Relación entre sensitividad en dB/1V y dB/1mW

[CarrilloDAP]

Veo que sigue habiendo gente que dice escuchar bien un HD 800 en un móvil y similares, que no necesita gran amplificación. Me he parado ha hacer una comparativa con los auris que tengo/tuve* y el HD 800 es el más dificil de mover, no es por nada:



Los enteros son lo que viene publicado en las specs del fabricante, los decimales son la conversión a la otra dimensión (la fórmula es: dB/1V = dB/1mW + 20*LOG(SQRT(1000/Imp.))). La tabla ordenada pues por dB/1V de menor a mayor.

[ahmonge]

Aquí has definido dificultad de amplificación como la inversa de la sensibilidad respecto del voltaje de salida, pero también se podría elegir el criterio de inversa de la sensibilidad respecto de la potencia. Lo que está claro es que para amplificar correctamente un auricular es imprescindible elegir un amplificador pensado para la impedancia de aquél, dado el amplio margen de impedancias de los auriculares actuales.

[CarrilloDAP]

Es que yo creo que ese es el gran error, pensar que un HE-560 suena 6 dB más bajo que un HD 800 en un iPod de 1V de salida, cuando en realidad suenan casi igual, incluso un pelín más alto el Hifiman. O un HE-400i sonar más bajo que un HD 800, cuando es justo al revés y no por poco.

[CarrilloDAP]

El error consiste en querer comparar varios auris por su db/1mW ya que en esta dimensión siempre está implicada la impedancia de cada auricular.  Dicho de otra manera, no se pueden comparar dos por su dB/1mW si no tienen la misma impedancia. Por eso hay que convertir primero a dB/1V, aqui la impedancia no entra.

[Jose]

Un altavoz no es una carga resistiva pura. Es algo más complejo. Se puede decir que es como una resistencia variable y una inductancia en paralelo por eso el sistema de medidas "estándar" me parece que no es del todo correcto y lo que nos lleva a equivocarnos cuando hacemos este tipo de comparaciones entre auriculares.

Por otro lado y para tener una perspectiva "correcta" de como se esta midiendo hay que ver si el amplificador es capaz de mantener los requisitos de corriente del auricular. Es el auricular el que "pide" la corriente al amplificador para poder moverse. Si el amplificador no es capaz de mantener cubrir la demanda de corriente el altavoz no podrá "adaptarse" a la frecuencia/música/tono.... que le estemos obligando a reproducir.

[Torpedo]

Sensitividad no es una magnitud física, de hecho ni siquiera una palabra que aparezca en el DRAE; en castellano a la capacidad de producir intensidad de sonido al suministrar determinada potencia eléctrica se le llama sensibilidad.

No sé cómo interpretas los cálculos que has hecho ni me he puesto a comprobarlos, pero de entrada los más difíciles de mover  de esa lista son los HE-560 que ofrecen la intensidad más baja al suministrarles un watio. No te puedes fijar en lo fuerte que suenan con 1V; si no consideras la impedancia, pues ésta condiciona la intensidad de corriente necesaria, no sabes en realidad lo difíciles que son de mover. El parámetro más fiable para este tipo de cálculos es la sensibilidad en dB/w. El voltaje podría servirte si todos tuvieran la misma impedancia (y en todas las frecuencias, como bien puntualiza Jose), que no es el caso. Es justo lo contrario de lo que dice Carrillo, la impedancia juega en esto y cuanto más baja es, más corriente pide al amplificador (o móvil o lo que sea que uses) y precisamente ésa es la mayor limitación de las fuentes portátiles.


Lo edito para que quede claro que de lo que estoy hablando es de lo "difíciles" que son de mover unos auriculares, no de lo fuerte que suenan cuando les das un voltaje dado. Sonar fuerte no es sinónimo de sonar bien ni de que la fuente que lo alimenta esté trabajando holgada y lejos de su rango de distorsión.

[ahmonge]

Yo creo que es más fácil entenderlo de la siguiente manera:

1/ Asumamos que la impedancia que declara el fabricante es un valor medio de su módulo, y que es comparable con la del resto de auriculares. Vale, la realidad es que la impedancia es un valor complejo, formado por módulo y fase, y que ambos varían con la frecuencia, pero en algo tenemos que simplificar para poder llegar a alguna conclusión práctica.

2/ Un amplificador no es una fuente de potencia infinita. Está limitado tanto por su tensión máxima como por la intensidad máxima que puede suministrar dependiendo de la impedancia de la carga (el auricular) y de factores internos de diseño.

3/ La potencia suministrada es el producto del voltaje por la intensidad.

4/ Supongamos dos auriculares con la misma sensibilidad por unidad de potencia, uno con impedancia baja (10 ohmios) y otro con impedancia alta (600 ohmios). Para que ambos funcionen a la misma presión sonora, en el primer caso el amplificador suministrará un voltaje bajo y una intensidad alta, mientras que en el segundo, será justo al revés, el voltaje deberá ser alto y la intensidad baja, tal como nos indica la ley de Ohm. Aquí es donde aparecen los problemas cuando conectamos un auricular de alta impedancia a un amplificador que es incapaz de dar voltajes altos, como suele ocurrir con los amplificadores de dispositivos portátiles, que sólo cuentan con la batería para alimentarse. Basta ver las cifras de potencia máxima de los DAPs en función de la impedancia (decrecientes con el aumento de ésta) para deducir que su voltaje máximo es reducido y, por tanto, inadecuados para auriculares de alta impedancia. De ahí que se lleven mal con este tipo de auriculares y que para dispositivos móviles, los fabricantes diseñen auriculares de baja impedancia.

[alan]

Yo quería poner el típico ejemplo del grifo (abrir más para que el caudal (voltage) sea mayor cuando la impedancia (resistencia) es mayor) pero no me sirve porque no entiendo porqué la intensidad es mayor con la impedancia menor.O como dice Torpedo .....cuanto más baja es la impedancia más corriente pide al amplificador.Pensé que era al revés.

[ahmonge]

Por las leyes de Ohm. Para una potencia dada W se cumple que:

W = V² / R

y

W = I² * R

Supongamos dos auriculares de la misma sensibilidad por unidad de potencia, uno con impedancia alta y otro con impedancia baja. Para un nivel sonoro dado se obtiene la potencia necesaria, que queremos mantener constante.

Como se ve en la primera expresión de la potencia y considerando ésta constante, si disminuimos la resistencia (asimilable a la impedancia en corriente alterna) el voltaje disminuye, pero en la segunda fórmula, que relaciona potencia e intensidad, si disminuimos la impedancia la intensidad aumenta.

Por tanto, para la misma potencia, un auricular de impedancia alta necesita un voltaje mayor y un amperaje menor que un auricular de impedancia baja.

[Jose]

Yo quería poner el típico ejemplo del grifo (abrir más para que el caudal (voltage) sea mayor cuando la impedancia (resistencia) es mayor) pero no me sirve porque no entiendo porqué la intensidad es mayor con la impedancia menor.O como dice Torpedo .....cuanto más baja es la impedancia más corriente pide al amplificador.Pensé que era al revés.

Esto no es muy correcto por que estamos hablando de corriente alterna y no continua pero para el caso, vale; Imagina un tanque de agua y una manguera que sale de él. Ahora imagínate que estas pisando a tope la manguera (aumentando la impedancia), sale poca agua. Cuando disminuyes la presión sobre la manguera, aumenta el caudal del agua.

El problema es que el amplificador (tanque de agua) tiene unos límites físicos que en el caso reproductores portátiles están bastante presentes.

 

[Torpedo]

El "problema" es que no puedes ver una salida de señal de audio para mover transductores (sea un ampli, un DAP o un móvil) como solamente una fuente de voltaje o solamente una fuente de corriente. Es una fuente de potencia, es decir la conjunción de ambas. La entrega de potencia depende de la impedancia y siempre hay que tenerla en cuenta. Ningún fabricante de amplificadores da las prestaciones de sus aparatos como voltaje, siempre las publican como potencia a una determinada impedancia.
Saber la sensibilidad de un auricular a un voltaje dado está muy bien cuando hablas de móviles y DAPs porque la mayoría de los auriculares "portátiles" que se usan con esos dispositivos tienen impedancias semejantes en el rango de los 20-60Ω. Pero no puedes comparar la sensibilidad en voltaje entre auriculares con diferencias grandes de impedancia, no hay más remedio que convertirlo a sensibilidad en términos de potencia dB/mW o dB/W

[ahmonge]

Ningún fabricante de amplificadores da las prestaciones de sus aparatos como voltaje, siempre las publican como potencia a una determinada impedancia.

En efecto. Y mejor aún, el fabricante "serio" da los datos de potencia máxima para varias impedancias (cuantos más valores, mejor). Así es fácil de ver si es el ampli adecuado a tus auriculares.

[Jose]

Ningún fabricante de amplificadores da las prestaciones de sus aparatos como voltaje, siempre las publican como potencia a una determinada impedancia.

En efecto. Y mejor aún, el fabricante "serio" da los datos de potencia máxima para varias impedancias (cuantos más valores, mejor). Así es fácil de ver si es el ampli adecuado a tus auriculares.

Si? y ¿bajo que condiciones? ¿un tono puro?…  eso es sigue siendo poco serio.

[CarrilloDAP]

@Torpedo: No sé dónde ves la diferencia entre "dificil de mover" y sonar fuerte/bajo. Es lo mismo. Yo me refiero única y exclusivamente al volúmen (fuerte o bajo) que suena un auricular con tensión de 1V.

La medida dB/1V es precisamente la única forma de poder comparar todos y cualquier auricular con independencia de su impedancia. Lógicamente unos con mayor impedancia van a sonar más bajo que otro de menor impedancia y esto es justamente lo que refleja la unidad db/1V. Y lógicamente el de menor impedancia requerirá (chupará) mayor amperaje y viceversa, pero no tiene absolutamente nada que ver con el volumen que suena a 1V. Si el ampli es capaz de entregar la intensidad que necesita, bien, y de lo contrario va a rendir igual, va a sonar exactamente igual, solo que el ampli se calentará por sobrecarga y terminará petando. No tienen nada que ver con el 1V que se aplica al auri y el volumen con el que este suena.

La discusión se complica y no entiendo por qué.

El "problema" es que no puedes ver una salida de señal de audio para mover transductores (sea un ampli, un DAP o un móvil) como solamente una fuente de voltaje o solamente una fuente de corriente. Es una fuente de potencia, es decir la conjunción de ambas. La entrega de potencia depende de la impedancia y siempre hay que tenerla en cuenta. Ningún fabricante de amplificadores da las prestaciones de sus aparatos como voltaje, siempre las publican como potencia a una determinada impedancia.
Saber la sensibilidad de un auricular a un voltaje dado está muy bien cuando hablas de móviles y DAPs porque la mayoría de los auriculares "portátiles" que se usan con esos dispositivos tienen impedancias semejantes en el rango de los 20-60Ω. Pero no puedes comparar la sensibilidad en voltaje entre auriculares con diferencias grandes de impedancia, no hay más remedio que convertirlo a sensibilidad en términos de potencia dB/mW o dB/W.

Eso es justo al revés y la fórmula que utilizo lo demuestra. En ella ya van reflejadas tanto la carga como la potencia. Digamos que hay que sacarlas de la ecuación, para que la comparación sea posible y quede solamente la tensión en V, que es lo que hace la dB/1V.

Por no complicar la comparativa debería haber tenido en cuenta que las impedancias declaradas por el fabricante no son exactas y que pueden oscilar notablemente. Hubiera podido calcular la db/1V por un lado con la carga qie publica el fabricante y por otro lado con la que sale en muchos tests de innerfidelity, etc. La diferencia sin embargo, al ser el dB una medida logarítmica no pasaba de 2-3 dB, aunque la impedancia (max.) puede ser hasta el doble de lo publicado, por lo cual la comprataiva al menos en sentido orientativo no pierde significado. Y en la caso de planares este caso ni se da.

Ningún fabricante de amplificadores da las prestaciones de sus aparatos como voltaje, siempre las publican como potencia a una determinada impedancia.

En efecto. Y mejor aún, el fabricante "serio" da los datos de potencia máxima para varias impedancias (cuantos más valores, mejor). Así es fácil de ver si es el ampli adecuado a tus auriculares.

Lo cual no dice absolutamente nada sobre el volumen fuerte o bajo. Los fabricantes Senni y AKG solamente publican en dB/1V.

Un auri de baja impedancia suena en la misma fuente de 1V más alto que otro con mayor impedancia, pero, ¿en cuántos dB? La fórmula te lo indica en dB/1V.
 

[ahmonge]

Una cosa es lo ideal y otra cosa lo que hay. Y lo que hay es que a) los fabricantes de amplis dan la potencia máxima a una o varias impedancias y b) los fabricantes de auriculares (salvo Senn) dan la sensibilidad referida a la potencia.

Por poner dos ejemplos prácticos: a la hora de elegir un amplificador para un auricular dado, buscaré uno que de las potencias mayores en la gama de impedancias más próxima a la de mis auriculares. Y si quiero un auricular versátil y que funcione con la mayoría de las fuentes, buscaré un modelo de baja impedancia y una alta sensibilidad por miliwatio. No pretendo que los demás hagan lo mismo, simplemente cuento mi experiencia por si le puede ser útil a alguien.

Por supuesto, sólo referido a alcanzar el volumen sonoro adecuado, sin tener en cuenta el resto de factores que definen la calidad de la experiencia sonora.