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Medida barata de la impedancia de entrada de un amplificador audio

La impedancia de entrada de un amplificador audio es un parámetro difícil de encontrar, y no muchos fabricantes lo indican. En este articulo es presentado un método rápido para estimar con una buena aproximación ese valor, usando sencillas herramientas baratas que se encuentran en la casa de cualquier aficionado de electrónica.

Esquema de medida de la impedancia de entrada de un amplificador audio Figura 1: Esquema de conexión para medir la impedancia de entrada de un amplificador audio

1 - Herramientas necesarias

A continuación está listado todo lo que sirve para realizar la medición. Para cada elemento son listadas alguna consideraciones teóricas y practicas para su utilización.

1.1. - Un multímetro

Es un herramienta que todos los aficionados de electrónica tienen. La función que nos interesa es la de medición de las tensiones alternas. Hasta los mas baratos tienen esta opción, y normalmente, aun si están proyectados para funcionar con frecuencias de red de 50 Hz o 60 Hz, pueden medir correctamente también frecuencias ligeramente mayores. El multímetro utilizado para describir este articulo es el modelo barato DT9208A, comprado en una feria de electrónica del norte de Italia en el 2010 por 7 euros, que permite medir frecuencias hasta 200 Hz.

1.2 - Un ordenador

Si un generador de funciones no es disponible, se puede utilizar la placa audio de un tradicional ordenador para generar una sinusoide de prueba. La frecuencia tiene que ser bastante alta para sobrepasar los condensadores que normalmente están en la salida de la placa audio y en la entrada del amplificador. Teniendo en cuenta los limites del multímetro, un valor de 150 Hz es aceptable.

Existen miles de modos para generar ese señal. Una solución es usar un archivo wave; por el contrario no es aconsejable usar un mp3, ya que es un formato con pérdidas por compresión, y entonces la señal resultante podría no ser una sinusoide perfecta. Otra solución son los programas que transforman el ordenador en una pequeña mesa de pruebas de laboratorio. Un buen ejemplo es Visual Analyzer.

Las tensiones a la salida de linea de una placa audio llegan al máximo a 1V o 1.5V. Esos niveles son los mismos normalmente aceptados por una entrada de un amplificador audio, entonces son apropiados para realizar la medición. La impedancia de salida de la placa audio es normalmente compresa entre 1 Ω y 150 Ω, y como en el procedimiento de medición aquí propuesto será en serie a resistencias del orden de KΩ, puede ser tranquilamente ignorada. De todos modos, el método descrito en este articulo es independiente de la impedancia de la fuente.

1.3 - Resistores de 10 KΩ y de 100 KΩ

Utilizaremos estos resistores para medir la corriente que es absorbida en la entrada audio del amplificador. Si de hecho la posibilitad de medir tensiones alternas es común en todos los multímetros, la posibilidad de medición de corrientes alternas no es una opción siempre disponible. Además, como una tensión de linea audio es al máximo 1.5 V y la impedancia de entrada muchos décadas de KΩ, las corrientes presentes son muy pequeñas, del orden de los µA.

1.4 - Un amplificador audio

Es el objeto de lo que queremos conoces la impedancia de entrada. Tenemos que recordar que este parámetro no es constante en frecuencia: sobretodo en el caso de amplificadores a alimentación unipolar, en la entrada están condensadores de acoplamiento que actúan como filtro pasa alto, bloqueando todas las frecuencias abajo de 50 Hz. Además los parámetros parásitos y las protecciones para la estabilidad limitan la máxima frecuencia. Una medición a 150 Hz es de todas formas suficiente para dar una evaluación aproximativa de la impedancia, aun si normalmente estas operaciones son efectuadas a 1 KHz.

2 - El método de medida

  1. Medimos el resistor RS para conocer con precisión su valor.
  2. Conectamos todos los componentes como en el esquema.
  3. Encendimos el amplificador, después de haberlo probablemente conectado con un altavoz para oír la frecuencia y estar seguros de que todo funcione.
  4. Encendimos el ordenador y, mediante el programa que elegimos, ponemos en la salida una sinusoide a 150 Hz, a volumen máximo. La tensión VA en la salida del ordenador no es necesaria para realizar la medición, pero averiguamos que esté comprendida entre 1V y 1.5V.
  5. Medimos la tensión VAB entre los terminales del resistor RS.
  6. Medimos la tensión VB a la entrada del amplificador.
  7. Calculamos la impedancia de entrada del amplificador como: Latex: Z_{in} = \dfrac{V_B}{I_B} = V_B \cdot \dfrac{R_S}{V_{AB}}
  8. Repetimos con un otro resistor para tener un confronto.

3 - Un ejemplo de medición

Como ejemplo con este método fue medida la impedancia de entrada del Fenice 20, un amplificador en clase T con potencia de 15W + 15W basado en el integrado Tripath TA2024C. En seguida están los resultados para dos valores de RS:

Frecuencia VA RS VAB VB IA calculada RIN calculada
150 Hz1,48 V10,00 KΩ0,5 V0,94 V50 uA18,8 KΩ
150 Hz1,48 V101,2 KΩ1,25 V0,19 V12,35 uA 15,35 KΩ

Como se puede notar, la impedancia obtenida es variable, pero se puede de todas formas estimar que valga mas o menos 15 - 20 KΩ (muy diferente, por ejemplo, de las entradas con alta impedancia basadas en los FET de algunos operacionales, del orden de los MegaOhm).

Bibliografia y otros documentos

  1. Visual Analyzer

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