O que é a impedância de saída e por que devo me importar com ela?
A impedância de saída ou impedância de fonte Ri de uma fonte de sinal perfeita é 0Ω. Quando falamos sobre fontes de tensão contínua (DC), ela também é chamada de resistência interna (É por isso que eu a chamo de Ri embora um captador de guitarra seja uma fonte de sinal AC). Um captador de guitarra (passivo) não é, de forma alguma, uma fonte de sinal perfeita (Ri > 0Ω). Isso significa que a tensão de saída vai cair quando ele for conectado a uma carga (pedais de efeito, amplificador). Esse efeito será tanto mais significativo quanto maior for a impedância de saída do captador da sua guitarra e menor for a impedância de entrada do seu amplificador/pedal de efeito (divisor de tensão entre Ri e RL).
Recentemente, simulei o circuito de um Fuzz Face com o LTspiceIV e percebi que a impedância de saída da guitarra afeta a forma de onda de saída final do pedal de efeito.
Exemplo:
Esquema do Fuzz Face:
Forma de onda de saída de um Fuzz Face com fonte de sinal perfeita(Ri=0Ω) Na entrada:
Forma de onda de saída de um Fuzz Face com fonte de sinal realista (Ri=10kΩ)Na entrada:
Você precisa descobrir por si mesmo se gosta do som dessas interações ou não. Se não gostar, deve reconsiderar a ordem na qual os seus efeitos de guitarra estão dispostos na sua cadeia de sinal. Pedais de buffer e de booster/pré-amplificador possuem uma alta impedância de entrada e uma baixa impedância de saída. Eles podem ser usados para preservar a forma de onda original que vem dos captadores da sua guitarra quando utilizados como o primeiro pedal da sua cadeia de sinal. Captadores ativos de guitarra são ainda melhores do que pedais de buffer, porque o cabo da guitarra também é uma carga (capacitiva).
Como medir a impedância de saída do captador da sua guitarra?
Para medir a impedância de fonte da sua guitarra, você precisará de um osciloscópio. Se você não tiver um, pode usar os meus resultados, pois não haverá tanta diferença. A propósito, o modelo exato do captador da minha guitarra é um Seymour Duncan SH-4 JB na posição da ponte.
- Meça a tensão pico a pico com a saída aberta:
Aumente o volume da sua guitarra ao máximo para garantir que os potes não influenciem a sua medição. Em seguida, toque uma nota (eu toquei a corda Mi mais grossa).
- Meça a tensão pico a pico com uma carga (RL=1kΩ):
Toque a mesma nota com a mesma intensidade de antes para obter os melhores resultados.
- Calcule a impedância de saída do captador da sua guitarra:
Finalmente, podemos pegar as fórmulas de divisor de tensão acima e substituir as variáveis pelos nossos valores medidos.
Resultado: A impedância de saída da minha guitarra é de cerca de 10kΩ.
Nota: A impedância muda com a frequência. Este resultado é válido apenas para a corda Mi grave, no entanto, podemos presumir que ela não mudará dramaticamente. Para obter um resultado mais detalhado, você pode repetir este procedimento em diferentes frequências (diferentes notas).
Efeitos de guitarra recarregáveis via USB
Você está cansado de baterias de 9V fracas nos seus pedais? Isso acabou! Minha empresa Songbird FX inventou o primeiro pedal de Overdrive recarregável via USB do mundo, o Bluebird Drive. Abaixo você encontra um vídeo da versão Germanium, produzido pelo grande Mike Hermans.
Interessado? Clique aqui para mais informações!
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!