Qu'est-ce que l'impédance de sortie et pourquoi devrais-je m'en soucier ?
L'impédance de sortie ou impédance de source Ri d'une source de signal parfaite est 0Ω. Lorsqu'on parle de sources de tension CC, on l'appelle aussi résistance interne (c'est pourquoi je l'appelle Ri même si un micro de guitare est une source de signal CA). Un micro de guitare (passif) n'est en aucun cas une source de signal parfaite (Ri > 0Ω). Cela signifie que la tension de sortie chute lorsqu'elle est connectée à une charge (pédales d'effet, amplificateur). Cet effet sera d'autant plus important que l'impédance de sortie de votre micro de guitare est élevée et que l'impédance d'entrée de votre amplificateur/pédale d'effet est faible (diviseur de tension entre Ri et RL).
Récemment, j'ai simulé le circuit d'une Fuzz Face avec LTspiceIV et j'ai réalisé que l'impédance de sortie de la guitare affecte la forme d'onde de sortie finale de la pédale d'effet.
Exemple :
Schéma de la Fuzz Face :
Forme d'onde de sortie d'une Fuzz Face avec une source de signal parfaite(Ri=0Ω) En entrée :
Forme d'onde de sortie d'une Fuzz Face avec une source de signal réaliste (Ri=10kΩ)En entrée :
Vous devez découvrir par vous-même si vous aimez le son de ces interactions ou non. Si ce n'est pas le cas, vous devriez reconsidérer l'ordre dans lequel vos effets de guitare sont disposés dans votre chaîne de signal. Les pédales buffer et booster/préampli ont une impédance d'entrée élevée et une impédance de sortie faible. Elles peuvent être utilisées pour préserver la forme d'onde originale provenant de vos micros de guitare lorsqu'elles sont utilisées comme première pédale dans votre chaîne de signal. Les micros de guitare actifs sont encore meilleurs que les pédales buffer car le câble de guitare est également une charge (capacitive).
Comment mesurer l'impédance de sortie de votre micro de guitare ?
Pour mesurer l'impédance de source de votre guitare, vous aurez besoin d'un oscilloscope. Si vous n'en avez pas, vous pouvez utiliser mes résultats car ils ne différeront pas tant que ça. Au fait, le modèle exact de mon micro de guitare est un Seymour Duncan SH-4 JB en position chevalet.
- Mesurer la tension crête à crête avec sortie ouverte :
Réglez votre guitare au volume maximum pour vous assurer que les potentiomètres n'influencent pas votre mesure. Ensuite, grattez une note (j'ai gratté la corde de Mi grave).
- Mesurer la tension crête à crête avec une charge (RL=1kΩ):
Grattez la même note avec la même intensité qu'avant pour obtenir les meilleurs résultats.
- Calculer l'impédance de sortie de votre micro de guitare :
Enfin, nous pouvons prendre les formules du diviseur de tension ci-dessus et remplacer les variables par nos valeurs mesurées.
Résultat : L'impédance de sortie de ma guitare est d'environ 10kΩ.
Note : L'impédance change avec la fréquence. Ce résultat n'est vrai que pour la corde de Mi grave, cependant nous pouvons supposer qu'il ne changera pas radicalement. Pour obtenir un résultat plus détaillé, vous pouvez répéter cette procédure à différentes fréquences (différentes notes).
Effets de guitare rechargeables par USB
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Und wie misst du den Rest, also den Imaginärteil der Impedanz? Brauch man den nicht auch?
Hallo Erik,
danke für deine sehr interessante Frage. Du hast natürlich recht: Die Impedanz ist eine komplexe Größe und besitzt als solche einen Realteil und einen Imaginärteil. Ich messe nur den Betrag der Impedanz, auch Scheinwiderstand genannt, zur komplexen Größe fehlt also noch der Phasenwinkel.
Benötigt man die Information über den Phasenwinkel?
Das kommt drauf an. Wenn du Schaltungsentwickler bist und die Eingangsstufe deines Verstärkers oder eines Effektpedals dimensionierst, dann reicht der Betrag der Impedanz aus.
Falls du verschiedene Tonabnehmer vergleichen möchtest oder eine Abschätzung über die Qualität eines Tonabnehmers machen möchtest, kann der Phasenverlauf (Phasenwinkel über die Frequenz) interessant werden. Idealerweise beträgt der Phasenwinkel von der tiefsten bis zur höchsten Note am Griffbrett 0°, beim Spielen von mehreren Noten gleichzeitig kommt es sonst zu Verzerrungen.
Wie misst man den Phasenverlauf?
Eine Abschätzung über den Phasenverlauf kannst du aus dem Impedanzverlauf schließen: Ist der Betrag der Impedanz bei steigender Frequenz gleichbleibend, so beträgt der Phasenwinkel 0°. Dort wo der Betrag der Impedanz über die Frequenz steigt, ist der Phasenwinkel positiv, dort wo er fällt ist er negativ. Je steiler der Scheinwiderstand bei steigender Frequenz steigt oder fällt, desto positiver bzw. negativer ist der Phasenwinkel an diesen Stellen (+20dB/Dekade entsprechen einem Phasenwinkel von 90°, -20dB/Dekade einem Phasenwinkel von -90°). Mehr dazu findest du bei einer Suche nach Bode-Diagramm.
Rock On!
Dieter
Vielen Dank für die Antwort. Bei meinem Problem geht es tatsächlich um die Eingangstufe eines Verstärkers. Ich dachte man bräuchte dort eine Schaltung zur komplexen Impedanzanpassung (auch wenn man nicht im HF-Bereich ist)
Vorsicht! Bei einer Eingangsstufe ist das Ziel nicht die maximale Leistung zu übertragen, sonder die maximale Spannung. Anstatt der Impedanzanpassung verwendet man Spannungsanpassung -> Der Eingangswiderstand soll so hoch wie möglich sein, damit die Signalquelle nicht belastet wird.
A more accurate way can be done with a signal generator, a voltmeter, and a resistor. Connect in series as follows:
SignalGen –> R –> Z –> gnd
Where:
R is a resistor of known value
Z is the pickup
Measure the voltage across R (call it V1)
Measure the voltage across Z (call it V2)
The current (I) through the circuit is equal to V1/R. The impedance of the pickup is equal to V2/I. Since I = V1/R we can do a little algebra to get:
Z = (V2/V1)*R
Repeat for multiple frequencies.
Great idea, thanks for sharing!
Hallo songbirdfx,
Mich beschäftigt seit 20 Jahren eine Frage, die mir niemand beantworten konnte!
Hier mein Problem:
Manche Gitarren Effekte “arbeiten” nicht richtig bei Line Signalen (Synthesizer)… liegt ja daran, dass diese eine zu niedrige Impedanz haben und der Eingang vieler Effekte, auf hoch ohmige Signale ausgelegt ist. Gibt es eine Möglichkeit ein Line Signal “hoch ohmiger” zu bekommen? Also genau “andersrum” als ein buffer/booster in eurem Beispiel!
Vielen Dank schon mal und Grüße aus Heilbronn…
Servus Stefan,
danke für deine Nachricht! Um das Signal hochohmiger zu bekommen kannst du einen Widerstand in Serie zu deinem Line Signal schalten oder auch ein Potentiometer. Die Größenordnung sollte, wie oben berechnet, bei ca. 10kΩ liegen. Mich würde interessieren, bei welchen Gitarreneffekten genau du diese Probleme hast?
Liebe Grüße
Dieter
Wäre da nicht eine Reamping Box geeignet?
Möglicherweise. Falls das Synth Signal unbalanced ist, ist eine Reamping Box mMn nicht nötig. Bei einem balanced Signal kommt man wahrscheinlich nicht daran vorbei.
Hallo, entspricht die Ausgangsimpedanz eines Bodentreters wiederum der Ausgangsimpedanz einer Gitarre? Bzw. stecke ich den Ausgang eines Bodentreters besser in einen Line-In oder HI-Z Eingang eines Mischpultes?
Grüß Dich Mello!
Da Gitarrenverstärker auch Hi-Z Eingänge haben, sind Bodentreter eher dafür ausgelegt. Viele Bodentreter haben dennoch eine recht niederimpedante Ausgangsstufe, deshalb könnten sie auch am Line-In gut klingen. Probieren geht hier über studieren.
Liebe Grüße
Dieter
Danke für die schnell Rückmeldung, sehr interessant. Wie misst man denn die Spannung bei offenen Ausgang und unter Last? Ich nehme an, einmal wird das Oszilloskop an das andere Ende des Gitarrenkabels geklemmt. Aber wie findet die zweite Messung statt?
Gerne! Ich hab das Gitarrenkabel in eine Klinkenbuchse gesteckt, an der ich einen 1 Kiloohm Widerstand angelötet habe. Dort hab ich das Oszilloskop angeschlossen. Den offenen Ausgang hab ich gemessen, bevor ich den Widerstand angelötet habe.
Danke für die ausführliche Info. Vielleicht kann mir soetwas auch mal bauen oder kaufen. Ich würde gerne aus Neugierde meine Synhthis/Sampler messen. Ich habe mir erstmal ein günstiges Oszi und ein Buch über Elektronik bestellt 😉
Freut mich wirklich das zu hören! Die Messungen werden bestimmt erfolgreich!