¿Cómo medir la impedancia de los auriculares para una frecuencia de corte objetivo?

Probablemente no es buena idea confiar en la impedancia de los auriculares para filtrar. Diferentes tipos de auriculares serán significativamente diferentes. Incluso diferentes instancias del mismo modelo de auriculares pueden ser diferentes. La impedancia de los auriculares no solo es resistiva sino también reactiva, y se necesitará algo de trabajo para caracterizarla. Alguien podría conectar tu cosa a una entrada de línea, en lugar de auriculares, y esperar que funcione.

En su lugar, considere almacenamiento en búfer la salida. Para los auriculares, un op-amp hará. De hecho, puede encontrar toneladas de diseños en línea para "amplificadores de auriculares". Algunos de ellos incluso utilizan amplificadores operacionales muy costosos de Burr-Brown que cuestan $ 50 o más, y me han dicho que suenan mejor que los enlaces de flujo de unobtanio. Personalmente, solo uso los amplificadores operacionales que tengo en el cajón de piezas. De todos modos:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Ahora calcular C1 es fácil, porque también puedes elegir R1. Solo haga que sea significativamente más grande que su impedancia de origen . Haz de C1 lo que quieras para obtener la respuesta de frecuencia deseada. La impedancia de los auriculares es en gran medida irrelevante, porque la impedancia de salida de OA1 es muy pequeña.

Usaría la impedancia nominal de los auriculares y la almohadilla generosamente. Necesitará un condensador electrolítico grande, bien en los cientos de microfaradios o más.

Si busca fidelidad, entonces los cálculos de filtro que tiene en mente podrían también ser lanzados por la ventana, ya que si busca fidelidad, los condensadores de acoplamiento de altavoces deben tener un tamaño excesivo para minimizar la baja frecuencia. distorsión. [Fuente: Audio Power Amplifier Design Handbook , Douglas Self].

(Si no estás buscando fidelidad, entonces, ¿por qué molestarse en tratar de lograr una excelente respuesta de baja frecuencia?)

Hay una solución de amplificador para evitar el condensador que no implica obtener una fuente de alimentación de doble voltaje para un amplificador operacional.

A saber, este: puede utilizar un chip amplificador de audio barato y fácil de usar. Hay chips de este tipo que tienen salidas que consisten en etapas amplificadoras puenteadas, lo que permite que el chip se ejecute en una fuente de alimentación de un solo voltaje y, a la vez, active un altavoz sin condensador de acoplamiento. A diferencia de los amplificadores operacionales, estos chips pueden conducir cargas de altavoces de baja impedancia (para lo que están diseñados).

Tendrá una impedancia variable con diferentes frecuencias, pero esto se rige en gran medida por las propiedades acústicas de los auriculares cuando se usan. En cualquier otra cosa que no sean las frecuencias realmente bajas, el condensador que elija será una impedancia pequeña y cualquier variación a partir de 200Hz será notablemente imperceptible.

Si sus audífonos tienen una impedancia de 30 ohmios, entonces el capacitor que elija tendrá una impedancia de 30 ohmios a 20 Hz: a 200 Hz el capacitor será de 3 ohmios y a 2 kHz el capacitor será de 0,3 ohmios. Como puede ver, a medida que aumenta la frecuencia, esto se convierte en un problema mucho menor.

Con respecto a la entrega de potencia, la impedancia de los auriculares es en gran medida resistiva, pero habrá una pequeña inductancia de la serie de fugas que será de aproximadamente 10uH. Si se eligió una tapa de 270 uF (29 ohmios a 20Hz), puede esperar una pequeña resonancia con la inductancia de la bobina y esto ocurriría en F = \ $ \ dfrac {1} {2 \ Pi \ sqrt {LC}} \ $ = 3063Hz.

Pero todo esto está muy amortiguado por las resistencias. Por ejemplo, un altavoz de 30 ohmios podría tener una resistencia de CC de 25 ohmios y esto reduciría seriamente la amortiguación y, de nuevo, no notaría nada acústico. Una resistencia de 1 ohmio produciría un factor Q significativamente menor que la unidad.