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임피던스

Impedance, Ω, Z

신호 전송에서의 주파수별 저항치의 총합. 저항치의 총합이기 때문에 한국말로 복합 저항, 온저항 이라는 말을 쓰기도 한다.

Impedance=Resistance+Capacitance+Inductance
Impedance=Resistance+Capacitance+Inductance

복합저항

Z_impedance=sqrt{{Z_R}^2+(Z_L-Z_C)^2}

Z = sqrt{R^2+({omega L}-1/{omega C})^2}

Z = sqrt{R^2+({2pi L}-1/{2pi C})^2}

소리 신호 전송에서는 왜 임피던스로 표현하는가?

임피던스는 쉽게 말해서 Z=V^2/W, 신호가 힘으로 변환되는 비율 또는 힘이 신호로 변환되는 비율을 말합니다.1)

음악의 신호를 전기로 표현하는 것은 소리 파형의 진동을 전압 V로 표현 하는 것이다. 이때 V는 소리의 파동을 표현한 것 이므로 항상 변화하는 값을 가지고 있습니다. 그렇기 때문에 이 신호의 “출력 에너지” 즉 어떤 파워앰프의 출력 등을 실제 출력되는 Watt로 표기하는 것은 무리가 있습니다. 소리의 파동에 따라서 항상 다른 출력(에너지)가 나오기 때문입니다.

따라서, 이러한 변동이 심한 전압값에 따른 출력 에너지를 표기 하려면, 변동하지 않는 값인 회로의 임피던스 수치를 표기 하게 됩니다.

Z=V/I 즉, 임피던스=전압/전류 . 전압과 전류의 비율로 표현이 되는 값입니다. 이것을 좀더 쉽게 풀어서 I=V/Z 를 대입하면 Z=V^2/W 이 됩니다.

만약 어떤 출력장치의 출력 임피던스가 2라고 나온다면, 그 장비의 전압 과 전류의 비는 2배 입니다. 따라서, 그래서 임피던스가 2 인 어떤 장비에서 +4dBu 인 1.228V 가 출력되고 있다면, 1.228V(RMS) X 0.614(임피던스에 의한 전류값) = 0.75Watt 정도의 출력값이 나온다는 것을 알 수는 있지만, 소리의 파동은 시시각각 변화 하므로, 계속 변동되는 출력 값이 나오게 된다는 점입니다.

그래서, 출력값 또한 출력되는 소리 파형(전압값)에 따라 계속 변화하기 때문에,

고정된 값인 임피던스로 “전압 대 전류, 전력 비” 로, 해당 장비의 출력 성능, 입력 성능 등을 표현하게 되는 것입니다.

1)
임피던스를 직류 전력의 저항과 비슷한 개념으로 생각하여, 신호를 통과하기 힘들게 하는 요소로 이해할 수도 있는데, 이렇게 이해하게 되면 여러가지 임피던스에 대해서 큰 오해를 불러올 가능성이 높다고 생각된다.