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

Simplemente puede olvidar acerca de la coincidencia de impedancia para el audio del hogar.

La coincidencia de impedancia es necesaria solo 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 los cables, para la frecuencia de audio más alta (que proporciona la longitud de onda más corta), la longitud de onda es de aproximadamente 15 km. Supongo que tus cables no son tan largos.

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

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

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

Para 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). Y aun así, si hay una "falta de coincidencia", el volumen máximo podría reducirse.

Por lo general, los amplificadores de audio del hogar controlan la salida de los auriculares desde la salida del altavoz a través de resistencias en serie para brindar un poco de protección contra la sobrecarga de los auriculares, ya que necesitan mucha menos potencia que los altavoces. Debido a esto, casi cualquier auricular puede ser manejado 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 sería una buena opción.

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

Sidenote:

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

Ciertamente, puede olvidarse de la "coincidencia de impedancia" para cualquier amplificador de calidad razonable, porque ¡las impedancias no se combinan intencionalmente!

La impedancia de salida de un amplificador de audio de buena calidad debería ser muy baja, por lo general algo 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 más alta que la impedancia de salida del amplificador.

La consecuencia es que si el altavoz está diseñado para responder a la señal voltaje (no actual), el voltaje entregado por el amplificador no dependerá de las variaciones de impedancia de cualquier marca particular de altavoz, y la respuesta de audio no tendrá picos o depresiones no deseadas a frecuencias particulares en el rango de audio.

La coincidencia de impedancia solo importa si necesita obtener la máxima transferencia de energía de un dispositivo a otro, pero eso no es relevante para diseñar un amplificador de audio. (Pero si intentara enviar una señal a unos pocos miles de kilómetros de cable submarino, ¡ sería muy relevante!)

La razón por la que la especificación de amplificador menciona el rango de impedancia de salida aceptable para los altavoces o teléfonos es simplemente para garantizar que cuando gire el control de volumen del amplificador al máximo, (1) si la impedancia del altavoz es demasiado alta, el nivel de sonido será inferior a 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 (más probable ) explotará 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 (de los años 50 o 60) de amplificadores de válvulas fueron sensibles a la impedancia de salida del altavoz conectada a ellos, y tenían un interruptor en el panel posterior para seleccionar la impedancia real que se está utilizando (generalmente 8 o 16). ohmios en esos días, aunque los altavoces modernos de alta potencia a menudo tienen una impedancia más baja como 4 o 2 ohmios). El funcionamiento de un amplificador tan "vintage" con no altavoz conectado podría en algunos casos dañar el amplificador, pero los diseños modernos de amplificadores de tubo no tienen ese problema.

Lo más probable es que la designación de "< 30 Ohms" en su amplificador no sea la impedancia de salida del amplificador, sino la impedancia de la carga para la que está diseñado. Los buenos amplificadores de audio tienen salidas de salida muy por debajo de un Ohm.

Este etiquetado es común, porque la coincidencia de impendencia no es una cosa en el equipo de audio. Sin embargo, el uso de altavoces o auriculares con una impedancia fuera del área de diseño del amplificador puede afectar el sonido.

Los auriculares de conducción con una impedancia mayor que la impendancia conducida diseñada por el amplificador probablemente estén bien. Creo que el único inconveniente es que el amplificador no puede entregar toda su potencia de salida, ya que no es capaz de generar voltajes de salida suficientemente altos, y tendrá que permanecer en niveles de salida bastante bajos. El uso de la perilla de volumen puede ser complicado, pero la cantidad de potencia no es realmente una preocupación, ya que los auriculares nunca necesitan mucha potencia.

Un amplificador típico que está diseñado para (alimentado con alguna entrada particular, y con una configuración de volumen particular) alimenta 50 vatios a los altavoces con una impedancia de 8 ohm. Normalmente los altavoces de 16 ohmios con solo 25 vatios en esas condiciones, y " intente "conducir 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 energía 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 a altavoces de 8 ohmios, pero si una carga de baja impedancia causaría que el amplificador tratara de generar más energía que su diseño previsto máximo, probablemente se produciría distorsión y / o daño.

La mayoría de las veces, la respuesta aceptada es aceptable. Los amplificadores de tubo también se han discutido. Y si el amplificador es de clase D, lo que se está volviendo más común. El amplificador de clase D normal tendrá un filtro LC entre los transistores de salida y parlante. Algunas funciones de bajo consumo de energía de baja potencia dependen de la inductancia del parlante y de los cables de los parlantes muy cortos. El filtro LC reducirá la radiación de los alambres largos de los parlantes. El filtro LC generalmente se configura a una Q con poca carga con la frecuencia de corte por encima del audio, pero por debajo de la frecuencia de PWM. Los números de fondo podrían ser PWM 200 KHz F corte 25 KHz y Q .7. Ahora la impedancia del altavoz cambiará los parámetros del filtro. Al aumentar la impedancia aumentará la Q con la mayoría de los diseños de filtro LC ortodoxos. Esto podría proporcionar un extremo alto horrible. Pico y posiblemente elimine el bucle de retroalimentación negativa. Puede obtener un mal rendimiento que podría tratarse con una simple red pasiva.

Las etapas de salida dan forma a la corriente de carga "en todas las frecuencias" que sea Impedance Matching (en el dominio de la frecuencia). Los circuitos de salida varían mucho dependiendo de su 'enfoque de coincidencia', ya que parte de las frecuencias en las que se predice que 'coinciden' y las frecuencias (y corrientes) en las que realmente funciona.