schwierige Aufgabe sein. Die Vielfalt an Op-Amps ist vergleichbar mit der Anzahl der Sterne am Himmel und die Anzahl der Spezifikationen im Datenblatt ist manchmal überwältigend, also wie wählt man den richtigen Op-Amp für ein spezifisches Projekt aus? Im Folgenden möchte ich Ihnen einen Überblick über die wichtigsten Datenblatts-Spezifikationen geben, auf die Sie achten sollten. Dieser kleine Ratgeber richtet sich an Elektronik-Anfänger, die tiefer in das Thema der Operationsverstärker einsteigen möchten.

Was ist ein Operationsverstärker?

Ein Operationsverstärker ist im Grunde ein Differenzverstärker mit sehr hoher Verstärkung (im Idealfall unendlich). Er verfügt über einen invertierenden und einen nicht-invertierenden Eingang, einen Ausgang und natürlich Anschlüsse für die Stromversorgung. Durch die Verwendung von Gegenkopplung vom Ausgang zu einem der Eingänge können Sie viele verschiedene Schaltungen realisieren, beispielsweise invertierende und nicht-invertierende Verstärker (mit endlicher Verstärkung), Integratoren, Differenziatoren, Tiefpass- und Hochpass-Filter und vieles mehr. Für weitere Informationen zu den verschiedenen Schaltungen empfehle ich Ihnen, Texas Instruments' \"AN-20 An Application Guide For Op Amps”.

Die wichtigsten Datenblatts-Spezifikationen:

1. Versorgungsspannung

Die eine wichtigste Spezifikation, die Sie im Datenblatt überprüfen sollten, ist der Versorgungsspannungsbereich. Sie finden ihn unter „Recommended Operating Conditions". Wenn Ihre Versorgungsspannung zu niedrig ist, funktioniert Ihr Op-Amp nicht ordnungsgemäß, wenn sie zu hoch ist, können Sie ihn sogar beschädigen.

2. Eingangsspannungsbereich

Diese Spezifikation wird manchmal übersehen. Der Eingangsspannungsbereich definiert den zulässigen Spannungsbereich Ihrer Eingänge ohne Fehlfunktion des Op-Amps. Op-Amps mit Rail-to-Rail-Eingängen haben einen Eingangsspannungsbereich von V- < Vin < V+, andere können nur die positive oder die negative Schiene oder keine von beiden enthalten.

Beispiel:
Der typische Eingangsspannungsbereich des TL072 umfasst die positive Schiene und benötigt 3 Volt Abstand zur negativen Schiene:
V- + 3V < Vin < V+                  →bei 10V Versorgungsspannung liegt Ihr Eingangsspannungsbereich zwischen 3V und 9V

Unter „Recommended Operating Conditions" fügt TI einen großen Sicherheitsabstand hinzu:
V- + 4V < Vin < V+ – 4V         →bei 10V Versorgungsspannung liegt Ihr Eingangsspannungsbereich nur zwischen 4V und 6V.

Wenn Sie Ihre Schaltung ordnungsgemäß auslegen möchten, müssen Sie den unter „Recommended Operating Conditions" angegebenen Spannungsbereich (Mindestwerte) verwenden, wenn Sie jedoch ein Einzelstück entwickeln, können Sie mit den typischen Werten auskommen, indem Sie die Op-Amps prüfen.

3. Eingangsimpedanz

Die Eingangsimpedanz von Op-Amps ist von besonderem Interesse, wenn die Quellimpedanz des Signals hoch ist, beispielsweise bei der Verwendung von passiven Gitarren-Pickups. In diesem Fall möchten Sie möglicherweise einen Op-Amp mit JFET-Eingängen wählen (Eingangsimpedanz geht bis zu 1000GΩ). Op-Amps mit bipolaren Eingängen haben typischerweise Eingangsimpedanzen von etwa 10MΩ.

4. äquivalentes Eingängerauschen und typische Klirrfaktor-Verzerrung

Op-Amps verstärken nicht nur Ihr Quellsignal, sondern fügen auch Oberwellen und Rauschen hinzu. Das äquivalente Eingängerauschen und die typische Klirrfaktor-Verzerrung werden entweder separat oder zusammen als THD+N angegeben.
Für Audioanwendungen ist es wichtig, einen Op-Amp mit niedriger Rausch- und Verzerrung zu wählen.

5. Versorgungsstrom

Wenn Ihr Gerät mit Batterien betrieben wird, ist es wichtig, den Versorgungsstrom im Auge zu behalten. Der Versorgungsstrom oder Ruhestrom gibt Auskunft über den Energieverbrauch des Op-Amps ohne Last.
Leider gilt die Regel, dass niedrige Versorgungsströme zu hohem Rauschen führen. Sehen Sie, die Auswahl der richtigen Komponente ist immer ein Kompromiss – willkommen in der Elektronik 😉

6. Ausgangsimpedanz

Die Ausgangsimpedanz ist wichtig, wenn die Lastimpedanz niedrig ist, beispielsweise wenn Sie Kopfhörer oder eine LED ansteuern möchten. Die Ausgangsimpedanz muss viel niedriger als die Lastimpedanz sein, sonst würde es einen großen Spannungsabfall am Ausgang geben (Spannungsteiler zwischen Ausgangsimpedanz und Lastimpedanz). Wenn Sie die Ausgangsimpedanz in Ihrem Datenblatt nicht finden, gibt Ihnen der Ausgangsstrom ähnliche Informationen.

Für detaillierte Informationen zu den oben genannten Spezifikationen und mehr empfehle ich Ihnen, TIs \"Verstehen der Betriebsverstärker-Spezifikationen“.

Wie finde ich den richtigen Op-Amp?

Persönlich verwende ich gerne die Website von Texas Instruments, da ich die für mich wichtigen Spezifikationen eingeben kann und die Website mir dann passende Op-Amps einschließlich eines ungefähren Preises anzeigt. Wenn Sie auch andere Hersteller einbeziehen möchten, ist eine großartige Möglichkeit, die Suchfunktion eines großen Distributors zu nutzen, z. B. Mouser.

Ich hoffe, dieser kleine Ratgeber ist nützlich für Sie. Wenn Sie Gitarrist sind, schauen Sie sich bitte die Produkte auf dieser Website an: Mein Unternehmen Songbird FX ist ein Hersteller von hochwertigen USB-Ladegeräten für Gitarreneffektpedale.