La impedancia de los auriculares y su efectos en los amplificadores

[nepro]

Interesante documento sobre la impedancia de los auricualres, la resistencia de salida de los amplificadores y sus efectos sobre el sonido ...

Para los ejemplos utiliza los HD800, SR60 etc ...

Headphone amplifier output resistance ... an explanation (PDF, 128KB)
http://download1074.mediafire.com/nxciugln10ig/ms4k8wuqt18x8s3/resistance+and+impedance...+an+explanation.pdf

Besides the obvious drop in total sound pressure levels (see page 4), some headphones will also give a different sound
signature (frequency response) when used on amplifiers with different impedances even if otherwise similar.
Mostly in the bass department which can 'mask' higher frequencies and thus seem to affect the mids and highs too.
All dependent of the output resistance of the amplifier and impedance characteristics of headphone in question.

ps, osshh... falta el enlace a la fuente (autor):   

Impedances what's it all about.
http://rockgrotto.proboards.com/index.cgi?board=b&action=display&thread=6057&page=1

[picodeloro]

Muy interesante nepro.

-- o --
Rodrigo

[enos]

Muy interesante lectura, muchas gracias Nepro

Me viene de perlas, ya que justamente me estoy volviendo loco buscando un amplificador que "sinergize" bien con mis DT48A. Como estos tienen una impedancia extremadamente baja de 5 ohms, no vale cualquier amplificador si no quiero freirlos... Algo como el Phonitor esta completamente descartado por ejemplo 

Basicamente mis opciones son un amplificador con impedancia de salida elevada (idealmente 120 ohms) o bien un amplificador muy poco potente (Cmoy  )...

Pero más alla del asunto que me preocupa, esto me llama la atención del porque una impedancia de salida de 120 ohms no se utiliza como practica más habitual hoy en día... Es mucho más comodo ya que puedes enchufarle cualquier tipo de auricular, sea de impedancia alta o baja, sin notar muchas diferencias de volumen sonoro (vease el Burson HA160 por ejemplo). Y este famoso dampening factor no parece influir mucho en auriculares. Lo que hay que comprobar es si el sonido de su auricular cambia mucho con una impedancia de salida más elevada. Una impedancia de salida baja sin embargo si parece resultar útil para auriculares de impedancia muy alta y que además no sea muy eficientes para entregar más voltaje, pero cuantos hay de esos... Los HD800 o T1 son ambos bastante eficientes...

[Torpedo]

¿Por qué quieres poner una impedancia de salida alta en el ampli si los auriculares la tienen tan baja? ¿Ya sabes que estarás sacrificando factor de amortiguación?
No sé de dónde te has sacado que el factor de amortiguación no influye. Probablemente en los DT48 no mucho porque ya tienen por sí una respuesta en graves justita, pero en auriculares "full range" se nota un montón. Te puedo asegurar que unos D5000 no suenan igual de un Rudi, un Gilmore o el Beta22.
No veo por qué vas a freír los auriculares porque la impedancia de salida del ampli sea baja, simplemente vas a hacer que sea más sencillo para la intensidad de corriente "fluir" hacia donde es solicitada y por tanto mantener la entrega de potencia regular en toda la banda de frecuencias. Freírlos o no depende de ti y de lo "generoso" que seas con el volumen. En lo que deberías fijarte es en la potencia máxima que toleran esos auriculares sin freírse y si el ampli es capaz de superarla con creces o no.
Me parece más importante para conseguir que los auriculares esos te suenen bien que pruebes diferentes amplis y veas cuál te ofrece mejor "lo que busques" que ceñirte a modelos en base a su impedancia de salida.

[enos]

Sobre el factor de amortiguación con impedancia de salida elevada (120 ohms), podemos leerlo en el fichero subido por Nepro:

What about the damping factor ?
The damping factor is the load resistance devided by the output resistance (Rload / Rout ) and is because of the used output resistors not of much importance and does not damp much either.
This is because the load impedance is high compared to the output resistance of the amplifier meaning a current that is generated by the driver (it acts as a microphone for its own movement) is determined by the resistance of the voicecoil + output resistance. The biggest part in high-Ohmic headphones is the driver and thus has very little to no influence. Low Ohmic headphones can have somewhat more damping from low output resistance amplifiers as the impedance of the voice coil is lower then the output resistance of high-Ohmic output resistances of the amplifier. But even with an output resistance of 10 Ω the damping of a low-Ohmic driver is still negligible.
It's not such a major problem in headphones as it is with loudspeakers.

Lo de no freirlos es una forma de hablar (o escribir   ). Lo que pasa es que al ser tan sensibles (110dB/mw), un amplificador con impedancia de salida baja (la mayoría ? ) sonara muy fuerte incluso con el volumen al minimo, ya que los DT48A se mueven facilmente con muy poca potencia. Es exactamente lo que pasa con el Lavry, desde la posición 1 (sobre 56   ). Prefiero tener un margen de volumen amplio. Además, a los op-amps según me comenta Jan Meier   no les gusta impedancias tan bajas, por lo que recomienda usar un impedancia más alta (o usar una resistancia en serie)  

Aqui también se puede leer algo al respecto: Dt48A question en Headwize:

Looks like these headphones are very efficient.
A standard CMOY as shown in the project section should do
quite fine.
gain could be reduced to 3..5 by lowering the feedback resistor.
Because of the low impedance i would suggest using an output resistor
of 100..150 Ohms to give the opamp some load.
Current should not be an issue here.
14milliamps will drive the headphones insanely loud.
(Thats the current for 1mW output @ 5 Ohms impedance).

De hecho, tengo un Creek OBH11 en casa, con impedancia de salida de 200 ohms, y les va de maravilla a los DT48A. El problema es que mientras me gusta su balance tonal, es muy poco transparente  

[picodeloro]

Enos, creo que has mezclado conceptos, el autor de este artículo cuando se refiere a la resistencia de 120 ohms no habla de la impedancia de salida, se refiere a que algunos amplifiadores llevan una resistencia en serie a la salida para limitar la corriente máxima que pueda entregar el ampli de cara a no quemar las bobinas de los drivers de baja impedancia.

-- o --
Rodrigo

[enos]

Enos, creo que has mezclado conceptos, el autor de este artículo cuando se refiere a la resistencia de 120 ohms no habla de la impedancia de salida, se refiere a que algunos amplifiadores llevan una resistencia en serie a la salida para limitar la corriente máxima que pueda entregar el ampli de cara a no quemar las bobinas de los drivers de baja impedancia.

Es muy posible  Pensaba que añadir una resistancia de 120 ohms en serie a la salida de un amplificador con impedencia de salida cercana a 0 ohms sería equivalente a subir su impedancia de salida a 120 ohms 

[Torpedo]

Veo que Rodrigo ya te lo ha aclarado. Aunque los DT48 sean muy sensibles, siguen teniendo una impedancia demasiado baja y van a pedir corriente para mantener la respuesta. Esa corriente y la correcta transferencia de la potencia van a ser mejores si la impedancia de salida del ampli es similar a la de los auriculares o más baja. Impedancias de salida altas van a modificar la entrega de potencia del ampli y eso podría (o no, de ahí que te recomiende probarlo) afectar a la respuesta frecuencial.
Es por la importancia de la adaptación de impedancias, sobre todo cuando los dispositivos de salida del amplificador tienen limitaciones (léase válvulas que no están cómodas entregando mucha corriente) que se intenta igualar en lo posible la impedancia de salida con la del transductor. Y a malas, mejor que la impedancia de salida sea más baja que la del transductor, pero no al revés. Eso al menos te mejora el factor de amortiguación lo cual suele ser deseable ya que la mayoría de transductores tienen poca amortiguación mecánica. Lo que no tengas mecánicamente, lo consigues eléctricamente.

Lo fuerte o flojo que suene un amplificador tiene que ver con su ganancia y se relaciona con la sensibilidad del transductor, pero no tiene relación con la impedancia de salida. Ahí creo que tienes una mezcla "potente" de conceptos.

[enos]

Gracias chicos por las aclaraciones  , no son temas sencillos para no iniciados como yo.

Bien, el manual del DT48A estipula lo siguiente:

Applications
The DT 48 A.0 is a special headphone for aural-acoustical investigations and measurements for ear, nose and throat specialists
as well as at universities and research centres.
The DT 48 A.0 is suitable for connection to source impedances from 4 to 1,000 Ω.

O sea que estos transductores tienen muchisima amortiguación mécanica, por lo que no necesitan ninguna adicional electrica. Por ello es posible conectarlos a un amplificador con impedancia de salida muy elevada sin preocuparse del factor de amortiguación. Lo probe con el Creek OBH11 que tiene una impedancia de salida de 200 ohms sin problema ninguno. Pero se debe entender como un caso excepcional, ya que la norma es lo que comentais vosotros con toda la razón.

Por otra parte, parece que 5 ohms es una carga demasiada baja para los circuitos de amplificación basados en op-amp, y Jan Meier me recomendó añadir como minimo una resistancia de 10 ohms.

En cuanto a amplificadores con ganancia muy baja, escucho sugerencias, quiza en otro hilo. Pero me da que todos los amplificadores, más o menos, trabajan con unas ganancias del mismo orden, aún cuando se puede ajustar  

[Torpedo]

Hombre, una cosa es que el auricular sea "suitable" para impedancias entre 4 y 1000 Ohm y otra que suene exactamente igual con cualquiera de ellas. Piensa que es un auricular para estudios biomédicos, psicoacústicos y cosas de ese estilo. En ese entorno se trabaja con material electrónico que permite calibración, de tal manera que si por ejemplo lo quieres usar con un adiómetro, el conjunto audiómetro-auricular se calibra con un medidor de alta calidad y se ajusta el audiómetro para que las intensidades de salida sean las que deben ser. Con esa calibración equilibras cualquier desajuste de respuesta a diferentes frecuencias que pueda existir como consecuencia de una impedancia "desafortunada".
Estoy de acuerdo con Meier, con amplis "normales" que esperan ver como muy poco 16 Ohm interpondría una resistencia, tanta demanda de corriente puede dañar el ampli. No los auriculares
¿Los has probado con el RA-1? Los Grado tienen una sensibilidad por el estilo o incluso más alta. La impedancia es bastante más alta, 32 Ohm, pero para lo normal (sin ser IEM), tirando a baja. Me da en la nariz que amplis que se lleven bien con los Grado y quizá los D5000 sean los que puedan estar más a gusto con los DT-48. Descartaría cualquier cosa a válvulas, salvo que sea con trafo de salida optimizado para una impedancia tan baja. Dudo que haya nada en el mercado así, salvo que te lo hagan por encargo.

[enos]

Muchas gracias Torpedo. Me apunto el RA-1 como posible candidato, aunque pensaba que la sensibilidad de los Grado era bastante más baja, sobre los 98-100 dB/mw ¿?

A decir la verdad, ya tengo 2 amplis encargados que no deberían tardar en llegar, el Graham Solo Ultralinear (este tiene una impedancia de salida de 33 ohms perfecta para el DT48A, además de otras cosas que me parecen muy interesantes en el papel), y el Meier Stepdance que también tiene muy buena pinta.

Os ire contando las impresiones, y no descarto probar el RA-1 más adelante.

[Torpedo]

En la web de Grado declaran 98dB/mV, lo cual tenemos que convertir a mW teniendo en cuenta que la impedancia son 32Ohm. Esto significa que 1mV entregado a esos auriculares (suponiendo que fueran una impedancia resistiva pura, pero eso es otra historia) son 0,03125 mW lo cual nos lleva a poder calcular que la sensibilidad son unos 113 dB/mW, que es un poquito más que los DT-48.

[azelais]

Muy interesante la información nepro.
Enos, sin poder hacer una explicación técnica como la realizada por Torpedo y/o Picodeloro, creo que buscar un ampli ideal para un auricular basaod en especificaciones técnicas es un error.
Tal y como dice Torpedo, con mucho  más conocimiento de causa que yo, diferentes amplificadores, ofrecen unas variaciones importantes. Me parece muy dificil poder determinar el ampli ideal en base a datos, es una opinión.
Un saludo

[Dimante]

Yo no tengo ni idea, pero como lo de las especificaciones de los amplis vaya por el mismo camino que las de los auriculares, desde luego que no pueden tomarse como referencia para saber cuál te acabará gustando.
Dejé de fijarme en ellas como referencia desde que hace un par de añitos pregunté sobre este tema para poder decidirme por un ampli: me surgieron muchas más dudas de las que ya tenía.

Saludos.

[enos]

En la web de Grado declaran 98dB/mV, lo cual tenemos que convertir a mW teniendo en cuenta que la impedancia son 32Ohm. Esto significa que 1mV entregado a esos auriculares (suponiendo que fueran una impedancia resistiva pura, pero eso es otra historia) son 0,03125 mW lo cual nos lleva a poder calcular que la sensibilidad son unos 113 dB/mW, que es un poquito más que los DT-48.

Efectivamente, eso es otra cosa con 113dB/mw... Ese RA-1 funcionando con pilas también tiene muy buena pinta. A ver si encuentro alguno de segunda mano