Modstandens rolle i delefiltre

Modstande (R) bruges i delefiltre til at:

  1. Justere niveau (dæmpe) visse enheder (fx diskant)

  2. Matche impedans mellem filter og højttalerenheder

  3. Stabilisere impedanskurven for at gøre filteret mere forudsigeligt

  4. Absorbere resonanser (i Zobel- eller L-pad netværk)

Men selv en "ren" modstand opfører sig sjældent helt ideelt – især ved høje frekvenser.

 

Hvad er impedans (Z)?

Impedans er en kompleks modstand mod vekselstrøm (AC), som kombinerer:

Z = R + jX

hvor:

R = reel modstand (ohm, Ω)

X = reaktans (induktiv eller kapacitiv)

j = den imaginære enhed (j² = –1)

Impedans måles i ohm, men i modsætning til almindelig DC-modstand afhænger Z af frekvensen.

 

Eksempler på modstand i delefiltre

1. L-pad dæmpning af diskant

Bruges til at dæmpe højttalere med højere følsomhed uden at ændre deres impedans set fra delefilteret.

Et L-pad består af to modstande:

En serie-modstand (Rs) – begrænser signalet

En parallel-modstand (Rp) – leder noget strøm væk

Samlet effekt: Mindre SPL + bevaret belastning (Z) for delefilteret.

Formel for dæmpning i dB:

Attenuation = 20 × log(Vout / Vin)

2. Zobel-netværk (Impedanslineariserende kreds)

Et Zobel-netværk bruges til at kompensere for induktiv impedansstigning i fx basenheder:

Består af modstand (R) og kondensator (C) i serie, sat parallelt med højttalerenheden.

Ved korrekt dimensionering bliver den samlede belastning næsten konstant resistiv (R) over et bredere frekvensområde.

Formel:

C = L / R², hvor L er spolen i højttaleren og R er dens nominelle impedans.

3. Resistiv belastning og filterets funktion

Et passivt delefilter (fx 2. ordens) er designet ud fra en givet impedans – typisk 4, 6 eller 8 ohm. Hvis den faktiske belastning varierer meget pga. enhedens impedanskurve, kan filteret:

Dele ved forkerte frekvenser

Give ujævn frekvensgang

Forårsage faseproblemer

Derfor bruges modstande strategisk til at styre impedansen og responsen.

 

Frekvens og impedans – det ikke-ideelle billede

Virkelige modstande har:

Parasitisk induktans (L) – især trådviklede typer

Parasitisk kapacitans (C) – mellem terminaler eller til chassis

Temperaturafhængighed – varmen ændrer R

Dette kan introducere uønsket variation i Z med frekvens, især i diskantfiltre. Derfor:

Brug lavinduktive modstande til diskant

Undgå billige cementmodstande i følsomme dele

 

Måling og visualisering

Impedans kan måles og vises som:

Magnitude (|Z|): Hvor meget modstand systemet yder

Fasevinkel (∠Z): Forskydning mellem strøm og spænding

Et godt filterdesign prøver at sikre, at:

Impedanskurven er relativt jævn

Fasevinklen ikke bliver for ekstrem (for ikke at stresse forstærkeren)

Belastningen ikke falder for meget (< 3 ohm)

 

Avanceret betragtning: Kompleks impedans i kredsdesign

Ved simulering i fx XSim, VituixCAD eller REW arbejder man med komplekse impedanskurver, hvor:

Hver komponent bidrager med sin egen Z (kompleks) til netværket

Den samlede belastning ændrer frekvensgang, fase og delefrekvenser

Modstande er ikke blot dæmpere, men impedansformere i det samlede system