หัวข้อ: คำถามเกี่ยวกับ impedance ครับ

[Karin Preeda]

1. ถูกต้องครับ แต่ยังไงลองหาจุด bias อื่นๆเทียบกันด้วย หลอดบางหลอดเวลาดูจาก curve แล้วเห็นเลยว่า gain ไม่เท่ากันถ้า bias ต่างที่กัน
2. ถูกต้องครับ
3. ผมเองก็จะเผื่อเอาไว้ประมาณ 50% เช่น bias หลอด power ที่ -50V ภาค driver จะออกแบบไว้ให้ swing ได้ซัก 150Vpp ครับ

[saranyo]

[/quote ]
Gain = u RL / Rp + RL

u = Tube's gain
RL = R plate load
Rp = Plate resistance

[/quote]
มีคำถาม3 ข้อครับ

1.ถ้าต้องการ gain สูงขึ้นก็ต้องออกแบบปรับปรุงวงจรให้ output impedance ต่ำลง ซึ่งก็คือการเลือกใช้หลอดที่มีค่า Rp ต่ำลง ใช่ไหมคับ
2.ถ้าภาค pre มีมากกว่า 1 stage แล้วgain รวม ของทุก stage ก็เอามาคูณกันใช่ไหมครับ
3.การออกแบบภาคปรีให้มี gain พอที่จะขับหลอด output ได้ดูจาก spac ค่าไหนของหลอด outputครับ ปรกติเวลาผมออกแบบภาค pre จะดูจาก voltage output ที่ สวิงเอาให้ไม่น้อยกว่าที่ volt inputที่ grid ของหลอด outputต้องการครับ (จากกราฟ plate load)

[Karin Preeda]

พวก cathode follower จะประมาณ 1-2 Kohm พวก mu-follower จะประมาณ 200 ohm - 1 Kohm พวก output transformer จะน้อยกว่า 1 Kohm

solidstate ประมาณ 600 ohm หรือน้อยกว่า และ opamp จะประมาณ 50-300 ohm ครับ

ส่วน input impedance ส่วนมากจะมีตั้งแต่ 10K-100K ครับ

[สุรศักดิ์]

เริ่มเข้าทีแล้วครับ มีต่ออีกไหมครับ เช่นโดยส่วนใหญ่เขาจะทำปรีให้มี output impedance สักเท่าไหร่ครับ สัก 500K เยอะไปหรือเปล่าครับ

[Karin Preeda]

ผมคงไม่ลงรายละเอียดลึกๆของทฤษฎีครับ เอาเป็นว่าการส่งสัญญาณระหว่างอุปกรณ์บางชนิด เค้าจะใช้วิธีส่งผ่าน power แทน ในขณะที่สัญญาณบางชนิดที่มีพลังงานน้อยๆและความถี่ต่ำๆเช่นสัญญาณ Audio ในระดับ line level ซึ่งมีความสูญเสียไม่มาก ไม่จำเป็นต้องใช้การส่งกำลัง ตัวอย่างง่ายๆที่ใช้วิธีส่งผ่านพลังงานคือสายอากาศทีวีและสาย digital ทีต่อจาก CD transport มาที่ DAC ครับ

คราวนี้สมมติว่า internal impedance ของฝั่งส่ง (Ri) มีค่า 50 ohm ฝั่งรับ (RL) มีค่าตั้งแต่ 10 ohm - 100 ohm ส่วน voltage ที่ได้จาก output ของฝั่งส่งคือ Vs

สูตรการคำนวนหา Voltage ที่ output จะได้เท่ากับ Vout = Vs x (RL / RL + Ri)
ให้ Vs = 10 V ลองเปลี่ยนค่า RL ไปเรื่อยๆ และ power ที่ฝั่งรับ คำนวนได้จากสูตร P = Vout ^2 / RLจะได้

Vout = 10V (10 / 50 + 10) = 1.6 V, power = 0.26 W
Vout = 10V (20 / 50 + 20) = 2.9 V, power = 0.42 W
Vout = 10V (50 / 50 + 50) = 5 V, power = 0.5 W
Vout = 10V (70 / 50 + 70) = 5.8 V, power = 0.48 W
Vout = 10V (80 / 50 + 80) = 6.2 V, power = 0.48 W
Vout = 10V (100 / 50 + 100) = 6.7 V, power = 0.45 W

เพราะฉนั้น power จะส่งมาที่ load มากที่สุดคือเมื่อ input impedance กับ output impedance มีค่าเท่ากัน

[Karin Preeda]

ทำอย่างไรให้ input impedance มีค่าสูงครับ แล้วดูอย่างไรว่าเหมาะสม 

วิธีพื้นฐานที่สุดคือการคำนวนเอาจาก spec ที่มีอยู่ ที่เหลือคือการวัดค่าออกมาจริงๆ แล้วค่อยๆปรับครับ คงไม่มีสูตรตายตัว แต่วิธีที่ผมว่ามาคือวิธีทั่วไปที่ทำกันครับ

ความไม่สมดุลกันระหว่างภาคแรกกับภาคถัดไป เพราะผมเคยรู้มาเกี่ยวกับ impedance ของสายส่งวิทยุสื่อสารครับ เหมือนกับว่าหากค่า impedance ไม่ match กันแล้ว การส่งกำลังงานออกไปให้สายส่งไม่หมด

อันนี้เป็นอีกเรื่องนึงเลยครับ เพราะเป็นการส่งผ่าน power ที่ผมว่ามาตอนแรกไม่มีการส่งผ่าน power เลย เป็นแค่การส่ง voltage เฉยๆ (ไม่มีกระแสไหล) เรื่องนี้ต้องอธิบายในต่อเนื่องๆจากเรื่องแรก เอาไว้จะ post ให้อีกทีนึงนะครับ

[สุรศักดิ์]

เพราะฉนั้นจึงควรให้ input impedance มีค่าสูง ในขณะที่ Output impedance มีค่าต่ำๆ

ทำอย่างไรให้ input impedance มีค่าสูงครับ แล้วดูอย่างไรว่าเหมาะสม 

อีกคำถามครับ นอกจากเกรนแล้ว มีอย่างอื่นที่ค่า impedance ส่งผลไหมครับ เช่น ความไม่สมดุลกันระหว่างภาคแรกกับภาคถัดไป เพราะผมเคยรู้มาเกี่ยวกับ impedance ของสายส่งวิทยุสื่อสารครับ เหมือนกับว่าหากค่า impedance ไม่ match กันแล้ว การส่งกำลังงานออกไปให้สายส่งไม่หมด จะมีกำลังงานเหลือส่วนหนึ่งย้อนกลับเข้ามาที่เครื่องส่ง แล้วเหมือนเกิดแรงต้อนในการส่งครับ ทำให้เกิดกำลังงานสูญเสียมาก เครื่องส่งก็จะร้อนมาก เหตุการณ์อย่างนี้จะเกิดกับแอมป์เราไหมครับ หากเกิดการไม่แมทกันของ impedance 

[Karin Preeda]

input/output impedance มีความสำคัญในเรื่องของ gain ครับ สูตรง่ายๆของการคำนวน gain คือ

Gain = u RL / Rp + RL

u = Tube's gain
RL = R plate load
Rp = Plate resistance

จริงๆสูตรนี้ก็ใช้กับอุปกรณ์ที่เป็น gain stage ได้ทั้งนั้น โดย u คือ gain ที่แท้จริง Rp คือ impedance/resistance ภายในอุปกรณ์นั้น ส่วน RL คือ load ณ.ภาคถัดไป

สมมติว่า gain ของระบบเท่ากับ 20 ในระบบ มี Output impedance 1K ohm ส่วน load (input impedance ของภาคถัดไป) มีค่า 5K ohm

เราจะได้ gain = 20 x 5K / 1K + 5K = 16

ถ้า input impedance ของภาคถัดไป เท่ากับ output impedance จะได้ gain แค่ครึ่งเดียว

เพราะฉนั้นจึงควรให้ input impedance มีค่าสูง ในขณะที่ Output impedance มีค่าต่ำๆ

แต่อุปกรณ์ที่มี input impedance มีค่าสูง ก็มี capacitance สูงตามไปด้วย เนื่องจาก miller effect ซึ่งมีสูตร

Miller effect = Cin(gain+1)

ค่า C ที่ได้ นำมา convert เป็นค่า impedance ได้จาก R = 1/2piFC โดย F คือความถี่

ยิ่ง C มีค่ามากเท่าไหร่ R ก็จะลดลงไปตามสัดส่วน หมายถึง input impedance มีค่าลดลงครับ

[สุรศักดิ์]

จากที่ได้อ่านมาหลายๆที่ ผมเริ่มงงกับคำว่า impedance แล้วครับ ในทางการออกแบบหรือสร้างแอมป์หลอดรวมทั้งปรีด้วย เราต้องทำปรีหรือแอมป์ให้มี input impedance และ output impedance อย่างไร ค่าสูงหรือต่ำเขาวัดกันอย่างไร แล้วมันเกี่ยวพันอย่างไรกับเสียงที่ได้หรือเปล่าครับ อยากได้แบบกระจ่างๆอ่ะครับ