audio-club 音響俱樂部: guide-phono-impedance


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如 何 挑 選 唱 頭 放 大 器 ... 規 格 ... 阻 抗


內部阻抗 Internal Impedance

輸出阻抗 Output Impedence

建議搭配阻抗 Recommended Load Impedance

這一堆和阻抗有關的東西,常會出現在唱頭、唱頭放大器的規格中,

但是,從來沒有廠商出來說清楚講明白 (難到他們以為玩音響的人都很懂音響 ?!),

結果搞得很多黑膠新鮮人一團迷霧,似懂非懂...

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為什麼玩黑膠的人總是和 "阻抗" 牽扯不清 ?!

但是,不玩黑膠的人卻似乎和這些都無關 ?!

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為什麼唱頭放大器的 "輸入阻抗" 需要很多檔 ?!

但是,前級卻只有一檔 ?!

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現在,我們就來為大家說清楚... 阻抗,到底是什麼 ?! 有多重要 ?!

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阻抗

只要有交流電在流動,就會有因電阻、電容、電感... 產生的阻礙,

這些阻礙的總和,就是所謂的 "阻抗 Impedance"。

(並非單指電阻元件 Resistance)

阻抗,會影響電壓、電流,再進而影響功率、音質,是音響中非常重要的一環。

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不過,對 "玩" (而非 "設計") 音響的人而言,這些並不容易瞭解,

但也不需要勉強去搞懂,

因為,真正重點,在後面的... "阻抗匹配"。

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輸出阻抗 & 輸入阻抗

當兩個器材連接時,

前端的輸出阻抗 (Ra) 和後端的輸入阻抗 (Rb) 串聯在一起,就會形成一個分壓網路。

根據分壓原理... Vb = Va * (Rb / Ra+Rb)

這也就是說... 輸出阻抗 & 輸入阻抗的大小,會影響到電壓 (訊號) 的傳輸。

所以...

一般都將採用 "低輸出阻抗 + 高輸入阻抗" 的搭配,讓 Rb >>> Ra,

就可以讓 Vb 極大,

換言之,就是 Va 極小,較不會耗損前端器材輸出的訊號 (尤其是高頻),失真較小。

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P.S. 但現實中 Rb 也不可能無限大,線路設計總有個限度,通常以 47k Ω 為標準。

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P.S. 讓前端器材的輸出阻抗很低,亦可有相同效果。但阻抗再低也不能無限低,效果有限。

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舉例來說...

若輸出阻抗為 100 Ω,

當輸入阻抗為 470 Ω ...... 470 / (470 + 100) = 0.82456 (損失 17.544 %)

當輸入阻抗為 4.7k Ω ........ 4.7k / (4.7k + 100) = 0.97916 (損失 2.084 %)

當輸入阻抗為 47k Ω ............... 47k / (47k + 100) = 0.99788 (損失 0.212 %)

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阻抗匹配

一般在 CD 唱盤、前級、後級間的訊號傳輸,

因為噪訊本來就低,而且訊號比噪訊大很多,

所以,低失真 (損失越少越好) 是首要目標。

也因此...

輸出阻抗都設計得很低,約數十到數百歐姆,

輸入阻抗都設計成很高,通常以 47k Ω 為標準。

而且,都只有一檔,自然沒什麼 "阻抗匹配" 的問題。

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但是,對訊號微小,而且容易產生噪訊的唱頭而言,事情就沒這麼簡單了。

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MC 的阻抗匹配

MC 唱頭的訊號微小 (約只有 0.2 - 1.0 mV),相較於噪訊、電磁波,實在大不了多少。

若傳輸中連一絲一毫都不會耗損,

那麼,唱頭接觸唱片溝槽時產生的噪訊、無意中接收來的電磁波 (也是一種訊號)... 也都將保留下來。

(所以在某些黑膠系統上,有時可以聽到廣播聲)


所以...

唱頭 (前端器材) 的輸出阻抗 vs. 唱頭放大 (後端器材) 的輸入阻抗,需要 "適當" 的搭配,

才能在傳輸中,容有一定程度的失真... 以過濾掉噪訊,干擾聽覺,

這就是所謂的... 阻抗匹配 Impedance matching。


也就是說...

"阻抗匹配" 是一種危險平衡,

必須在失真的 "要" vs. "不要" 間,取得平衡。


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那麼,MC 唱頭 vs. MC 放大器阻抗到底該怎麼 "匹配" 呢 ?!

我們可以用... 輸入阻抗 / 輸出阻抗,來說明、判斷。

Clearaudio、Lehmann 建議的阻抗匹配,都是以 10 倍 為標準。

如 Goldfinger Statement 唱頭內部阻抗為 50 Ω,建議匹配的阻抗為 500 Ω。

500 / 50+500 = 0.90909 (訊號損失約 9 %)

表面上看起來,9 % 的損失,似乎太多了一點 ?!

但也就是如此,才能把黑膠過多的雜訊過濾掉,否則就容易干擾聽覺。

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但 10 倍並非絕對,適當的做法是...

以 10 倍為基準,先試試看...

1. 若會聽到噪訊 (或廣播聲),那麼應減少倍數。反之,則可以增加倍數,直到噪訊出現為止。

2. 若覺得高頻太多 (太尖銳),那麼應減少倍數。反之,則應該增加倍數,直到高頻太多為止。


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P.S. 若不會產生任何噪訊,聲音也不會太尖銳,那麼 MC 就算匹配 47k Ω 也無妨。

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範例 : MC 唱頭的阻抗匹配

Audio-Technica AT33EV : 內部阻抗 10 Ω,原廠建議搭配阻抗 > 100 Ω (> 10 倍)。

Benz-Micro LP-S : 內部阻抗 38 Ω,原廠建議搭配阻抗 > 500 Ω (> 13 倍)。

Clearaudio Goldfinger Statement : 內部阻抗 50 Ω,原廠建議搭配阻抗 500 Ω (10 倍)。

Dynavector XV-1s : 內部阻抗 6 Ω,原廠建議搭配阻抗 > 30 Ω (> 5 倍)。

Emt JSD 5 : 內部阻抗 20 Ω,原廠建議搭配阻抗 200 - 300 Ω (10 - 15 倍)。

Linn Kandid : 內部阻抗 5.5 Ω,原廠建議搭配阻抗 50 - 200 Ω (9 - 36 倍)。

Lyra Atlas : 內部阻抗 4.2 Ω,原廠建議搭配阻抗 104 - 887 Ω (25 - 211 倍)。

Ortofon MC A95 : 內部阻抗 7 Ω,原廠建議搭配阻抗 > 10 Ω (> 1.4 倍)。

Ortofon SPU A95 : 內部阻抗 2 Ω,原廠建議搭配阻抗 10 - 50 Ω (5 - 25 倍)。

Van Den Hul Colibri : 內部阻抗 21 Ω,原廠建議搭配阻抗 500 - 1000 Ω (24 - 48 倍)。

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範例 : Lyra Connoisseur 4-2P 唱頭放大器的阻抗

4-2P 的阻抗,只有一檔 47k Ω。

那麼,它是 MM 放大器嗎 ?!

其實不是,其增益也只有一檔 69 dB (約 2850 倍),反而是 MC 放大器。

MC 唱頭匹配 47k Ω ?!

雖然奇怪,但也不是不可以。

這顯示了 Lyra 對自家器材 (唱頭 + 唱頭放大器) 的噪訊極有信心,

不需要靠失真來磨掉噪訊,可以追求 "訊息最大化"。

不過,這僅是極少見的特例,一般的 MC 放大器是不會如此設計。

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P.S. 日本 Fidelix 的唱頭放大器 Leggiero 更是特例中的特例,

MC 的訊噪比高達 156 dB,而 MC 的阻抗匹配只有兩檔 100 Ω 或 1G (=1000000k) Ω。

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以上的 10 倍準則,是針對唱頭放大器而言,

若你用升壓器,那又得另當別論。


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什麼時候會用到升壓器呢 ?!

● 參考 如何挑選唱頭放大器 - MC - 唱頭放大器 vs. 升壓器

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升壓器是靠線圈來放大。

而線圈是固定、有限的,阻抗自然不會太大。

要注意的是... 一旦升壓器輸入阻抗 < 唱頭內部阻抗,將造成高頻衰減,減損 MC 細緻的音質。

所以,升壓器輸入阻抗,至少要 = 或 > 唱頭內部阻抗。

一般建議... 升壓器輸入阻抗,約唱頭內部阻抗的 1.5 - 3.5 倍 (當然,這也並非絕對)。

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範例 : Lyra Atlas 的阻抗匹配 (用升壓器時)

Lyra Atlas 的內部阻抗為 4.2 Ω,

建議阻抗匹配 5 - 15 Ω (只適用於升壓器),也就是約 1.2 - 3.6 倍。

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範例 : My Sonic 的唱頭 vs. 升壓器

My Sonic 唱頭輸出阻抗約 0.6 - 1.8 Ω。

升壓器 Stage 1030 的輸入阻抗 1 Ω,約 0.6 Ω 的 1.6 倍。

(但 > 1 Ω 的唱頭,不適用此機種)

升壓器 Stage 302 的輸入阻抗 2 Ω,約 0.6 Ω 的 3.3 倍,約 1.8 Ω 的 1.1 倍。

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MM 的阻抗匹配

至於 MM 唱頭,其訊號本來就不若 MC 那麼細緻,

若在傳輸中失真過多,恐會喪失更多細節。

而且其電壓 (約 3 - 5 mV),至少也有 MC 的 5 - 25 倍大,

也就是比噪訊大上一定的程度,比較不用擔心噪訊 (為了降低失真而保留下來) 的影響。

是故,MM 的阻抗匹配,是以低失真 (損失越少越好) 是首要目標。

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MM 唱頭本身的阻抗已經相當高,大約在 500 - 2000 歐姆,

所以,MM 放大器的輸入阻抗,一般也都以 47k Ω 為標準,以免失真過大。

若唱頭為 0500 Ω,匹配輸入阻抗 47k Ω ............... 47k / (47k + 0500) = 0.98947 (損失 1.053 %)

若唱頭為 1000 Ω,匹配輸入阻抗 47k Ω ............... 47k / (47k + 1000) = 0.97917 (損失 2.083 %)

若唱頭為 2000 Ω,匹配輸入阻抗 47k Ω ............... 47k / (47k + 2000) = 0.95918 (損失 4.082 %)

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因為 "通常" 只有一檔,無從選擇,自然沒人會去關心 MM 唱頭的阻抗匹配。

不過,少部分機種的 MM 阻抗仍有多檔可選擇,試一試也無妨。

如果想讓 MM 有較細緻的聲音,則輸入阻抗越高越好。

反之,若產生噪訊,或希望圓融一點的聲音,則輸入阻抗可以調低一點。

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範例 : MM / MI 唱頭的阻抗匹配

Clearaudio Virtuoso V2 : 內部阻抗 660 Ω,原廠建議搭配阻抗 47k Ω。

Grado Sonata : 內部阻抗 475 Ω,原廠建議搭配阻抗 47k Ω。

London Jubilee : 內部阻抗 2000 Ω,原廠建議搭配阻抗 47k Ω。

Ortofon 2M Red : 內部阻抗 1300 Ω,原廠建議搭配阻抗 47k Ω。

Shure M97xE : 內部阻抗 1550 Ω,原廠建議搭配阻抗 47k Ω。






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