¿La impedancia no coincidente del amplificador y el altavoz distorsiona el sonido?

Estoy a punto de comprar un par de auriculares y una interfaz de audio con amplificador incorporado. Las especificaciones dicen que la impedancia del amplificador es "<30 Ohms".

El auricular que me gustaría comprar es un Beyerdynamic DT 990, que tiene versiones de diferentes impedancias.

Solo estoy calificado en electrónica lo suficiente como para saber que cuanto mayor es la impedancia de los auriculares, más "amplificación" (por falta de una palabra mejor) se requiere para lograr la misma potencia.

Sin embargo, me preocupa que la impedancia sea significativamente diferente introduce distorsión en el sonido. No estoy hablando necesariamente de saturación, pero tal vez un ligero cambio en las características de transferencia, que obviamente no es algo con lo que quiera tratar.

Cualquier idea sobre este tema es muy apreciada.

Simplemente puede olvidarse de la coincidencia de impedancia para el audio doméstico.

La adaptación de impedancia solo es necesaria cuando la longitud de onda de la señal se acerca a la longitud del cable que transporta esa señal. Las señales eléctricas viajan con casi la velocidad de la luz a través de cables, para la frecuencia de audio más alta (que da la longitud de onda más corta) la longitud de onda es de aproximadamente 15 km. Supongo que tus cables no son tan largos.

La adaptación de impedancia es necesaria para evitar que las señales las reflejen y las distorsionen. Esto generalmente solo es relevante para las señales de alta frecuencia, no para el audio (excepción: líneas telefónicas analógicas).

En mi opinión, la "coincidencia de impedancia" para los amplificadores de audio se entiende mejor como: "¿Puede este amplificador impulsar este altavoz?"

Ejemplo: algunos amplificadores solo son adecuados para altavoces de 4 y 8 ohmios. Usarlo con altavoces de 2 ohmios (o dos altavoces de 4 ohmios en paralelo) puede dar problemas.

Para los auriculares, esto casi nunca es un problema, a menos que la impedancia de los auriculares sea muy baja (menos de 10 ohmios) o muy alta (600 ohmios). E incluso entonces, si hay una "falta de coincidencia", el volumen máximo podría reducirse.

Por lo general, los amplificadores de audio para el hogar impulsan la salida de auriculares desde la salida de los altavoces a través de resistencias en serie para brindar un poco de protección contra la sobrecarga de los auriculares, ya que necesitan mucha menos energía que los altavoces. Debido a esto, casi cualquier auricular puede ser controlado desde un amplificador de audio doméstico.

Los dispositivos móviles que funcionan con baterías no pueden entregar tanta potencia y voltaje, por lo que la sobrecarga es un problema menor. Dado que el voltaje de salida en estos dispositivos es limitado, recomiendo usar auriculares de baja impedancia , 30 o 50 ohmios serían una buena opción.

En cualquier caso, no tiene que preocuparse por la coincidencia de impedancia, realmente no es un problema para los auriculares.

Nota al margen:

Para los altavoces, la impedancia de salida del amplificador es relevante. La recomendación habitual es que el amplificador necesita una baja impedancia de salida. Cuanto más bajo, mejor, ya que le dará un mejor "control" sobre el altavoz. Esto no es una coincidencia de impedancia, en realidad es una situación de "mejor desajuste", ya que la impedancia de salida del amplificador (<0.1 ohmios) y la impedancia del altavoz (> 4 ohmios) no son lo mismo.

Sin duda, puede olvidarse de la "coincidencia de impedancia" para cualquier amplificador de calidad razonable, porque las impedancias no coinciden intencionalmente.

La impedancia de salida de un amplificador de audio de buena calidad debe ser muy baja, típicamente algo así como 0.01 o incluso 0.001 ohmios. La impedancia de la mayoría de los altavoces o auriculares varía mucho con la frecuencia, pero siempre es varios órdenes de magnitud mayor que la impedancia de salida del amplificador.

La consecuencia es que si el altavoz está diseñado para responder al voltaje de la señal (no a la corriente), el voltaje suministrado por el amplificador no dependerá de las variaciones de impedancia de ninguna marca en particular del altavoz, y la respuesta de audio no tendrá ningún efecto no deseado picos o canales a frecuencias particulares en el rango de audio.

La coincidencia de impedancia solo es importante si necesita obtener la máxima transferencia de potencia posible de un dispositivo a otro, pero eso es irrelevante para diseñar un amplificador de audio. (¡Pero si intentara enviar una señal a unos miles de kilómetros de cable submarino, sería muy relevante!)

La razón por la cual la especificación del amplificador menciona el rango de impedancia de salida aceptable para los altavoces o teléfonos es simplemente para asegurarse de que cuando suba el control del volumen del amplificador al máximo, (1) si la impedancia del altavoz es demasiado alta, el nivel de sonido será más bajo de lo que podría esperar, y (2) si la impedancia es demasiado baja, intentará extraer demasiada corriente del amplificador, lo que podría causar cierta distorsión y (lo más probable) quemará un fusible en algún lugar del amplificador para evitar que se sobrecargue

Nota histórica: lo anterior se aplica a los diseños de amplificadores modernos, tanto de estado sólido como de tubos (válvulas). Algunos diseños antiguos (1950 o 60) de amplificadores de válvulas eran sensibles a la impedancia de salida de los altavoces conectados a ellos, y tenían un interruptor en el panel posterior para seleccionar la impedancia real que se usaba (generalmente 8 o 16 ohmios en esos días, aunque alta los altavoces modernos con alimentación a menudo tienen una impedancia más baja, como 4 o 2 ohmios). El funcionamiento de un amplificador "vintage" sin altavoz conectado podría en algunos casos dañar el amplificador, pero los diseños modernos de amplificador de válvulas no tienen ese problema.

La designación de "<30 ohmios" en su amplificador probablemente no sea la impedancia de salida del amplificador, sino la impendancia de la carga para la que está diseñado. Los buenos amplificadores de audio tienen impedancias de salida muy por debajo de un Ohm.

Tal etiquetado es común, porque la coincidencia de impendance no es una cosa en los equipos de audio. Sin embargo, conducir altavoces o auriculares con impedancia fuera del área de diseño del amplificador puede afectar el sonido.

Probablemente esté bien conducir auriculares con una impedancia superior a la impendencia controlada diseñada por el amplificador. Creo que el único inconveniente es que el amplificador no puede entregar su potencia de salida completa ya que no es capaz de generar voltajes de salida lo suficientemente altos, y tendrá que mantenerse en niveles de salida bastante bajos. El uso de la perilla de volumen puede ser complicado, pero la cantidad de energía no es realmente una preocupación ya que los auriculares nunca necesitan mucha energía.

La mayoría de las veces la respuesta aceptada es aceptable. Los amplificadores de YouTube también se han discutido. Bueno, ¿y si el amplificador es de clase D, que se está volviendo más común? El amplificador de clase D normal tendrá un filtro LC entre los transistores de salida y el altavoz. las cosas de baja potencia y baja potencia dependen de la inductancia del altavoz y de los cables de los altavoces muy cortos. El filtro LC reducirá la radiación de los cables largos del altavoz. El filtro LC generalmente se configura a una carga baja Q con la frecuencia de corte por encima del audio pero por debajo del PWM frecuencia. Los números de parque de bolas podrían ser PWM 200 KHz F corte de 25 KHz y Q .7. Ahora la impedancia del altavoz cambiará los parámetros del filtro. Al aumentar la impedancia se elevará la Q con la mayoría de los diseños de filtros LC ortodoxos. Esto podría dar un pico extremo horrible y posiblemente anular el ciclo de retroalimentación negativa.Puede obtener un mal rendimiento que podría tratarse con una red pasiva simple.

Un amplificador típico que está diseñado para (alimentar una entrada particular y en un ajuste de volumen particular) alimentar 50 vatios en parlantes con una impedancia de 8 ohmios típicamente conduciría parlantes de 16 ohmios con solo 25 vatios en esas condiciones, y "intentaría" conduzca altavoces de 4 ohmios con 100 vatios. La impedancia de 16 ohmios generalmente no dañaría nada, ni siquiera sonaría mal, pero el amplificador no podría alimentar tanta potencia como cuando se conduce una carga de 8 ohmios. La situación de 4 ohmios podría no dañar nada si el amplificador fue diseñado para, en diferentes condiciones, alimentar 100 vatios en altavoces de 8 ohmios, pero si una carga de baja impedancia causaría que el amplificador intentaría emitir más potencia que su diseño previsto. máximo, es probable que se produzca una distorsión y / o daño.

Las etapas de salida configuran la corriente de carga 'en todas las frecuencias' que coinciden con la impedancia (en el dominio de la frecuencia). Los circuitos de salida varían mucho dependiendo de su 'enfoque de coincidencia', ya sea parte de las frecuencias que se ha predicho que 'coinciden' y en qué frecuencias (y corrientes) realmente funciona.