Warum klingen Kondensatoren und Widerstände mit unterschiedlichen Werten in derselben Verstärkerschaltung unterschiedlich?

Ich habe zwei Fragen...

1. Ich habe gesehen, dass Kondensatoren mit unterschiedlichem Wert in einer Verstärkerschaltung unterschiedlich klingen ... Zum Beispiel hat eine Verstärkerschaltung mit einem 470uf-Kondensator mehr Bässe und Höhen ... Ein 1000uf-Kondensator hat eine gleichmäßige Frequenzverteilung mehr oder weniger ... Ein 330uf-Kondensator scheint sich mehr auf den Gesang zu konzentrieren ... mittlerer Bereich ...

Was ist der wahre Grund für sie, so zu klingen, wie sie es tun? In Physik oder Mechanik oder Elektronik ...

2. In einem E-Gitarren- und Verstärker-Setup ... Durch die Einführung eines Widerstandswerts zwischen Verstärker und Gitarre ändert sich der Klang der Gitarre ... Ich habe viele Werte ausprobiert, einige davon sind 330k, 470k und andere Reichweite ... Warum wirkt dieses Setup wie ein Equalizer? Der Widerstand, den ich anschließe, befindet sich in den positiven Anschlüssen, nicht in den geerdeten ...

Dies scheint auch in einem CD-Player zum Musiksystem zu funktionieren ... Die Widerstände werden wie Voreinstellungen von Musik-Equalizern ...

Ich verstehe, wir ändern die Impedanz, aber warum klingen sie bei verschiedenen Impedanzen so unterschiedlich ...?

Beispielschaltung:

Die Impedanz (stellen Sie sich das als Widerstand vor) eines Kondensators ändert sich mit der Frequenz des durchlaufenden Signals. Je niedriger die Frequenz (Bassklänge) ist, desto höher ist die Impedanz.

Die Impedanz des Kondensators hängt auch von seinem Wert ab. Ein Kondensator mit einem höheren Wert hat eine niedrigere Impedanz als ein Kondensator mit einem niedrigeren Wert. Bei gleicher Frequenz repräsentiert ein Kondensator mit kleinem Wert mehr Widerstand als der Kondensator mit großem Wert.

Um mehr Bass zu erhalten, müssen Sie einen größeren Kondensator in Reihe mit dem Lautsprecher verwenden.

C1 in Ihrer Schaltung dient dazu, Gleichstrom vom Verstärker zu blockieren. Bei Gleichstrom befindet sich ein Kondensator sehr nahe an einem offenen Stromkreis - Gleichstrom kann nicht passieren.

Die Umstellung erfolgt jedoch schrittweise. Der Kondensator blockiert nicht nur Gleichstrom. Es behindert auch den Fluss anderer Frequenzen. Je niedriger die Frequenz, desto mehr wird sie blockiert.

Irgendwann fällt es nicht mehr auf. Für die Arbeit mit Filtern (die Kondensator / Lautsprecher-Kombination ist ein Hochpassfilter) wird dieser Punkt als der Punkt definiert, an dem die Amplitude um die Hälfte reduziert wird (das sind -3 dB).

Ich werde mich nicht mit der Berechnung des Grenzwerts eines Filters befassen - es gibt viele Erklärungen im Web, die viel detaillierter sind, als ich möchte.

Für die andere Seite (Widerstand ändert den Klang) müssen wir uns Induktoren ansehen.

Die Tonabnehmer Ihrer Gitarre sind Induktoren - im Grunde genommen nur Drahtspulen.

Induktivitäten sind das Gegenteil von Kondensatoren. Induktivitäten lassen Gleichstrom gut durch, aber ihre Impedanz steigt, je höher die Frequenz ist. Sie steigt auch mit zunehmendem Wert des Induktors.

Sie ändern nicht die Impedanz des Induktors (Tonabnehmer).

Wenn Sie den Widerstand am Verstärker ändern, ändern Sie die Belastung des Induktors.

Ein Widerstand, der über die Induktivität geschaltet ist, bildet einen Spannungsteiler. Wie die Spannung zwischen dem Aufnehmer und dem Widerstand aufgeteilt wird, hängt von der Frequenz des Signals ab - die Impedanz des Induktors ändert sich mit der Frequenz, wodurch sich die Spannung zwischen dem Induktor und dem Widerstand ändert.

Die Kombination der Spule und des Widerstands bildet ein Tiefpassfilter. Es entfernt hohe Frequenzen.

Der Punkt (Frequenz), an dem dies spürbar wird, hängt vom Widerstand ab, der die Spule belastet. Ein Widerstand mit höherem Wert lässt mehr hohe Frequenzen durch. Durch Verringern des Widerstandswerts wird die Frequenz verringert, bei der Sie einen Unterschied hören können.

Eine andere Sache, die passieren wird, ist, dass der Widerstand auch die Amplitude des Signals ändert, das dem Verstärker präsentiert wird. Ein höherer Widerstand bedeutet, dass weniger Signal zum Verstärker gelangt, was zu einem leiseren Ausgang führt.

Ein niedrigerer Widerstand bedeutet mehr Signal für den Verstärker, was eine lautere Ausgabe ergibt.

Für einen Gitarristen besteht auch die interessante Möglichkeit der Verzerrung. Sie liefern so viel Eingangssignal, dass für die Erzeugung des verstärkten Signals mehr Spannung erforderlich wäre als für die Stromversorgung des Verstärkers.

In diesem Fall bleibt die Ausgangsspannung bei der Versorgungsspannung, bis das Eingangssignal kleiner ist.

Dies wird als Clipping bezeichnet und ist eine schlechte Sache in einem allgemeinen Verstärker, kann aber für einen Gitarristen nützlich sein.

Die Induktivität eines E-Gitarren-Tonabnehmers stimmt mit der Kapazität des Kabels überein, das den Verstärker speist. Wenn die Impedanz des Verstärkers sehr hoch ist (eine Vakuumröhre oder ein FET), erzeugt die Resonanz eine Hochfrequenzspitze im Frequenzgang. Wenn die Impedanz des Verstärkereingangs niedrig ist, wird die Resonanzspitze gedämpft, so dass hohe Frequenzen verloren gehen. Ein Gitarrenlautsprecher hat keinen Hochtöner, um hohe Frequenzen zu erzeugen, daher wird stattdessen die Resonanzspitze verwendet.

Hier ist ein Diagramm der Höhe des Peaks mit verschiedenen Eingangsimpedanzen des Verstärkers:

Gitarren sind eine lustige Quelle, da der Wandler eine hohe (und im Allgemeinen hochinduktive) Ausgangsimpedanz hat.

Dies bedeutet, dass es sehr empfindlich gegenüber kapazitiver Belastung ist und nicht viel benötigt, um eine Resonanz in das Audioband zu bringen.

Das Hinzufügen eines Serienwiderstands ändert das Q solcher Resonanzen und damit den Ton.

Sie werden wahrscheinlich feststellen, dass der zusätzliche Serienwiderstand am Gitarrenende des Kabels einen größeren Unterschied macht als am Verstärkerende (wo die Kabelkapazität nicht isoliert werden kann) und dass er wiederum einen größeren Unterschied zu einer Gitarre macht, die über eine Lautstärkeregelung am Körper verfügt gekurbelt (Weniger Nebenschlusswiderstand, damit der Q wieder höher ist).

Sie können sich einen Gitarren-Tonabnehmer nicht als klassische Spannungsquelle vorstellen, sie sind viel zu weit von der entfernt, als dass die Spannungsquelle in Reihe mit einem Widerstandsmodell einer Audioquelle angewendet werden könnte.

Was nun die Elektrolytkappen in einem Verstärker betrifft, hängt es sehr stark davon ab, welche wir diskutieren. Der DC-Block in einem Rückkopplungsnetzwerk (oder beispielsweise die Verstärkungsregelung eines Mikrofonverstärkers im Instrumentierungsstil) wird spürbare Änderungen vornehmen, hauptsächlich an Die niederfrequente Eckposition, während eine Kopplungskappe (vorausgesetzt, sie ist groß genug, um zu verhindern, dass sich über ihr eine Signalspannung entwickelt) normalerweise nicht kritisch ist.

Ich würde warnen, dass das Ohr bei der Arbeit an Audio ein reines Mistwerkzeug für Vergleiche ist, im Ernst, wie man Dinge von einem Tag zum nächsten hört (besonders wenn man ein paar Stunden an Dingen gearbeitet hat), ist einfach so variabel. Sie müssen natürlich zuhören, aber zu verstehen, was Sie hören, kommt von der Messung. Glücklicherweise ist dies einfacher und billiger als je zuvor. Besorgen Sie sich eine anständige PC-Soundkarte und eine Messsoftware.

In Bezug auf Ihre Lautsprecherkopplungskappe haben Lautsprecher eine ziemlich variable Impedanz, und diese interagiert mit der Kappe, um den Frequenzgang zu ändern. Lautsprecher sind in der Realität im Allgemeinen keine reinen Widerstände. Daher besteht der übliche Ansatz darin, die Kappe nur so groß zu machen, dass Wechselwirkungen auftreten sind unter dem Audioband, 1000uF ist gut für die meisten Dinge mit voller Reichweite.

Weil Sie die Frequenzen in Ihrer Schaltung ändern. Ein Durchlassbandfilter könnte in ein Hochpassfilter (oder ein Filter mit zu hoher Grenzfrequenz) umgewandelt werden, indem lediglich ein Kondensator oder ein Widerstand geändert wird (Grenzwert = 1/2 * pi R C). So funktioniert ein Lautsprecher, die Höhen sind Hochpassfilter, Bässe Tiefpassfilter und die Mitte Passpassfilter. Diese unterschiedlichen Frequenzen erzeugen unterschiedliche Klänge. Wie einfach ist es, den Ton zu hören? Es hängt von Ihrer Schaltung, den Verstärkern (ich spreche über das Signal, sagen wir Spannung) ab, wie leicht es die Schwingungen übertragen (oder verstärken) kann (in Bezug auf das mechanische Design) usw.

Walt Jung und Bob Pease haben gezeigt, dass es bei Kondensatoren Schall- oder Wellenformunterschiede gibt. Einige Forschungsarbeiten kommen zu dem Schluss, dass der Unterschied in der Fähigkeit besteht, das Dielektrikum zusammenzudrücken, wenn sich die Spannungen ändern. Dieses Zusammendrücken verursacht einen verringerten Abstand zwischen den Platten und eine damit verbundene Erhöhung der Kapazität.

Somit tragen Glas und Luft sowie einige Kunststoffkondensatoren zu minimalen Schalländerungen bei.

JRE hat eine ziemlich gute Antwort. Widerstände reagieren linear über Frequenzen. Kondensatoren und Induktivitäten ändern ihre Impedanz, wenn sich die Frequenz ändert. Kondensatoren lassen niedrigere Frequenzen durch und Leiter lassen niedrigere Frequenzen durch. Die Kombination erzeugt einen Filter mit verschiedenen Frequenzen. Ein Netzwerk verschiedener Komponenten bestimmt nicht nur die Resonanzfrequenz, sondern auch deren Harmonische, dh das Verhalten in Intervallen wie der halben oder doppelten Frequenz. Eine saubere Sinuswelle in einem einfachen Kondensator- oder Induktorschaltkreis lässt sich leicht visualisieren. Was berücksichtigt werden muss, ist die Quellenimpedanz, die Lastimpedanz und das Netzwerk, das Sie hinzufügen. Denken Sie daran, dass keine Ihrer Komponenten perfekt ist. Sowohl Vor- als auch Leistungsverstärker haben keinen linearen Frequenzgang. Dinge wie Wärme und Materialqualität neigen auch dazu, Dinge weniger linear zu machen. Ich bin kein Gitarrist, aber ich bekomme die Elektronik. Wenn Sie daran interessiert sind, Ihr eigenes klingendes Instrument zu erstellen, versuchen Sie, ein Brückennetzwerk aufzubauen. Sie können sehr empfindlich sein. Wenn Sie kreativ werden möchten, können Sie sogar einige aktive Komponenten in eine Brücke einfügen.