L'impedenza non corrispondente dell'amplificatore e degli altoparlanti distorce il suono?

Sto per acquistare un paio di cuffie e un'interfaccia audio con amplificatore incorporato. Le specifiche dicono che l'impedenza dell'amplificatore è "<30 Ohm".

La cuffia che vorrei acquistare è un Beyerdynamic DT 990, che ha versioni di diversa impedenza.

Sono qualificato in elettronica abbastanza da sapere che maggiore è l'impedenza delle cuffie, maggiore è l'amplificazione (per mancanza di una parola migliore) necessaria per ottenere la stessa potenza.

Tuttavia, sono preoccupato che l'impedenza significativamente diversa introduca una distorsione del suono. Non sto parlando necessariamente di saturazione, ma forse un leggero cambiamento nelle caratteristiche di trasferimento, che ovviamente non è qualcosa che voglio affrontare.

Qualsiasi approfondimento su questo argomento è molto apprezzato.

Puoi semplicemente dimenticare la corrispondenza dell'impedenza per l'audio di casa.

La corrispondenza dell'impedenza è necessaria solo quando la lunghezza d'onda del segnale si avvicina alla lunghezza del cavo che trasporta quel segnale. I segnali elettrici viaggiano con quasi la velocità della luce attraverso i cavi, per la massima frequenza audio (che fornisce la lunghezza d'onda più breve) la lunghezza d'onda è di circa 15 km. Immagino che i tuoi cavi non siano così lunghi.

La corrispondenza dell'impedenza è necessaria per prevenire la riflessione e la distorsione dei segnali. Questo di solito è rilevante solo per segnali ad alta frequenza, non audio (eccezione: linee telefoniche analogiche).

Secondo me la "corrispondenza dell'impedenza" per gli amplificatori audio è davvero meglio intesa come: "Questo amplificatore può pilotare questo diffusore?"

Esempio: alcuni amplificatori sono adatti solo per altoparlanti da 4 e 8 ohm. Usarlo con altoparlanti da 2 ohm (o due altoparlanti da 4 ohm in parallelo) può dare problemi.

Per le cuffie questo non è quasi mai un problema a meno che l'impedenza della cuffia sia molto bassa (meno di 10 ohm) o molto alta (600 ohm). E anche in questo caso, se si verifica una "mancata corrispondenza", il volume massimo potrebbe essere ridotto.

Di solito gli amplificatori audio domestici guidano l'uscita delle cuffie dall'uscita degli altoparlanti tramite resistori in serie per fornire un po 'di protezione contro il sovraccarico delle cuffie in quanto hanno bisogno di molta meno energia rispetto agli altoparlanti. Per questo motivo quasi tutte le cuffie possono essere guidate da un amplificatore audio domestico.

I dispositivi mobili alimentati a batteria non possono fornire così tanta potenza e tensione, quindi il sovraccarico è meno problematico. Poiché la tensione di uscita su questi dispositivi è limitata, consiglio di utilizzare cuffie a bassa impedenza , una scelta di 30 o 50 ohm.

In entrambi i casi, non devi preoccuparti della corrispondenza dell'impedenza, è davvero un problema per le cuffie.

Nota a margine:

Per gli altoparlanti, l'impedenza di uscita dell'amplificatore è rilevante. La solita raccomandazione è che l'amplificatore necessita di una bassa impedenza di uscita. Più basso è il migliore in quanto ciò gli darà "controllo" migliore sull'altoparlante. Questa non è una corrispondenza di impedenza, in realtà è una situazione di "migliore discrepanza" poiché l'impedenza di uscita dell'amplificatore (<0,1 ohm) e l'impedenza dei diffusori (> 4 ohm) non sono uguali.

Puoi sicuramente dimenticare la "corrispondenza delle impedenze" per qualsiasi amplificatore di qualità ragionevole, perché le impedenze non sono intenzionalmente abbinate!

L'impedenza di uscita di un amplificatore audio di buona qualità dovrebbe essere molto bassa, in genere qualcosa come 0,01 o addirittura 0,001 ohm. L'impedenza della maggior parte degli altoparlanti o delle cuffie varia molto con la frequenza, ma è sempre di molti ordini di grandezza superiore all'impedenza di uscita dell'amplificatore.

La conseguenza è che se l'altoparlante è progettato per rispondere alla tensione del segnale (non corrente), la tensione erogata dall'amplificatore non dipenderà dalle variazioni di impedenza di un particolare altoparlante e la risposta audio non avrà alcun indesiderato picchi o trogoli a frequenze particolari nell'intervallo audio.

La corrispondenza dell'impedenza è importante solo se è necessario ottenere il massimo trasferimento di potenza possibile da un dispositivo a un altro, ma ciò è irrilevante per la progettazione di un amplificatore audio. (Ma se stessi provando a inviare un segnale a qualche migliaio di miglia di cavo sottomarino, sarebbe molto rilevante!)

Il motivo per cui le specifiche dell'amplificatore menzionano l'intervallo di impedenza di uscita accettabile per gli altoparlanti o i telefoni è semplicemente quello di garantire che quando si alza il controllo del volume dell'amplificatore al massimo, (1) se l'impedenza degli altoparlanti è troppo alta, il livello del suono sarà inferiore di quanto ci si potrebbe aspettare, e (2) se l'impedenza è troppo bassa, si tenterà di assorbire troppa corrente dall'amplificatore, il che potrebbe causare una distorsione e (più probabilmente) si brucerà una miccia da qualche parte nell'amplificatore per evitare che sia sovraccarico.

Nota storica: quanto sopra si applica ai moderni design di amplificatori - sia a stato solido che a valvole (valvole). Alcuni vecchi modelli di amplificatori valvolari (anni '50 o '60) erano sensibili all'impedenza di uscita dei diffusori ad essi collegata e avevano un interruttore sul pannello posteriore per selezionare l'impedenza effettiva in uso (di solito 8 o 16 ohm in quei giorni, sebbene alta gli altoparlanti moderni alimentati hanno spesso un'impedenza inferiore come 4 o 2 ohm). L'uso di un tale amplificatore "vintage" senza altoparlanti collegati potrebbe in alcuni casi danneggiare l'amplificatore, ma i design moderni dell'amplificatore valvolare non presentano questo problema.

La designazione "<30 Ohm" sull'amplificatore non è probabilmente l'impendenza di uscita dell'amplificatore, ma l'impendenza del carico per cui è progettata. I buoni amplificatori audio hanno impedenze di uscita molto inferiori a un Ohm.

Tale etichettatura è comune, perché la corrispondenza dell'impendenza non è una cosa nelle apparecchiature audio. Tuttavia, guidare altoparlanti o cuffie con impedenza al di fuori dell'area di progettazione dell'amplificatore potrebbe influire sul suono.

Guidare le cuffie con un'impendenza superiore a quella dell'amplificazione pilotata progettata dall'amplificatore probabilmente va bene. Credo che l'unico inconveniente sia che l'amplificatore non è in grado di fornire tutta la sua potenza di uscita poiché non è in grado di generare tensioni di uscita sufficientemente elevate e sarà necessario rimanere a livelli di uscita abbastanza bassi. L'uso della manopola del volume può essere complicato, ma la quantità di energia non è davvero un problema poiché le cuffie non hanno mai bisogno di molta energia.

Il più delle volte la risposta accettata è accettabile. Sono stati anche discussi gli amplificatori. Beh, se l'amplificatore fosse di classe D che sta diventando più comune. L'amplificatore di classe D normale avrà un filtro LC tra i transistor di uscita e l'altoparlante. roba di bassa potenza a bassa potenza si basa sull'induttanza dei diffusori e sui cavi dei diffusori molto corti. Il filtro LC ridurrà le radiazioni dai cavi dei diffusori lunghi. Il filtro LC è solitamente impostato a Q a basso carico con la frequenza di taglio sopra l'audio ma sotto il PWM frequenza. I numeri del campo di gioco potrebbero essere PWM 200 KHz F taglia 25 KHz e Q. 7. Ora l'impedenza dei diffusori cambierà i parametri del filtro. Aumentare l'impedenza aumenterà il Q con la maggior parte dei modelli di filtri LC ortodossi. Questo potrebbe dare un orribile picco di fascia alta e possibilmente confondere il circuito di feedback negativo.È possibile che si verifichino cattive prestazioni che potrebbero essere gestite con una semplice rete passiva.

Un tipico amplificatore progettato per (alimentare un determinato input e con una determinata impostazione del volume) alimentare 50 watt in altoparlanti con un'impedenza di 8 ohm in genere guida altoparlanti da 16 ohm con solo 25 watt in tali condizioni e "tenta" di guidare altoparlanti da 4 ohm con 100 watt. L'impedenza di 16 ohm in genere non danneggerebbe nulla, né suonerebbe male, ma l'amplificatore non sarebbe in grado di alimentare la stessa potenza di quando si guida un carico di 8 ohm. La situazione a 4 ohm potrebbe non danneggiare nulla se l'amplificatore fosse progettato per - in condizioni diverse - alimentare 100 watt in altoparlanti da 8 ohm, ma se un carico a bassa impedenza causasse l'amplificatore proverebbe a produrre più potenza del previsto il risultato sarebbe probabilmente massimo, distorsione e / o danno.

Gli stadi di uscita modellano la corrente di carico "a tutte le frequenze" che corrispondono alla impedenza (nel dominio della frequenza). I circuiti di uscita variano molto a seconda del loro "approccio di adattamento", in quanto parte di quali frequenze sono state previste per "abbinare" e in quali frequenze (e correnti) funziona effettivamente.