A impedância não correspondente do amplificador e do alto-falante distorce o som?

Estou prestes a comprar um par de fones de ouvido e uma interface de áudio com amplificador embutido. As especificações dizem que a impedância do amplificador é "<30 Ohms".

O fone de ouvido que eu gostaria de comprar é um Beyerdynamic DT 990, que possui versões de impedância diferente.

Só sou qualificado em eletrônica o suficiente para saber que quanto maior a impedância do fone de ouvido, mais "amplificação" (por falta de uma palavra melhor) é necessária para obter a mesma potência.

No entanto, estou preocupado que a impedância seja significativamente diferente introduz distorção no som. Não estou falando necessariamente de saturação, mas talvez uma ligeira mudança nas características de transferência, o que obviamente não é algo com o qual eu quero lidar.

Qualquer visão sobre este tópico é muito apreciada.

Você pode simplesmente esquecer a correspondência de impedância para o áudio doméstico.

A correspondência de impedância é necessária apenas quando o comprimento de onda do sinal se aproxima do comprimento do cabo que transporta esse sinal. Os sinais elétricos viajam com quase a velocidade da luz através dos cabos; para a maior frequência de áudio (oferecendo o menor comprimento de onda), o comprimento de onda é de cerca de 15 km. Suponho que seus cabos não sejam tão longos.

A correspondência de impedância é necessária para evitar que os sinais os reflitam e distorçam. Geralmente, isso é relevante apenas para sinais de alta frequência, não para áudio (exceção: linhas telefônicas analógicas).

Na minha opinião, a "correspondência de impedância" para amplificadores de áudio é realmente melhor entendida como: "Este amplificador pode acionar este alto-falante?"

Exemplo: alguns amplificadores são adequados apenas para alto-falantes de 4 e 8 ohm. O uso com alto-falantes de 2 ohm (ou dois alto-falantes de 4 ohm em paralelo) pode causar problemas.

Para fones de ouvido, isso quase nunca é um problema, a menos que a impedância do fone de ouvido seja muito baixa (menos de 10 ohms) ou muito alta (600 ohms). E mesmo assim, se houver uma "incompatibilidade", o volume máximo poderá ser reduzido.

Geralmente, os amplificadores de áudio doméstico acionam a saída de fone de ouvido da saída do alto-falante por meio de resistores em série para oferecer um pouco de proteção contra sobrecarga dos fones de ouvido, pois eles precisam de muito menos energia que os alto-falantes. Por esse motivo, quase todos os fones de ouvido podem ser drivers de um amplificador de áudio doméstico.

Os dispositivos móveis que funcionam com baterias não podem fornecer tanta energia e tensão; portanto, sobrecarregar é menos um problema. Como a tensão de saída nesses dispositivos é limitada, recomendo o uso de fones de ouvido de baixa impedância , 30 ou 50 ohms seria uma boa escolha.

Em qualquer um dos casos, você não precisa se preocupar com a correspondência de impedâncias, é realmente um problema para os fones de ouvido.

Nota:

Para os alto-falantes, a impedância de saída do amplificador é relevante. A recomendação usual é que o amplificador precise de uma baixa impedância de saída. Quanto menor, melhor, pois isso proporcionará um melhor "controle" sobre o alto-falante. Isso não corresponde à impedância, na verdade é uma situação de "melhor incompatibilidade", pois a impedância de saída do amplificador (<0,1 ohms) e a impedância do alto-falante (> 4 ohms) não são iguais.

Você certamente pode esquecer a "correspondência de impedâncias" para qualquer amplificador de qualidade razoável, porque as impedâncias não são correspondidas intencionalmente!

A impedância de saída de um amplificador de áudio de boa qualidade deve ser muito baixa - geralmente algo como 0,01 ou mesmo 0,001 ohms. A impedância da maioria dos alto-falantes ou fones de ouvido varia muito com a frequência, mas é sempre várias ordens de magnitude maior que a impedância de saída do amplificador.

A conseqüência é que, se o alto-falante for projetado para responder à tensão do sinal (não atual), a tensão fornecida pelo amplificador não dependerá das variações de impedância de qualquer marca específica de alto-falante e a resposta de áudio não terá efeitos indesejados. picos ou vales em frequências específicas na faixa de áudio.

A correspondência de impedância importa apenas se você precisar obter a máxima transferência de energia possível de um dispositivo para outro, mas isso é irrelevante para o projeto de um amplificador de áudio. (Mas se você estivesse tentando enviar um sinal por alguns milhares de quilômetros de cabos submarinos, seria muito relevante!)

A razão pela qual a especificação do amplificador menciona a faixa de impedância de saída aceitável para os alto-falantes ou telefones é simplesmente garantir que, quando você aumentar o controle de volume do amplificador ao máximo, (1) se a impedância do alto-falante for muito alta, o nível de som será mais baixo do que o esperado, e (2) se a impedância for muito baixa, você estará tentando extrair muita corrente do amplificador, o que pode causar alguma distorção e (mais provavelmente) queimará um fusível em algum lugar do amplificador para evite sobrecarregar.

Nota histórica: o acima se aplica aos projetos modernos de amplificadores - tanto em estado sólido quanto em tubos (válvulas). Alguns projetos antigos (de 1950 ou 60) de amplificadores valvulados eram sensíveis à impedância de saída do alto-falante conectada a eles e tinham um interruptor no painel traseiro para selecionar a impedância real em uso (geralmente 8 ou 16 ohms naqueles dias, embora alta alto-falantes modernos alimentados geralmente têm impedância mais baixa, como 4 ou 2 ohms). A operação de um amplificador "vintage" sem o alto-falante conectado pode, em alguns casos, danificar o amplificador - mas os projetos modernos de amplificador valvulado não têm esse problema.

A designação "<30 Ohms" no seu amplificador provavelmente não é a iminência de saída do amplificador, mas a iminência da carga para a qual foi projetada. Bons amplificadores de áudio têm imitações de saída muito abaixo de um Ohm.

Essa rotulagem é comum, porque a correspondência de iminências não é uma coisa no equipamento de áudio. No entanto, dirigir alto-falantes ou fones de ouvido com iminência fora da área de design do amplificador pode afetar o som.

Conduzir fones de ouvido com uma iminância maior que a imunidade projetada do amplificador provavelmente é bom. Eu acredito que a única desvantagem é que o amplificador não pode fornecer toda a sua potência de saída, pois não é capaz de gerar tensões de saída suficientemente altas, e você precisará permanecer em níveis de saída razoavelmente baixos. O uso do botão de volume pode ser complicado, mas a quantidade de energia não é realmente uma preocupação, pois os fones de ouvido nunca precisam de muita energia.

Na maioria das vezes, a resposta aceita é aceitável .Os amplificadores de tubo também foram discutidos. E se o amplificador for da classe D, o que está se tornando mais comum. O amplificador normal da classe D terá um filtro LC entre os transistores de saída e o alto-falante. O filtro LC reduz a radiação dos fios longos do alto-falante. O filtro LC geralmente é configurado com um Q carregado com a frequência de corte acima do áudio, mas abaixo do PWM Os números de ballpark podem ser PWM 200KHz F cut 25 KHz e Q .7. Agora, a impedância do alto-falante alterará os parâmetros do filtro .Aumentar a impedância aumentará o Q com a maioria dos projetos ortodoxos de filtros LC. estragar o ciclo de feedback negativo.Você pode obter um desempenho ruim, que pode ser tratado com uma rede passiva simples.

Um amplificador típico projetado para (alimentar alguma entrada específica e com alguma configuração de volume específica) alimentar 50 watts nos alto-falantes com uma impedância de 8 ohm normalmente acionaria os alto-falantes de 16 ohm com apenas 25 watts nessas condições e tentaria " alto-falantes de 4 ohms com 100 watts. A impedância de 16 ohms normalmente não danifica nada, nem soa ruim, mas o amplificador não seria capaz de alimentar tanta energia quanto ao dirigir uma carga de 8 ohms. A situação de 4 ohms pode não danificar nada se o amplificador foi projetado para - sob diferentes condições - alimentar 100 watts em alto-falantes de 8 ohm, mas se uma carga de baixa impedância causasse o amplificador tentaria produzir mais potência do que o projeto pretendido máximo, distorção e / ou dano provavelmente resultaria.

Os estágios de saída modelam a corrente de carga 'em todas as frequências' que é a Correspondência de impedância (no domínio da frequência). Os circuitos de saída variam muito, dependendo de sua 'abordagem de correspondência', seja aquela parte de quais frequências foram previstas para 'corresponder' e com quais frequências (e correntes) ele realmente funciona.