Las pruebas actuales del puerto de auriculares con una carga de 32 ohmios presentan nuevos desafíos en comparación con los requisitos y métodos de prueba anteriores. La versión 3 actual del programa del logotipo de Microsoft Windows requiere pruebas de diafonía en todo el ancho de banda de 20 Hz a 20 KHz, no solo en 1 KHz o 10 KHz. Desafortunadamente, ya no podemos ignorar el efecto de la impedancia de la ruta de retorno relacionada con el cableado y la impedancia del conector debido a las altas corrientes causadas por cargas de baja impedancia.
Las pruebas actuales del puerto de auriculares con una carga de 32 ohmios presentan nuevos desafíos en comparación con los requisitos y métodos de prueba anteriores. La versión 3 actual del programa del logotipo de Microsoft Windows requiere pruebas de diafonía en todo el ancho de banda de 20 Hz a 20 KHz, no solo en 1 KHz o 10 KHz. Desafortunadamente, ya no podemos ignorar el efecto de la impedancia de la ruta de retorno relacionada con el cableado y la impedancia del conector debido a las altas corrientes causadas por cargas de baja impedancia. La mayoría de los sistemas son más complejos que el modelo presentado, pero puede ver la importancia de elegir el conector correcto y reducir la impedancia general de la ruta de retorno.
Descripción general del puerto de auriculares
Echemos un vistazo a un puerto de auriculares simplificado. (Figura 1 – Circuito simplificado) El amplificador de auriculares (CODEC o amplificador discreto) conduce una pista al capacitor de acoplamiento y otra al jack. Los amplificadores tienen una impedancia de salida, las pistas tienen una impedancia finita y los conectores también tienen una impedancia finita. Los condensadores tienen una impedancia dependiente de la frecuencia. Para simplificar aún más el análisis, ignoramos las complejidades (inductancia y capacitancia) de todos estos elementos del circuito, excepto los capacitores, y nos enfocamos solo en el componente real de su impedancia (resistencia). Afortunadamente, esto no cambia los resultados significativamente.
Reducción a circuito equivalente para simulación
Para reducir el sistema a algo que sea fácil de simular, se agrupan muchas resistencias. La resistencia de salida del amplificador, la resistencia de rastreo, la resistencia de contacto del conector jack, la resistencia del cable y la resistencia del conector del equipo de prueba están representadas por una resistencia agrupada Rs colocada en la salida del amplificador. La impedancia a tierra del sistema, la resistencia de contacto del manguito, la resistencia del cable y la resistencia entre el común de carga y los pines de retorno están representados por Rg colocado en el punto de tierra del sistema.
Reducción para cálculos a frecuencia única
Como puede ver en el gráfico anterior, la diafonía es bastante constante en la frecuencia y, de hecho, mejora en el extremo inferior a medida que la tapa de acoplamiento de CA reduce la respuesta de amplitud. Por lo tanto, se puede agregar un capacitor de acoplamiento de CA a RS a cualquier frecuencia para reducir aún más el circuito y ayudar en el cálculo. El circuito equivalente final se muestra a continuación.
¿Cómo afectan la resistencia de contacto del conector y la resistencia del cable a la diafonía?
La ruta de retorno en sí suele tener una resistencia muy baja. Esto se debe a que a menudo usan un plano de tierra y mantienen corta la distancia entre el conector y el dispositivo de audio. Sin embargo, algunas tomas, como las del panel frontal de las PC de escritorio, a menudo deben colocarse más lejos del dispositivo de audio. Es importante minimizar la impedancia de los cables y conectores. Aún así, el factor que más contribuye a la impedancia de la ruta de retorno es la impedancia de contacto de la conexión del manguito del conector estéreo de 3,5 mm. Las impedancias típicas de contacto del dispositivo oscilan entre 30 miliohmios y 100 miliohmios como máximo. Desafortunadamente, incluso a decenas de miliohmios, el sistema puede presentar una diafonía superior a -70 dB (un objetivo típico), como se muestra en el siguiente gráfico.
¿Hay algún efecto de la impedancia de la fuente?
Por supuesto, a menos que la impedancia de salida sea grande en comparación con la impedancia de carga, este efecto es generalmente pequeño y no se recomienda. Un gráfico de diafonía frente a la impedancia de la fuente para una carga de 32 ohmios muestra los beneficios de una gran impedancia de salida, pero la mayor parte de la potencia de salida nunca llega a la carga y se disipa como calor en lugar de como sonido.
La impedancia de la ruta de retorno, en lugar de la diafonía específica del dispositivo de audio, suele ser el factor limitante para el rendimiento de la diafonía de baja impedancia (auriculares) en los sistemas modernos. Se debe prestar mucha atención al cableado y los conectores para cumplir con los estrictos requisitos de la industria de PC actual. Específicamente, elija un conector de 3,55 mm que garantice una impedancia de contacto de menos de 10 miliohmios y asegúrese de que la impedancia adicional del cable y del conector del conector del panel frontal agregue menos de 30 miliohmios a la impedancia de la ruta de retorno.