Impedancia

INTRODUCCIÓN

La impedancia, conocida como la resistencia al paso del sonido (cuando es referido al audio), es un parámetro de suma importancia puesto que permite sacar el mejor provecho a los equipos de audio y con ello tener un producto final (sonido de salida) con la mejor calidad y sin distorsiones.

En el presente trabajo, se enunciarán algunas formas de medir tanto la impedancia de entrada como la de salida y se realizarán algunos cálculos a partir de ella.

OBJETIVOS

Promover la correcta la medición de la impedancia de entrada y salida en los diferentes sistemas de audio.

Conocer e identificar como se mide la impedancia de entrada y salida en los diferentes sistemas de audio.

IMPEDANCIA DE ENTRADA Y SALIDA EN AUDIO

Es común escuchar que en equipos de audio se hable de impedancia de salida de los equipos de potencia, y de impedancia de entrada de los parlantes o auriculares. Estos datos aunque puedan parecer irrelevantes, no lo son y para el equipo significan que conectados correctamente, este podrá entregar su máxima potencia sin distorsiones. En otras palabras, cuando se ponga el volumen al máximo, se escuchará perfectamente la música, y con la calidad que promete el fabricante.

Si se conecta una impedancia menor a la salida, el equipo estará siendo exigido para entregar ante la misma tensión de salida, mayor corriente, con lo cual, los circuitos amplificadores de potencia de salida del equipo dejaran de funcionar linealmente y distorsionarán la señal de salida. Si se conecta una impedancia mayor, estos circuitos seguirán funcionando linealmente, pero no entregarán la máxima potencia para la que fueron diseñados. La impedancia se define como la oposición al paso de la corriente. En un circuito eléctrico se mide en ohmios.

En sonido se pueden distinguir dos tipos visiones de impedancias, aunque el concepto teórico es el mismo:

Impedancia de salida: proporcionará la visión de cómo de fácil la potencia fluye por la salida de los equipos. Se define como la resistencia que se advierte en el equipo posterior a la etapa. Es útil cuando se usan modelos eléctricos simplificados. Se trata de un valor solo resistivo que hace que parte de la potencia generada se consuma en la salida del amplificador.

El criterio de adaptación en tensión busca que la impedancia de salida del amplificador sea la menor posible y la de la carga (altavoz) sea la mayor posible. De este modo la mayor parte de la potencia se consumirá en el altavoz.

La intensidad de corriente es la misma para las dos cargas ya que están en serie por tanto, la de mayor valor consumirá más potencia Impedancia de entrada: indicará la visión de cuánta potencia entrará al equipo. En otra palabras, es la resistencia observada al ingresar al equipo. Los valores más normales se encuentran entre 10 y 50 ohmios (w). En audio, lo que se busca cumplir es el principio de máxima transferencia de energía. Es decir, impedancia de salida de los aparatos muy bajas (alrededor de 1 ohm) e impedancias de entrada muy altas (del orden de decenas de miles de ohm).

Medida de la impedancia. Para medir la curva impedancia se necesita un analizador de laboratorio que lo permita. Estos pueden ser de senoidal barrida (van midiendo la impedancia en todas las frecuencias a medida que van barriendo) o bien utilizar señal de ruido (en cuyo caso miden toda la curva de una sola vez). Existen también medidores portátiles de impedancia para instaladores. Estos incorporan un generador de frecuencias, normalmente a 1 KHz, a veces a más frecuencias también, que permite una lectura de la impedancia a esas frecuencias concretas. Si el fabricante proporciona el valor de impedancia a esa frecuencia, o bien se mira en la curva de impedancia, se podrá comprobar si hay irregularidades en la línea de altavoces, comparando el valor que se debería obtener con el que proporciona el medidor.

PRIMER EJEMPLO

Impedancia de entrada

Para medir la impedancia de entrada se coloca una resistencia de test entre la excitación (generador) y la entrada del circuito amplificador. Midiendo con un canal la excitación (salida del generador) y con otro la señal a la entrada del circuito es posible obtener mediante una simple relación la impedancia de entrada sin más que conocer el valor de la resistencia de test. Una variante es colocar una resistencia de test variable, próxima al valor esperado de impedancia de entrada y ajustarla hasta que una señal es la mitad de la otra, en cuyo caso el valor que tiene la resistencia variable es el mismo que el de la impedancia de entrada.

Para medir la impedancia de entrada de algún instrumento bajo prueba se utiliza la conexión mostrada en la siguiente figura:

Habiendo mostrado el diagrama de conexión para medición de impedancia de entrada se dará el procedimiento para su medición.

 Se regula la fuente de alimentación o generador a un nivel de voltaje y frecuencia adecuados (se debe recordar que el instrumento bajo prueba de medición de su impedancia interna puede cambiar con la frecuencia).

 Se conecta una resistencia variable en serie con el instrumento al cual se le va a determinar su impedancia interna.

 Se conecta en paralelo a la resistencia patrón un instrumento medidor de voltaje (osciloscopio o voltímetro).

 Se enciende la fuente de alimentación y se modifica el valor de la resistencia variable hasta que el voltaje que caiga en ella sea exactamente la mitad del voltaje aplicado (VCH2 = VCH1/2).

 El valor que haya adquirido la resistencia variable (desconectada y medida con un multímetro) será el valor de la resistencia interna o Zi del instrumento o circuito bajo prueba.

Impedancia de salida

Para medir la impedancia de salida se coloca una resistencia de test a la salida del circuito amplificador, de manera que se produzca efecto de carga. Habiendo medido previamente la señal de salida sin carga, y la señal de salida en carga con esta última configuración, mediante una simple relación es posible calcular la impedancia de salida, conociendo el valor

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