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Medición de Impedancia con Placa de Sonido

En el post anterior se explicó el procedimiento necesario para medir la impedancia de un altoparlante utilizando dos multímetros digitales. En este post, se propone realizar la misma medición con una placa de sonido y un software gratuito para los cálculos, destacando las ventajas que esta alternativa presenta.

Figura 1: Circuito de medición

El circuito que se utiliza difiere levemente del utilizado para la medición con multímetros y es el que se muestra en la Figura 1. De esta forma, la ecuación para calcular la impedancia del altoparlante es la siguiente:

Z(f) = R * U2(f)/(U1(f)-U2(f))

En nuestro caso, utilizaremos como generador la salida de auricular (Phone out) y como medidores de tensión las entradas 1 y 2 de la placa de audio. La Figura 2 ilustra el conexionado. Es importante utilizar esta salida como generador ya que está preparada para ser cargada con valores de impedancia más bajos que el resto de las salidas. En caso de que la placa de sonido no cuente con una salida de este tipo, se puede utilizar un amplificador o el valor de la resistencia (R) tiene que ser lo suficientemente grande como para que la corriente no sea elevada. Esto genera otro problema, ya que si la resistencia colocada es muy grande, la tensión U2 medida va a ser muy chica y comparable con el ruido.

Figura 2: Conexionado de la placa de sonido

En nuestro caso, el software utilizado es el LIMP. Se permiten dos modos de excitación para la medición de impedancia, uno que utiliza un barrido senoidal y otro a través de ruido rosa. El primero tiene la característica de excitar sólo una frecuencia por vez, mientras que el segundo excita todas las frecuencias en simultaneo.

A grandes rasgos, las diferencias principales entre estos dos métodos es que el barrido senoidal tiene mucha mejor relación señal a ruido pero un mayor costo computacional. El post Barrido senoidal (Sine sweep) explica detalladamente este modo y sus diferencias con el otro.

En el barrido senoidal, los pasos de frecuencia pueden configurarse de 1/6, 1/12, 1/24 o 1/48 de octava. Cuanto más resolución buscamos, mayor va a ser el tiempo necesario para realizar un barrido completo. En el otro modo, se permite seleccionar el rango de frecuencias a excitar (tipicamente 20 Hz – 20 kHz).

Figura 3: 8NDL51-4

El transductor utilizado en esta publicación es un B&C 8NDL51-4. Primero, se midió la impedancia al aire libre con una herramienta comercial (DATS) para tener una referencia y luego se midió con la placa de audio y el setup ya explicado utilizando el barrido senoidal como excitación. En la Figura 4 se ven los resultados, los cuales son muy similares y validan nuestra medición.

Figura 4: Curvas de impedancia medidas al aire libre

Además de proporcionar un detalle en frecuencia mucho mayor que el posible con la medición con dos multímetros, esta alternativa también brinda información de fase. Esto la transforma en una opción más que interesante ya que el único hardware necesario es una placa de sonido con dos entradas y una resistencia.

Ing. Francisco Maiocchi
Departamento de Ingeniería – Equaphon

Francisco Maiocchi

2 Comments

  1. Ingeniero, este análisis determina, que la impedancia es relativa a la frecuencia? Y si esto es así, veo en el diagrama, que si realizo cortes en frecuencias comprendidas entre 70 u 80 a 100 Hz, la cantidad de componentes que podría cargarle a un amplificador standard es también relativa…

    • Hola Jose! Efectivamente, cuando el circuito tiene elementos reactivos (como es el caso de un parlante), la impedancia depende de la frecuencia. Lo que llamas cortes de frecuencia es en realidad el pico de resonancia del parlante. Te recomiendo que leas los siguientes posts que hablan sobre impedancia.
      Impedancia
      Impedancia del altoparlante
      Cualquier otra consulta, no dudes en preguntar.
      Saludos!

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