¿Cuál es la impedancia de entrada de este circuito?

Aquí está la parte relevante del esquema del Befaco InAmp , un preamplificador Eurorack para señales de nivel de línea e instrumento:

Esquema de Befaco InAmp

Estoy tratando de determinar si puedo conectarle de manera segura el micrófono AKG c1000S, que tiene una impedancia de salida de 200 Ω y, según su manual , requiere un preamplificador con una impedancia de entrada de al menos 2000 Ω.

Dado que el valor de la resistencia R2es 100k, ¿puedo suponer que la impedancia de entrada es 100k? Dado que es mucho más alto de lo requerido, ¿significará eso que el volumen de mi micrófono será demasiado bajo? Finalmente, ¿podría usar un transformador pasivo para aumentar la impedancia de salida del micrófono antes de conectarlo al InAmp? ¿O es la única solución usar un preamplificador de micrófono dedicado?

Respuestas (4)

La impedancia es la relación entre la tensión de entrada y la corriente que la atraviesa. Sería R2 si R2 estuviera conectado directamente a tierra. Aquí, R2 está conectado a R3 que está conectado a la salida del amplificador operacional.

La salida está en Vout = -Vin. R3/R2. (Este es el voltaje que iguala los niveles de entrada del amplificador operacional).

La corriente es I = (Vin-Vout)/(R3+R2) = Vin (1+ R3/R2) / (R3+R2)

Entonces la impedancia Z = Vin / I = (R3+R2)/(1+R3/R2).

Considero el caso en que los condensadores tienen una impedancia nula… si no es el caso, debemos tener en cuenta la frecuencia.

EDITAR: desarrollar Z = (R3+R2)/(R2+R3).R2 = R2… Entonces tenías razón. Podría haberlo inferido antes (el extremo derecho de R2 no está conectado a tierra sino a "otras cosas que hacen que su voltaje sea nulo", entonces es como si estuviera conectado a tierra.

¡Gracias por la fórmula! De ahí deduzco que no se puede calcular la impedancia sin saber R3, ¿correcto?
Para ser sincero, aunque sé muy poco sobre electrónica real, me habría ido con la explicación más simple de "Es una entrada de línea. Necesitarás un preamplificador de micrófono no solo para igualar la impedancia sino también para elevarlo al nivel de línea".
¿Dónde está R3? ¿No es visible en este fragmento de un esquema más grande? Si pasa a ser una resistencia de retroalimentación desde la salida del amplificador operacional a la entrada inversora, entonces el circuito del amplificador operacional es la configuración común del amplificador inversor. Si ese es el caso, entonces la entrada inversora es una tierra virtual y la impedancia de entrada es igual a 100k (R2) aumentando a bajas frecuencias debido a C5.
@SupaNova, es exactamente eso. El PDF esquemático completo está en la página vinculada.

Parece que el amplificador operacional tiene retroalimentación negativa, por lo que hay un "cortocircuito virtual" entre las entradas inversoras y no inversoras. Por lo tanto, la entrada inversora también está a tierra y la resistencia mínima de entrada es igual a R2, 100 k Ω . La impedancia será mayor a bajas frecuencias donde la reactancia de C5 comienza a ser significativa.

Sí, un «atajo virtual» una bonita imagen… como he dicho, debería haberlo pensado en la primera escritura. Lo he editado con "otras cosas que hacen que su voltaje sea nulo", luego una "tierra virtual" si copio tu palabra v.

La impedancia de entrada del amplificador es de unos 100 kΩ, pero no es por eso que el nivel de audio será demasiado bajo. Es porque el amplificador está especificado para entrada de nivel de línea. La página vinculada sugiere un nivel de línea doméstico que normalmente es de ~ 316 mV (-10dbV), pero su micrófono está especificado para 6 mV a 1 Pa (= 94 dB = alguien gritando a corta distancia).

Puede probar con un transformador de micrófono, pero un transformador de 2 kΩ a 100 kΩ solo aumentará la señal a 42 mV. Una mejor opción es un preamplificador de micrófono que podrá proporcionar una amplificación de bajo ruido de la señal de su micrófono hasta el nivel de línea. También proporcionará una entrada balanceada para reducir la interferencia eléctrica con cables XLR más largos. Puede optar por uno con alimentación fantasma para ahorrar baterías en el micrófono.

Cuando un Opamp está en condiciones de "operación", sus entradas se conducen al mismo voltaje. Entonces, la impedancia de entrada es esencialmente de 100k siempre que la frecuencia esté significativamente por encima de la frecuencia de esquina del paso alto RC. La frecuencia de esquina es 1/(2 pi RC), que está un poco por encima de 7 Hz, por lo que el impacto del capacitor en la impedancia de entrada debería ser insignificante en las frecuencias de audio.

Una impedancia de entrada de 100k es un poco de desajuste de impedancia, por lo que sus resultados pueden terminar con más ruido de lo necesario. Un transformador 1: 7 podría hacer coincidir 2k a 100k y, en teoría, brindarle aproximadamente 17dB más de nivel de señal. La práctica siempre es un poco diferente, pero en caso de que encuentre su señal demasiado baja en relación con los niveles de ruido del amplificador, esta puede ser la forma más fácil de mejorar los resultados.

Solo para aclarar, se puede suponer que las entradas tienen el mismo voltaje solo si se usa retroalimentación negativa y la salida no se ha saturado.
Con base en su respuesta, conecté el micrófono de 0.2K a la entrada de 100K y los resultados fueron exactamente como lo predijo: baja señal y altos niveles de ruido. Sin humo negro. Tengo curiosidad por ver si un convertidor de impedancia en línea realmente aumentará la señal en 17dB. Pedí uno e informaré aquí con los resultados. Si me permite una pregunta de seguimiento: ¿qué pasaría si encadenara los dos preamplificadores juntos? ¿Humo negro?
@JaapJorisVens "dos preamplificadores" = si te refieres a dos de los amplificadores Befaco, obtendrás más señal pero aún más ruido.
El Befaco contiene 2 preamplificadores separados. Me refería a conectar la salida del primer preamplificador a la entrada del segundo. Lo probé, y de hecho solo obtuve más ruido ¯\_(ツ)_/¯
¿Cuál es la impedancia de entrada de este circuito?
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