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¿Qué significa la impedancia de los auriculares? Estudiamos las características de los auriculares: impedancia.

¿Qué significa la impedancia de los auriculares y cómo afecta al sonido 15:31, 08/02/2015 | Varios |

Este artículo estará dedicado a una descripción general de una amplia gama de auriculares y a uno de sus principales indicadores: su impedancia. 16, 32 o 320 ohmios: ¿qué resistencia elegir y a qué afecta?

Puedes encontrarte con una persona con auriculares en la calle por todas partes. Algunas personas están acostumbradas a usar auriculares compactos o intrauditivos. Para algunos, los elegantes auriculares supraaurales se han convertido en el estándar de buen sonido. También hay quienes para quienes la calidad es un factor determinante: se pueden ver monitores en la cabeza de estos amantes de la música. A pesar de tanta variedad de modelos, casi nadie está familiarizado con características como: impedancia, resistencia y potencia de salida. E incluso si las palabras les resultan familiares, no mucha gente podrá conectar todos estos términos.

El misterio de los números Imaginemos que has decidido adquirir un nuevo modelo de auriculares. Dejemos de lado la cuestión del presupuesto, ya que el grosor de la billetera de cada comprador es diferente. Prestemos atención inmediatamente a las características.

Un comprador atento probablemente prestó atención a una serie de características físicas incomprensibles marcadas en la hermosa caja. A continuación se muestra una foto con recortes de tres modelos diferentes de auriculares de marcas famosas:

¿Qué buscar al comprar? Así, tenemos tres modelos con diferentes características:

Características del modelo A: Respuesta de frecuencia - Rango de frecuencia: 10 Hz - 20 kHz; Impedancia - Resistencia: 22 OHM; SPL - Nivel de volumen: 111 dB (+/- 3 dB);

Características del modelo B: Respuesta de frecuencia - Rango de frecuencia: 5 Hz - 40 kHz; Impedancia - Resistencia: 58 OHM; SPL - Nivel de volumen: 102 dB (+/- 3 dB);

Características del modelo C: Respuesta de frecuencia - Rango de frecuencia: 5 Hz - 35 kHz; Impedancia - Resistencia: 250 OHM; SPL - Nivel de volumen: 96 dB (+/- 3 dB);

Rango de frecuencia. Los tres modelos tienen características numéricas completamente diferentes. Nuestra tarea es determinar qué auriculares se sentirán más cómodos con un reproductor portátil o un teléfono inteligente. El modelo B tiene la gama más amplia de frecuencias reproducidas: de 5 Hz a 40 kHz (aunque el oído humano percibe un rango de sólo 16 a 20.000 Hz). Por lo tanto, el rango de frecuencia de los tres modelos se adaptará a cualquier persona, incluso al oyente más exigente. A la hora de elegir unos auriculares de precio medio, este parámetro no es decisivo, sino que tiene más bien un carácter de marketing.

Resistencia. Aquí es donde llegamos a la parte más interesante: los tres modelos son radicalmente diferentes entre sí. Averigüemos a qué afecta el indicador de impedancia y cuál es el valor de resistencia óptimo para usar junto con un teléfono inteligente.

Todos los auriculares se dividen en dos categorías: de baja impedancia y de alta impedancia, y la gradación de esta división depende directamente de su tipo. Por tanto, los auriculares de tamaño completo con una impedancia de hasta 100 ohmios se consideran de baja impedancia; por encima de 100 ohmios: alta resistencia. Los auriculares internos ("tapones" o audífonos) con un valor de resistencia de hasta 32 ohmios son de baja impedancia; por encima de 32 ohmios - alta resistencia.

En el mundo acústico de los altavoces y altavoces de tamaño completo, todo es sencillo: hay un altavoz de 30 vatios con una impedancia de 8 ohmios. Conectamos el amplificador de 8 ohmios correspondiente a los canales izquierdo y derecho y disfrutamos del sonido fuerte. La situación con los auriculares es mucho más complicada y confusa. Sólo en el ejemplo anterior, encontramos tres resistencias:

modelo A - 22 ohmios; modelo B - 32 ohmios; modelo C - 250 ohmios. Cuando se le pregunta qué auriculares se adaptan mejor a un teléfono inteligente, el comprador medio responderá con seguridad que el mejor modelo es el que tiene una resistencia mínima. "Los auriculares de baja impedancia, cuando se combinan con un teléfono inteligente, sonarán más fuerte, pero los auriculares de alta impedancia requieren un amplificador potente separado", es una declaración generalmente aceptada de un asistente de ventas en una tienda de electrónica promedio. “Siéntate, sigue siendo una mala nota”, decía mi profesor de física del instituto, y he aquí por qué.

En el momento en que subes el volumen de la música, la señal de salida no cambia el nivel de potencia, sino el voltaje. Y sólo el voltaje afecta directamente a la potencia. Para ello, del curso de física escolar, basta recordar dos fórmulas simples de la ley de Ohm:

Por lo tanto, para determinar qué auriculares reproducirán MÁS ALTO y qué volúmenes no serán suficientes cuando se use solo un teléfono inteligente, debe prestar atención no solo al indicador de resistencia de los auriculares, sino también al nivel de voltaje máximo que emite el Puerto minijack de su teléfono inteligente o reproductor. Casi todos los fabricantes de productos electrónicos no tienen prisa por presentarnos este indicador. Por regla general, puede averiguar el voltaje exacto en la salida minijack solo a partir de los diagramas del dispositivo, que no son fáciles de encontrar.

Debe comparar dos modelos diferentes en términos de volumen, no por el nivel de potencia, sino por el nivel de consumo de voltaje. La sensibilidad de los auriculares con menor impedancia es mayor que la de un modelo de alta impedancia. Pero, ¿cómo afecta esto a la duración de la batería del smartphone?

Los auriculares y el iPhone modelo A, con una resistencia de 22 ohmios, en realidad sonarán más fuerte, pero al mismo tiempo consumirán más corriente. Como resultado, el modelo B de 58 ohmios permitirá que el teléfono inteligente reproduzca música por más tiempo, al menos una cuarta parte. Los teléfonos inteligentes del mercado tienen un voltaje de salida máximo de no más de 150 - 200 mV, lo que no es suficiente para alimentar auriculares con una resistencia de más de 100 ohmios.

Si el volumen obtenido con los auriculares de alta impedancia es bastante satisfactorio, le espera una agradable ventaja: una reducción significativa en el consumo de energía de la batería.

Ahora revelemos los rostros de los modelos comentados en este artículo. Aquí están los nombres de los tres modelos:

La opción de auriculares más "correcta" para usar junto con un iPhone es el modelo Bowers&Wilkins P7 de baja impedancia. Este es realmente el más ruidoso de los modelos analizados con un rango de frecuencia de audio estándar.

El siguiente modelo, Audio-Technica ATH-CKR10, tiene un buen rango de reproducción y una impedancia considerable de 58 ohmios. Teniendo en cuenta que los auriculares pertenecen a la categoría de intrauditivos, proporcionan un buen nivel de aislamiento acústico y el voltaje de salida del teléfono inteligente será suficiente para lograr un volumen óptimo.

Por último, el modelo de monitor de auriculares Beyerdynamic DR 990 Pro es un estándar alemán en el campo de la masterización profesional. La calidad del sonido de estos auriculares será la envidia de cualquier competidor caro, pero el alto nivel de impedancia de 250 ohmios hace imposible su uso con el iPhone. El DR 990 Pro y los auriculares de esta categoría requieren un amplificador o reproductor de audio independiente con una potente tarjeta de sonido.

Los auriculares EarPod que vienen con el iPhone cuentan con las siguientes características:

Resistencia: 23 OHMS Sensibilidad: 109 DB Rango de frecuencia: de 5 Hz a 21 kHz.

El propio fabricante da una respuesta clara: utilizar auriculares de alta impedancia con un iPhone sin accesorios adicionales no es práctico.

Opciones para obtener un buen sonido portátil Si todavía le persigue la idea de obtener sonido de alta calidad desde un teléfono inteligente, prepárese para gastar el dinero que tanto le costó ganar en la compra de un amplificador portátil externo.

Los auriculares de alta impedancia en realidad suenan mejor que sus homólogos de baja impedancia, y por esta razón. Debido al alto nivel de impedancia de los auriculares, el amplificador entrega menos corriente (a un voltaje más alto) y esto evita la distorsión de las ondas en su escenario. Además, los auriculares con alta resistencia tienen características de amplitud-frecuencia más uniformes (una consecuencia del mayor número de vueltas en la levitación magnética del altavoz), y siempre que haya una baja resistencia en el lado del amplificador, la respuesta de frecuencia puede permanecer prácticamente sin cambios.

Otra alternativa para obtener un sonido de alta calidad es utilizar los llamados auriculares con armadura de un solo controlador.

Externamente, no se diferencian de los auriculares tradicionales, pero tienen un rango elevado de frecuencias medias y altas, lo que proporciona un sonido "limpio y transparente".

Finalmente, comprar un reproductor con un alto nivel de voltaje de salida puede resolver el problema del tormento antes de elegir unos auriculares de una vez por todas.

A diferencia de los teléfonos inteligentes y los reproductores económicos, Hidisz tiene un potente preamplificador. La ventaja es obvia: 2,2 V frente a 100-150 mV para un teléfono inteligente. El uso de estos reproductores abre a los amantes de la música una amplia gama de auriculares de alta impedancia con sonido real de alta calidad.

Antes de comprar auriculares, especialmente modelos de alta impedancia, asegúrese de determinar el nivel de volumen máximo posible al reproducir música en el dispositivo que planea utilizar en el futuro. Centrándonos en las características numéricas de los auriculares, no olvide que la audición y cualquier equipo de audio son cosas estrictamente individuales. Los auriculares con valores aparentemente promedio de impedancia y rango de frecuencia a menudo pueden compararse con los ejemplos más avanzados tecnológicamente.

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auriculares y parlantes

Sólo un poco de teoría

Estas fluctuaciones de voltaje hacen que los cabezales dinámicos emitan ondas sonoras. Pero el nivel promedio de voltaje de salida dista mucho de ser el mismo para diferentes clases de dispositivos.

El amplificador AF (AF) de un teléfono inteligente produce una media de 200 mV (milivoltios). Los auriculares conectados a la salida ultrasónica tienen un valor específico de resistencia activa y reactiva para diferentes frecuencias del voltaje aplicado. El valor medio de las sumas de estas resistencias se llama impedancia.

En total conformidad con la ley de Ohm, sonarán de manera diferente en diferentes dispositivos, porque se les aplicarán diferentes valores de voltaje y consideramos que la impedancia es un valor constante e invariable.

Esto significa que en tales condiciones, una cantidad desigual de corriente fluirá a través del controlador o cabezal dinámico, a lo que los auriculares responderán disminuyendo o aumentando el nivel de volumen.

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¿Cuál es la sensibilidad de los auriculares y cuál es mejor?

El problema de la elección

Entre miles de modelos de diferentes tipos con una combinación única de características, es fácil confundirse, pero dejemos de lado todas sus ventajas y desventajas, dividiéndolas en grupos teniendo en cuenta un solo parámetro: la resistencia.

Su valor para los productos oscila entre 8 y 600 ohmios, pero, por ejemplo, tomemos los más populares y asequibles: auriculares internos de canal con una impedancia de 16 a 64 ohmios, porque una vez que comprenda el principio fundamental, podrá para navegar por la elección de estos accesorios para cualquier dispositivo.

Auriculares para teléfono inteligente

Un teléfono móvil es compacto y la solución normal y adecuada es elegir auriculares que ocupen menos espacio en comparación con los modelos más antiguos. Pero en el contexto de la revisión, es más correcto no partir de su tamaño.

Para comparar parámetros como el volumen, el consumo de energía (no es el último argumento para un dispositivo con batería), la sensibilidad, es importante conocer el rango de valores de resistencia de los auriculares, así como el nivel de voltaje en la salida de el filtro ultrasónico del teléfono inteligente. Ni uno ni el otro grupo de características es un secreto:

Características técnicas de unos buenos auriculares.

Volumen y potencia

Para evaluar el grado de influencia de la impedancia en la calidad de la experiencia de escuchar música, primero calculemos la corriente que fluirá en el emisor. El volumen del sonido, así como el consumo de energía, dependen de su valor.

Tomemos los modelos de 16 ohmios más comunes y veamos que:

Calculamos la potencia:

10 mejores auriculares de estudio

Sensibilidad

En primer lugar, esta característica indica cómo cambiará el nivel de presión sonora (volumen) cuando la señal de entrada cambie en una cierta cantidad.

Cuanto mayor sea la característica de sensibilidad, más fuerte suenan los auriculares. Sin embargo, demasiada sensibilidad agregará a la música el ruido propio del amplificador y las interferencias eléctricas de diversa naturaleza.

En el mejor de los casos, la sensibilidad se indica en la caja sin ninguna unidad de medida, pero a veces se indica dB/mW; en estas unidades la relación en todas las frecuencias será la misma.

8 mejores auriculares Sony

Para confirmar estas palabras, realice un experimento mental: gire el control de volumen al máximo en un amplificador con acústica conectada. ¿Ha aumentado el poder? Excelente.

Ahora desconecte los cables de los altavoces y gire los controles. ¿Cómo cambia la potencia? De ninguna manera.

La resistencia del circuito consumidor tiende al infinito. No fluye corriente. Sin poder. Por lo tanto, al conectar auriculares con diferentes impedancias a la salida ultrasónica, se garantiza que obtendrá valores de potencia de amplificador divergentes.

Como no cometer un error

Pero, si no es posible hacer un cálculo, entonces puedes recordar una solución simple:

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Sólo un poco de teoría
Para responder brevemente a la pregunta planteada, la respuesta sería: La razón radica en los valores desiguales del nivel de la señal de salida en diferentes dispositivos que se utilizan para escuchar música con los mismos auriculares.

Un teléfono inteligente, una computadora o un cine de alta gama: cada uno de ellos tiene un amplificador en la salida, cuya tarea es generar fluctuaciones en el voltaje de salida de la frecuencia de audio (AF). Estas fluctuaciones de voltaje hacen que los cabezales dinámicos emitan ondas sonoras. Pero el nivel promedio de voltaje de salida dista mucho de ser el mismo para diferentes clases de dispositivos. El amplificador AF (AF) de un teléfono inteligente produce un promedio de 200 mV (milivoltios), y la unidad principal de clase Hi-End puede funcionar en unidades de voltios e incluso más. Los auriculares conectados a la salida ultrasónica tienen un valor específico de resistencia activa y reactiva para diferentes frecuencias del voltaje aplicado. El valor medio de las sumas de estas resistencias se llama impedancia.

Para simplificar y para no proceder accidentalmente a calcular su frecuencia ultrasónica con los parámetros ideales y luego no atascarse en la adaptación de impedancia, asumiremos que la suma de las resistencias internas de los auriculares es constante en todo el rango de frecuencia. . En total conformidad con la ley de Ohm, sonarán de manera diferente en diferentes dispositivos, porque se les aplicarán diferentes valores de voltaje y consideramos que la impedancia es un valor constante e invariable. Esto significa que en tales condiciones, una cantidad desigual de corriente fluirá a través del controlador o cabezal dinámico, a lo que los auriculares responderán disminuyendo o aumentando el nivel de volumen.
El problema de la elección
Entre miles de modelos de diferentes tipos con una combinación única de características, es fácil confundirse, pero dejemos de lado todas sus ventajas y desventajas, dividiéndolas en grupos teniendo en cuenta un solo parámetro: la resistencia. Su valor para los productos oscila entre 8 y 600 ohmios, pero, por ejemplo, tomemos los más populares y asequibles: auriculares internos de canal con una impedancia de 16 a 64 ohmios, porque una vez que comprenda el principio fundamental, podrá para navegar por la elección de estos accesorios para cualquier dispositivo.
Auriculares para teléfono inteligente
Un teléfono móvil es compacto y la solución normal y adecuada es elegir auriculares que ocupen menos espacio en comparación con los modelos más antiguos. Pero en el contexto de la revisión, es más correcto no partir de su tamaño. Para comparar parámetros como el volumen, el consumo de energía (no es el último argumento para un dispositivo con batería), la sensibilidad, es importante conocer el rango de valores de resistencia de los auriculares, así como el nivel de voltaje en la salida de el filtro ultrasónico del teléfono inteligente. Ni uno ni el otro grupo de características es un secreto:
El valor de impedancia promedio para el grupo seleccionado es de 16 a 32 Ohmios, aunque también se producen modelos con una resistencia de 64 Ohmios;
Un teléfono inteligente normal rara vez cuenta con un voltaje de salida superior a 200 mV.

Volumen y potencia
Para evaluar el grado de influencia de la impedancia en la calidad de la experiencia de escuchar música, primero calculemos la corriente que fluirá en el emisor. El volumen del sonido, así como el consumo de energía, dependen de su valor. Tomemos los modelos de 16 ohmios más comunes y veamos que:
Si
I(corriente)= U(voltaje)/R(resistencia)
luego, para los modelos más comunes, con el volumen máximo en el teléfono inteligente (salida 200 mV), el valor actual será:

I(A)= 0,2 V/16 ohmios = 0,0125 A o 12,5 mA

Pero si conecta un modelo de 32 ohmios, la corriente fluirá exactamente la mitad:

I(A)= 0,2 V/32 ohmios = 0,00625 A o 6,25 mA

Esto significa que los auriculares de mayor impedancia serán notablemente más silenciosos.
Calculamos la potencia:
W(potencia W)=I(corriente, A)*U(ej. V)

Con un valor de impedancia de 16 ohmios, el consumo máximo será de 2,5 mW y de 32 ohmios, 1,25 mW. Para el comprador, esto significa que los auriculares de alta impedancia sonarán más silenciosos, pero consumirán la energía de la batería de manera más económica. Los de baja impedancia, por el contrario, son mucho más ruidosos, aunque consumen más corriente, aunque no mucho, reducen la duración de la batería del smartphone;
Sensibilidad
En primer lugar, esta característica indica cómo cambiará el nivel de presión sonora (volumen) cuando la señal de entrada cambie en una cierta cantidad. Cuanto mayor sea la característica de sensibilidad, más fuerte suenan los auriculares. Sin embargo, demasiada sensibilidad agregará a la música el ruido propio del amplificador y las interferencias eléctricas de diversa naturaleza.

Comprender el grado de influencia de la resistencia en la sensibilidad es un poco más difícil: el hecho es que no todos los fabricantes informan al consumidor sobre el valor de la sensibilidad, y depende de la impedancia. En el mejor de los casos, la sensibilidad se indica en la caja sin ninguna unidad de medida, pero a veces se indica dB/mW; en estas unidades la relación en todas las frecuencias será la misma. Quizás esto sea más fácil para el comprador promedio, ¡pero vincular la sensibilidad con el poder no ayudará en absoluto en la elección!

Al cambiar el volumen usando los controles de su teléfono o amplificador, no cambia la potencia, sino solo el nivel de voltaje de salida. Para poder utilizar la palabra “poder”, se necesita un consumidor.

Para confirmar estas palabras, realice un experimento mental: gire el control de volumen al máximo en un amplificador con acústica conectada. ¿Ha aumentado el poder? Excelente. Ahora desconecte los cables de los altavoces y gire los controles. ¿Cómo cambia la potencia? De ninguna manera. La resistencia del circuito consumidor tiende al infinito. No fluye corriente. Sin poder. Por lo tanto, al conectar auriculares con diferentes impedancias a la salida ultrasónica, se garantiza que obtendrá valores de potencia de amplificador divergentes.
Esto sugiere que los auriculares de 16 ohmios con una sensibilidad de 97 dB/mW, que se necesitan para producir 97 dB de sonido por cada mW gastado, y el mismo accesorio de 32 ohmios con una sensibilidad similar, cuando se conectan a la misma fuente, funcionarán Definitivamente funciona con diferentes niveles de volumen reales, produciendo diferente potencia.

Por lo tanto, los auriculares de 32 ohmios suenan notablemente más silenciosos, porque para proporcionar la misma corriente a diferentes resistencias, es necesario aplicar diferentes voltajes, y puede que no sea suficiente en la salida ultrasónica.
Como no cometer un error
Idealmente, para seleccionar la impedancia de los auriculares para una técnica específica, es necesario conocer el nivel de voltaje máximo posible en la salida de sonido ultrasónico sin distorsión. Con esta información en la mano, es bastante fácil calcular los valores actuales y la potencia real para auriculares con diferentes impedancias.
Pero, si no es posible hacer un cálculo, entonces puedes recordar una solución simple:
Los auriculares de menor impedancia proporcionarán niveles de volumen más altos con mayor sensibilidad (es posible que haya ruido y distorsión). Una solución ideal para smartphones y reproductores donde el voltaje de salida del amplificador ultrasónico es limitado.
los de alta impedancia: serán notablemente más silenciosos con baja sensibilidad (las interferencias simplemente no pueden afectar el sonido, su amplitud es demasiado pequeña para esto), pero requieren un amplificador con un alto nivel de voltaje de salida, una buena solución para equipos estacionarios.

Impedancia- esta es la impedancia nominal en la entrada de auriculares. El término impedancia está tomado de la palabra impedancia, que se traduce como resistencia total. A menudo se utiliza como sinónimo de impedancia de los auriculares. La impedancia es una combinación de componentes resistivos y reactivos, lo que da como resultado que el nivel de resistencia dependa de la frecuencia. En la mayoría de los casos, en el gráfico se puede observar la resonancia de baja frecuencia de los auriculares dinámicos.

Debes elegir unos auriculares en función de la resistencia de acuerdo con la tecnología con la que vas a utilizar estos auriculares. Para su uso con equipos portátiles, conviene seleccionar auriculares con una impedancia menor, y para equipos estacionarios, con una mayor. Los amplificadores portátiles tienen un nivel de voltaje de salida estrictamente limitado, pero como regla general, el nivel de corriente no tiene una limitación estricta. Por tanto, es posible obtener la máxima potencia posible para equipos portátiles sólo con auriculares de baja impedancia. En equipos estacionarios, por regla general, el límite de voltaje no es tan bajo y se pueden usar auriculares de alta impedancia para obtener suficiente energía. Los auriculares de alta impedancia son una carga más favorable para el amplificador y con ellos el amplificador funciona con menos distorsión. Se consideran auriculares de baja impedancia aquellos de hasta 100 ohmios. Para equipos portátiles se recomiendan auriculares con una impedancia de 16 a 32 ohmios, máximo 50 ohmios. Sin embargo, si los auriculares tienen alta sensibilidad, entonces puedes usar una impedancia más alta.

El volumen de los auriculares depende principalmente de la sensibilidad de los mismos y la resistencia determina cuánta potencia puede proporcionar el amplificador. Por ejemplo, los auriculares A y B tienen la misma sensibilidad: 110 dB/mW (la sensibilidad se indica en relación con mW). El reproductor portátil no desarrolla más de 1 V en su salida. Los auriculares A tienen una resistencia de 16 ohmios, los auriculares B tienen una resistencia de 150 ohmios. Para los auriculares A, el reproductor producirá 62 mW y para los auriculares B, solo 7 mW. En consecuencia, para obtener un volumen similar en los auriculares B, es necesario suministrar los mismos 62 mW, lo cual es posible a 3 V, pero en nuestro ejemplo el reproductor solo puede emitir 1 V. Sin embargo, vale la pena considerar que la sensibilidad Puede indicarse no en términos de potencia, sino en voltaje. Si se especifica sensibilidad para ambos auriculares, como 100 dB/V (la sensibilidad se indica en relación con EN), entonces, independientemente de su resistencia, reproducirán el mismo volumen (si el amplificador tiene una impedancia de salida cercana a cero).

Con la curva Rz también se pueden detectar defectos y defectos si la curva contiene fuertes resonancias en bandas de frecuencia estrechas.

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Dependencia de la respuesta de frecuencia y SPL de la impedancia de los auriculares.

La respuesta de frecuencia de los auriculares depende de la curva Rz y de la impedancia de salida del amplificador. Cuanto mayor es la impedancia de salida del amplificador, más cambia la respuesta de frecuencia de los auriculares de acuerdo con la curva Rz. En el ejemplo, los auriculares tienen una sensibilidad de 110 dB/V, una resistencia de 20 ohmios, el valor máximo en el gráfico Rz para 60 Hz es 60 ohmios.

Cuando se conecta a amplificadores con diferentes impedancias de salida, puede ver cómo cambia la respuesta de frecuencia. Puedes ver que cuando conectas unos auriculares a un amplificador con una impedancia de salida de 300 ohmios, la respuesta de frecuencia a 60 Hz cambia a 7 dB.

Las respuestas de frecuencia se muestran en diferentes niveles, de acuerdo con cómo cambiará el SPL cuando se conectan auriculares de baja impedancia a un amplificador con una impedancia de salida determinada. Al conectar auriculares a un amplificador con una impedancia de salida de 300 ohmios, el nivel SPL será inferior en 25 dB. En este caso, la salida de los amplificadores se configuró a un nivel de señal de 1 V rms sin carga (o una carga superior a 1000 ohmios). Por lo tanto, los auriculares de baja impedancia suenan más silenciosamente que los auriculares de alta impedancia con la misma sensibilidad al voltaje conectados a un amplificador con una impedancia de salida de alta impedancia en la misma posición de control de volumen.

La dependencia de la caída de amplitud en dB en función de la relación entre la resistencia interna del amplificador y la carga Rz a una frecuencia específica se puede evaluar en el siguiente gráfico.

Puede ver que si, por ejemplo, un amplificador tiene una resistencia interna de 50 ohmios y sin carga produce un cierto nivel de señal, entonces al conectar auriculares con una resistencia de 25 ohmios obtenemos la relación entre la resistencia del amplificador y la carga. igual a 2, y la caída de amplitud en dB será igual a unos 10 dB. Si los auriculares tienen una resistencia de 50 ohmios, entonces la relación es 1 y la caída de amplitud ya es de 6 dB, y si los auriculares tienen una resistencia de 100 ohmios, entonces la relación es 0,5 y la caída de amplitud es de 4 dB.

Sin embargo, es más interesante cómo afectará el gráfico Rz a la respuesta de frecuencia final sin tener en cuenta el SPL. Veamos un pequeño ejemplo.

Observemos los valores máximo y mínimo en el gráfico Rz. Obtenemos 150 Ohmios como máximo y 40 Ohmios como mínimo. Tomemos la resistencia interna del amplificador como 60 ohmios. Obtenemos dos relaciones de resistencia, amplificador interno a Rz, que son 60/150=0,4 y 60/40=1,5.

Obtenemos cruces de 3 y 8 dB. Su diferencia será de 5 dB.

Ahora bien, para este caso la diferencia entre el mínimo y el máximo será de 5 dB. De manera similar, puede calcular otros valores de resistencia de salida. Para 0 ohmios obtenemos 0 dB, para 25 ohmios obtenemos 3 dB, para 100 ohmios - 6,5 dB y para 300 ohmios - 9 dB.

Para obtener sonido de alta calidad desde dispositivos móviles (smartphones, reproductores mp3, tablets, etc.). Una de las principales características de cualquier dispositivo móvil es la duración de la batería. Los fabricantes hacen todo lo posible para reducir el consumo de energía y aumentar la duración de la batería del dispositivo. Por lo tanto, el amplificador de audio en un dispositivo móvil, por regla general, tiene un voltaje de salida bajo (0,15-0,3 V) y baja potencia.

Para los auriculares de canal con baja impedancia, esto no es tan importante: sonarán bastante fuerte, pero los auriculares de alta impedancia (a partir de 100 ohmios) no podrán proporcionar el volumen esperado, aunque su sensibilidad puede ser aún mayor. ¿Por qué es así? Porque la sensibilidad generalmente se indica en relación con la potencia de los auriculares: dB/mW. Es decir, cuando se suministra 1 mW a un auricular con una sensibilidad de 100 dB, producirá exactamente la misma presión sonora en la salida: 100 dB. Pero, ¿qué es 1 mW para unos auriculares con una impedancia de 8 ohmios y 300 ohmios? Según el curso de física de la escuela,

De esto se deduce que con una impedancia de 8 ohmios, para proporcionar una potencia de 1 mW, el amplificador debe producir una señal con una amplitud

y para dar la misma potencia a unos auriculares con una impedancia de 300 Ohmios, ya es de 0,5V. Si recordamos que la señal de salida de nuestro dispositivo está limitada a 0,2-0,3 V, queda claro que no podemos esperar un sonido fuerte de unos auriculares de alta impedancia, aunque su sensibilidad parece ser la misma que la de unos de baja impedancia.


Impedancia 16 ohmios	Impedancia 16 ohmios	Impedancia 300 ohmios	Impedancia 300 ohmios

Existe el mito persistente de que sólo se puede obtener un buen sonido con auriculares de tamaño completo y alta impedancia. Esto no es cierto: hoy en día existen muchos auriculares de baja impedancia (tanto internos como supraaurales) con excelentes características.
Entonces, ¿por qué necesitas unos auriculares de alta impedancia? ¿No es más fácil cambiar a unos de baja impedancia y olvidarse de amplificadores adicionales?
Tampoco es tan simple: con baja resistencia de los auriculares, fluye más corriente a través del amplificador del dispositivo. Para los amplificadores convencionales esto no es tan importante, pero a la electrónica compacta de los dispositivos móviles no le gustan las corrientes elevadas. El coeficiente de distorsión no lineal en la salida de sonido de un dispositivo puede aumentar notablemente al aumentar la corriente debido a un aumento en la generación de calor y al calentamiento de los elementos semiconductores, así como a un aumento en el ruido térmico y el ruido fraccional introducido por resistencias sin cables. . Además, la impedancia de salida de los amplificadores integrados de los teléfonos inteligentes suele ser bastante alta y tiene un efecto notable en la respuesta de frecuencia de los auriculares de baja impedancia.
En pocas palabras, los auriculares de baja impedancia sonarán ruidosos, pero el sonido puede ser deficiente incluso en modelos de calidad costosos, mientras que los auriculares de alta impedancia probablemente ofrecerán buena calidad, pero su volumen será insatisfactorio.

Por lo tanto, para obtener sonido de alta calidad desde un teléfono inteligente normal, la presencia de un amplificador se vuelve simplemente obligatoria. Muchos reproductores de mp3 también necesitan un amplificador: la calidad del amplificador en los reproductores baratos no suele ser superior a la de los teléfonos inteligentes simples.
Además de mejorar la calidad del sonido, el amplificador también reducirá el consumo de energía del dispositivo móvil y, en consecuencia, prolongará la vida útil de la batería; este es un criterio importante para descargar rápidamente los teléfonos inteligentes modernos.
Una vez decidida la necesidad de un amplificador, podemos pasar a elegir un modelo específico en función de sus características. No debes comprar el primer amplificador que encuentres; lo necesitas que combine con tu dispositivo móvil y, especialmente, con tus auriculares. Tiene sentido decidir primero con la elección de los auriculares y solo luego (si es necesario) seleccionar un amplificador para ellos.

Características de los amplificadores de auriculares.

De ejecución Depende de si puedes escuchar música en el camino y mientras caminas. Los amplificadores portátiles suelen ser de tamaño pequeño y tener su propia fuente de alimentación independiente. Los estacionarios son más grandes y, a menudo, solo pueden alimentarse desde una red de 220 V. Pero muchos de estos amplificadores se pueden utilizar para recargar un dispositivo móvil mientras se reproduce música.

Tipo de diseño de circuito La mayoría de los amplificadores modernos son de transistores. Los transistores son más compactos, más económicos, más fuertes y más baratos. Pero los amplificadores de válvulas siguen manteniendo su posición gracias a un gran número de amantes del “sonido cálido de válvulas”. Las lámparas tienen ventajas:
- mejor linealidad que los transistores, dando una respuesta de frecuencia suave en circuitos simples;
- mejor resistencia a las sobrecargas, tanto en caso de cortocircuito en la salida como en caso de exceso de potencia de la señal de entrada. Un amplificador de transistores sobrecargado estropea el sonido más que un amplificador de válvulas;
- No subestimes el efecto estético de un amplificador a válvulas con válvulas abiertas
Pero la respuesta de frecuencia de los amplificadores semiconductores modernos no ha sido inferior a la de los amplificadores de válvulas durante mucho tiempo, y las desventajas de las válvulas electrónicas cuando se utilizan en amplificadores superan significativamente las ventajas. Este:
- alto nivel de ruido térmico (que mucha gente confunde con "sonido de tubo")
- fragilidad de las lámparas debido al desgaste gradual del cátodo;
- alto costo de lámparas y amplificadores para ellos;
- baja resistencia mecánica: las lámparas no soportan las vibraciones al transportar un amplificador de válvulas, es mejor retirar las lámparas y transportarlas por separado, empaquetándolas adecuadamente;
- alto coeficiente de distorsión no lineal debido al uso de un transformador de salida;
Los amplificadores híbridos con una etapa de salida de transistor tienen un coeficiente de distorsión no lineal más bajo, pero el ruido térmico de los tubos se retiene en ellos, por lo que prácticamente nunca se encuentra una relación señal-ruido de más de 90 dB ni en los amplificadores de válvulas ni en los híbridos.

Potencia de salida El amplificador determina el volumen máximo que pueden producir los auriculares conectados a él. Solo ten en cuenta que el fabricante suele indicar la potencia a la impedancia mínima de los auriculares. A medida que aumenta la impedancia de los auriculares conectados, la potencia disminuye: por ejemplo, un amplificador que proporciona 16 mW con auriculares de 16 ohmios producirá sólo 0,8 mW con una carga de 300 ohmios. Por lo tanto, antes de comprarlo, es recomendable averiguar cuánta potencia proporciona el amplificador al conectarle unos auriculares específicos. La potencia debe ser tal que proporcione un rango de presión sonora de 105 a 115 dB a los auriculares, lo que se considera suficientemente alto para la mayoría de las personas. Para saber si los auriculares crearán la presión sonora requerida, debes calcularla mediante la fórmula:

Así, con una sensibilidad de auriculares de 96 dB/mW y una potencia de amplificador de 0,8 mW para estos auriculares, la presión sonora máxima será de 95 dB, lo que claramente no es suficiente.

Máximo Y resistencia mínima determine el rango dentro del cual debe estar la impedancia de los auriculares utilizados con este amplificador. Si utiliza auriculares con una impedancia inferior al mínimo, el aumento de corriente en el amplificador puede dañarlo. Al conectar auriculares con una impedancia mayor que la máxima, el sonido será demasiado bajo.

Relación señal-ruido muestra qué tan alto es el amplificador cuando no hay señal. Cuanto más alto sea este indicador, más claro será el sonido proporcionado por el sistema. Para escuchar música, no es deseable que esta cifra sea inferior a 75 dB. Los equipos de alta fidelidad proporcionan un mínimo de 90 dB y los amplificadores de alta calidad son capaces de proporcionar una relación señal-ruido de 110-120 dB y superior.

Entradas de amplificador determine qué formatos de recepción de señal admite y qué conectores se requieren para conectarlo a un dispositivo móvil. Para recibir una señal de audio analógica del dispositivo, se utilizan conectores de 2,5, 3,5, 6,35 mm y tulipas (RCA). Para recibir señal de audio digital – SPDIF y USB. En ambos casos, es necesario que el dispositivo móvil cuente con un conector adecuado y, por supuesto, admita la posibilidad de transmitir audio a través del mismo. No será superflua una variedad de entradas diferentes, además de las admitidas por su dispositivo móvil: esto le permitirá conectar otros dispositivos al amplificador: una computadora portátil, una radio de automóvil, etc.

Por otra parte, cabe señalar que es posible recibir una señal de audio en formato digital. Esto significa que el amplificador tiene su propio convertidor de digital a analógico (DAC), un módulo que convierte datos digitales de un archivo de audio en una señal analógica para auriculares. Esto encarece el amplificador, pero puede tener un efecto beneficioso en la calidad del sonido. El hecho es que, para ahorrar dinero, los fabricantes de dispositivos móviles (especialmente teléfonos inteligentes) les instalan DAC económicos de bits bajos, que pueden distorsionar mucho el sonido.
En este caso, la alta calidad del amplificador y los auriculares no ayudará de ninguna manera: recibirán una señal inicialmente de baja calidad. Por lo tanto, si no está seguro de la calidad de los componentes de su dispositivo móvil (y si puede emitir sonido digital), elija un amplificador con DAC incorporado y entrada digital.

2014-02-16T01:32

Software para audiófilos

Prólogo

Los auriculares suelen tener impedancias que oscilan entre 16 y 600 ohmios (y algunas más). Entonces, ¿cuál es el mejor valor de impedancia de los auriculares? La respuesta depende en gran medida de dónde los vayas a conectar.

¿Cuál es mejor?

¿Son mejores los auriculares de baja impedancia que los de mayor impedancia? ¿Cuál es el valor de impedancia óptimo? A continuación se ofrecen algunas recomendaciones importantes (aunque de forma algo simplificada):

Si busca unos auriculares para utilizar con un reproductor portátil o un ordenador portátil, debería dar preferencia a unos auriculares con una impedancia de 16 - 32 ohmios y una sensibilidad de al menos 100 dB/mW. También hay auriculares de mayor impedancia, hasta 80 ohmios, que son lo suficientemente sensibles como para funcionar con algunos dispositivos portátiles, especialmente si no necesitas demasiado volumen. Pero, de hecho, cuanto menor sea la impedancia, mejor será la compatibilidad con dispositivos que funcionan con baterías.
Si no conoce la impedancia de salida del dispositivo fuente, es mejor evitar el uso de auriculares con armadura, ya que pueden interactuar de manera no deseada con la alta impedancia de salida, lo que resulta en un sonido absolutamente malo.
Si su fuente cumple con las normas europeas de volumen máximo (muchos teléfonos modernos lo hacen, incluso los vendidos fuera de Europa), es aún más importante elegir auriculares con una impedancia de 16 ohmios y una sensibilidad de 100 dB/mW o más. Los dispositivos compatibles con Europa tienen un nivel de salida más bajo que la mayoría de los demás dispositivos portátiles.
Si está utilizando un amplificador de auriculares o DAC dedicado, consulte sus especificaciones o instrucciones para conocer el rango de impedancia de auriculares recomendado.
Si busca auriculares con una sensibilidad inferior a 100 dB/mW, lea al menos los primeros cinco párrafos de este artículo.

Diferente impedancia de auriculares

La impedancia de casi todos los altavoces acústicos no profesionales se encuentra en el rango de 4 a 8 ohmios. Esto simplifica el trabajo de los desarrolladores de amplificadores, receptores, etc., porque saben casi exactamente cuál será la impedancia de carga. Pero con los auriculares la cosa es un poco diferente. Existen varios estándares, por lo que la impedancia varía mucho según el desarrollador y también según los dispositivos para los que están diseñados estos auriculares: dispositivos portátiles, de consumo, equipos de estudio/profesionales. Rango: de 16 a 600 (40 veces más) ohmios. Esto causa una cantidad significativa de problemas de compatibilidad.

Por qué la impedancia es importante

Las fuentes destinadas a auriculares, en su mayor parte, proporcionan valores de potencia completamente diferentes con diferentes impedancias de los auriculares. Por ejemplo, el reproductor portátil Clip+ puede entregar 16 mW a 16 ohmios, pero sólo 0,8 mW a 300 ohmios. El FiiO E7 puede generar más de 100 mW en 16 ohmios, pero sólo 2,8 mW en 600. Algunas fuentes, por ejemplo, Mini3, FiiO E9, no son compatibles en absoluto con cargas de baja impedancia.

Volumen suficiente

La mayoría de las fuentes proporcionan al menos 5 mW de potencia a 16 ohmios. Para auriculares con una sensibilidad de 100 dB/mW (el mínimo recomendado para un portátil), esto dará 107 dBSPL (presión sonora), que está en el rango de 105 dBSPL - 115 dBSPL, que es un nivel de volumen suficiente para la mayoría de las personas. . Ver más potencia.

¿Qué impedancia se considera alta?

No he oído hablar de límites estrictos, pero en la mayoría de los casos 100 ohmios o más se define como "alta impedancia". En la mayoría de los casos, estos auriculares no están diseñados para uso portátil. Además, 32 ohmios o menos se pueden denominar con confianza "baja impedancia"; estos valores son adecuados para usar en cualquier lugar. Esto deja una región indefinida entre 32 y 100 ohmios, en la que otros factores determinan la idoneidad de los auriculares para determinados fines.

Auriculares intrauditivos con armadura equilibrada

Muchos monitores internos de alta gama utilizan tecnología de armadura equilibrada. Los ejemplos incluyen modelos internos de Shure, Etymotic, Ultimate Ears, etc. Estos auriculares suelen tener una impedancia de entre 16 y 32 ohmios, pero su impedancia real depende en gran medida de la frecuencia. El Ultimate Ears SuperFi 5 de 21 ohmios, por ejemplo, varía su impedancia de 10 a 90 ohmios. Estas desviaciones de impedancia a menudo resultan en interacciones indeseables con la impedancia de salida de la fuente.

¿Por qué varía tanto la impedancia de los auriculares?

Hay muchas razones para esto:

Preferencias históricas- Antes de la llegada de los primeros dispositivos portátiles con buen sonido, la mayoría de los auriculares de alta calidad se conectaban a un sistema estéreo doméstico o a un equipo de estudio profesional. Por razones de simplicidad y bajo costo, en los años 60 y 80, estos dispositivos tenían una alta impedancia de salida. Simplemente usaron grandes resistencias para crear una caída de voltaje desde las salidas a los parlantes (para que se pudieran conectar auriculares a estas salidas).
Estándar obsoleto de 1996- En 1996, se introdujo un estándar para la salida de auriculares: 120 ohmios, obviamente más de lo que sería conveniente para los desarrolladores del equipo correspondiente. Posteriormente, Stereophile expresó su opinión sobre este estándar: "A quien se le ocurrió esto está claramente viviendo en un mundo de sueños".. La baja impedancia de salida ofrece muchos beneficios, pero el estándar mal concebido sigue influyendo en el diseño de los auriculares de alta impedancia.
La alta impedancia es bienvenida para los auriculares de alta gama- En este caso, puede haber varios argumentos convincentes a favor de los auriculares de alta impedancia. La alta impedancia permite utilizar más vueltas en la bobina móvil del altavoz. Esto puede mejorar la eficiencia del sistema en movimiento y reducir la cantidad de compromisos necesarios, mejorando la experiencia de sonido general. Además, los auriculares de alta impedancia requieren menos corriente para funcionar, lo que a menudo conduce a una reducción de varios tipos de distorsión. La alta impedancia hace que el sonido de los auriculares dependa menos de la impedancia de salida de las fuentes, incluso menos sensible a la longitud de un cable de tres hilos y a la calidad del conector (jack, mini-jack, etc.). Los amplificadores casi siempre producen menos distorsión en auriculares de mayor impedancia.
La revolución del iPod impulsa la reducción de la impedancia- En 2009, se vendieron más de 200 millones de iPod. Antes del iPod, existían otros dispositivos portátiles. Incluso se podría decir que con la música tenemos teléfonos móviles. Más de mil millones de dispositivos portátiles en uso.. Esto es importante porque los dispositivos que funcionan con baterías no pueden funcionar correctamente con auriculares de alta impedancia. De este modo se aceleró el desarrollo de auriculares de baja impedancia adecuados. Pero esto va en contra de los tres primeros puntos; Así que tenemos las ventajas y reliquias del pasado de alta gama frente al enorme potencial de marketing de mil millones de dispositivos portátiles.

¿Qué auriculares puedo usar para mi dispositivo?

Ésta es la pregunta principal que se hace la mayoría de la gente. Para responder a esto, debes decidir sobre tres cosas:

Requisitos de energía- ¿Tiene la fuente suficiente potencia para llevar este par de auriculares a un nivel de volumen suficiente? Las recomendaciones de 100 dB/mW mencionadas anteriormente probablemente ayudarán a responder esta pregunta. En caso de que los auriculares tengan menor sensibilidad (o no se especifica), consulta el artículo Más potencia.
Impedancia de salida del dispositivo- Averiguarlo es problemático, ya que se desconoce la impedancia de salida de la mayoría de los dispositivos. Pero la idea es seguir la regla de 1/8 descrita en el artículo sobre impedancia de salida. Si multiplica la impedancia de la fuente por ocho, obtendrá la impedancia de carga mínima que se recomienda utilizar con este dispositivo. El amplificador FiiO E9, por ejemplo, tiene una impedancia de salida de 10 ohmios. Así, si quieres estar seguro de la máxima calidad, conviene utilizarlo con auriculares con una impedancia de 80 ohmios o superior.
Distorsiones de fuente- Algunas fuentes tienen problemas con cargas de baja impedancia. Los amplificadores de válvulas sin transformador de salida, por ejemplo, producen mucha más distorsión con auriculares de baja impedancia.

¿Es posible dañar algo por error?

El uso de auriculares que no sean adecuados para su dispositivo normalmente no dañará nada más que el sonido. Sin embargo, algunas fuentes son capaces de producir valores de salida muy grandes y, por lo tanto, pueden dañar auriculares altamente sensibles. Pero esto sólo sucederá si aumenta el nivel de volumen mucho más allá de los límites razonables, es decir, lo más probable es que esto sólo suceda por accidente. Algunos amplificadores de auriculares tienen un interruptor de ganancia para evitar que esto suceda.

¿Cuándo necesitas un amplificador de auriculares o un DAC?

Finalmente

PARTE TÉCNICA

voltaje y corriente

Para comprender qué es la impedancia, es importante tener al menos un conocimiento básico de voltaje y corriente. El voltaje es análogo a la presión del agua, mientras que la corriente es análoga al flujo de agua (por ejemplo, galones/minuto). Si deja correr el agua de la manguera de su jardín sin boquilla, obtendrá un gran flujo de agua y podrá llenar rápidamente un balde con ella, pero la presión al final de la manguera será casi nula. Si utilizas una boquilla pequeña, la presión (voltaje) será mucho mayor, pero el caudal de agua se reducirá (tardará más tiempo en llenar el mismo balde). Estas dos cantidades están inversamente relacionadas. La alta presión suele corresponder a un caudal bajo y viceversa. Lo mismo ocurre con el voltaje/corriente.

Accesorios para mangueras

En términos generales, la impedancia es similar al tamaño de la boquilla de una manguera. Los auriculares de alta impedancia son como una punta estrecha. Para obtener más agua, se necesita mayor presión (voltaje). Es más probable que los auriculares de baja impedancia correspondan al caso de llenar un balde sin boquilla, lo que requiere más flujo y no una presión demasiado alta. La mayoría de las salidas de auriculares funcionan bien o para el primero, o para el segundo caso, pero no para ambos. Por eso es importante saber a qué se enfrenta y elegir los auriculares en consecuencia.