Empleemos una analogía para introducir el tema de las diferencias de impedancia entre dos equipos de audio. Imaginemos un juego similar al baloncesto, que consiste en encestar globos llenos de agua en un aro, ubicado a un metro de altura (figura 12.9). Antes de soltar el globo por encima del aro, es necesario llenarlo con agua. Lógicamente, cualquier globo con un diámetro igual o inferior al del aro logrará pasar a través y anotar un punto. 

Figura 12.9: Globo y aro: Diámetros iguales

Si por el contrario, al llenar el globo su diámetro sobrepasa el del aro, al intentar encestar un punto, el globo chocará contra el aro, por lo que no podrá pasar a través de él(figura 12.10).  

Figura 12.10: Globo con diámetro superior al del aro

Con la impedancia sucede algo similar. Un equipo que recibe una señal de audio con una impedancia menor o igual a su impedancia de entrada logrará recibirla sin generar degradaciones en el sonido. Por otro lado, si la impedancia de salida del equipo emisor es mayor que la del receptor, la señal sufrirá cambios.

Compatibilidad: Impedancia de entrada y salida

Todo dispositivo que genera voltaje, como por ejemplo un micrófono o una guitarra eléctrica, tiene una impedancia de salida, conocida como output impedance. Esta impedancia es generada por los terminales de salida del micrófono y es la oposición al flujo de la señal saliente del dispositivo. Al conectar otro equipo a este circuito, por ejemplo un preamplificador, la impedancia que la señal experimenta en sus terminales de entrada es llamada impedancia de entrada (input impedance, load impedance o load).

Para una transferencia ideal de la energía, la impedancia de salida debería ser igual a la de la impedancia de entrada. Sin embargo, en la práctica la impedancia de entrada del dispositivo receptor no es igual a la impedancia de salida del dispositivo emisor (Figura 12.11). 

Figura 12.11: Impedancias de un emisor y un receptor

Analicemos la razón de esta práctica. Un micrófono genera una corriente alterna cuyo voltaje varía de acuerdo a las variaciones de presión de la onda acústica (Figura 12.1). De igual manera, la frecuencia de la corriente alterna varía conforme a la frecuencia de la onda acústica. El micrófono luego se conecta a un preamplificador con una impedancia de entrada determinada. Como mencionamos anteriormente, tanto la reactancia inductiva como la reactancia capacitiva son afectadas por la frecuencia de la corriente alterna. Por lo tanto, la impedancia de entrada del preamplificador también varía de acuerdo a la frecuencia de la corriente alterna que ingresa a sus circuitos.

Consideremos el siguiente ejemplo: un micrófono capta una frecuencia determinada y emite corriente alterna con una impedancia de salida A. El preamplificador tiene una impedancia de entrada A, que coincide con la del micrófono (Figura 12.12). Ahora, el micrófono capta una frecuencia mayor que la anterior y emite una señal con una impedancia de salida B, que es mayor que la impedancia A (Figura 12.13). El preamplificador no varió su impedancia de entrada A. Esta discrepancia provocará comportamientos no deseados en la transferencia de la señal que pueden presentarse como ecos, ruidos y distorsión.

Figura 12.12: Representación gráfica del ejemplo

Figura 12.13: Representación gráfica del ejemplo

Dichos problemas se presentan cuando la impedancia del micrófono es mayor que la del preamplificador, por lo que los problemas en la transferencia suelen presentarse principalmente en las frecuencias altas. Por lo tanto, como regla general, la impedancia de entrada de un preamplificador debe ser alrededor de siete veces mayor a la impedancia de salida del micrófono conectado a él.

Inevitablemente, la impedancia de salida de la fuente y la capacitancia propia del cable, forman un filtro pasa bajos con una pendiente de 6dB por octava. Por lo general, esto no es preocupante, pues el filtro atenúa frecuencias que están por encima del rango audible. Para evitar la posibilidad de que el filtro se acerque al rango de frecuencias audible, es recomendable utilizar cables con baja capacitancia y tan cortos como sea posible. 

Observemos las especificaciones técnicas de dos cables de audio (Figura 12.14).

Figura 12.14: Especificaciones técnicas de dos cables de instrumento

La capacitancia del cable está dada en picofarads por metro. Si el cable tiene un metro de largo, su capacitancia será de 155 picofarads (cable W2319). Si el cable tiene diez metros de largo, será de 1550 picofarads. Esto comprueba que al aumentar la longitud del cable, aumenta su capacitancia, la impedancia de salida y, por ende, la posibilidad de que el filtro pasa bajos afecte el rango de frecuencias audible.