Impedanza delle Cuffie e Sensibilità: Cos’è?

L’impedenza e la sensibilità sono due dei parametri più importanti presenti sulle schede tecniche delle cuffie audio, che siano utilizzate in studio o in contesto audiophile.

Così, avrete senza dubbio già visto che una cuffia come questo celebre modello aveva “un’impedenza di 80 ohm” o che un’altra aveva “una sensibilità di 105 dB SPL/mW”.

Tuttavia, sebbene siano essenziali per capire se una cuffia specifica fornirà un segnale audio di qualità (e soprattutto sufficientemente forte) quando sarà collegata a il vostro amplificatore per cuffie o alla vostra interfaccia audio, questi due numeri sono spesso particolarmente mal compresi…

…soprattutto perché sono spesso mal spiegati.

Avendo notato che eravate in molti a farmi la domanda sulla compatibilità di diverse cuffie rispetto al vostro materiale, in particolare riguardo all’impedenza, ho deciso di mostrarvi un dossier completo sull’argomento.

Quindi, bisogna prendere una cuffia a 32 ohm? a 80 ohm? a 250 ohm?

La cuffia che avete scelto funzionerà bene con la vostra interfaccia audio, Focusrite Scarlett o altro? Con il vostro DAC?

Bene, avrete la risposta in questo articolo — o almeno un massimo di elementi che vi permetteranno di capire meglio come funziona tutto ciò.

(e vedrete, i produttori di materiale non ci dicono sempre tutto, il che ha complicato un po’ il compito…)

Insomma, l’articolo che segue sarà suddiviso in quattro grandi parti:

1. Cuffie & Impedenza: la risposta rapida
2. L’impedenza, una scelta cruciale
3. La sensibilità della cuffia, l’altro valore da conoscere
4. FAQ sull’impedenza e la sensibilità delle cuffie audio

Nota: In generale, molti dei miei commenti in questo articolo saranno incentrati su un utilizzo in studio / home studio.

È normale, è il tema del sito 🙂

Tuttavia, le spiegazioni tecniche e la logica generale saranno altrettanto valide se intendete acquistare una cuffia audiophile, una cuffia gaming o, ad esempio, una cuffia da svago per ascoltare musica in treno.

Cuffie & Impedenza: la risposta rapida

Se cercate solo una risposta rapida per sapere se dovete prendere una cuffia a bassa impedenza o ad alta impedenza, allora la tabella qui sotto dovrebbe guidarvi nella giusta direzione anche se è semplificata all’estremo:

Notate che si tratta solo di linee guida, ma se scegliete modelli di cuffie noti e collaudati basandovi su queste informazioni, tutto dovrebbe andare per il verso giusto.

Se tuttavia (e ve lo consiglio) desiderate avere un po’ più di informazioni, vi invito a continuare la lettura… 🙂

L’impedenza, una scelta cruciale

In contesto (home) studio, l’impedenza è per me il primo criterio da considerare nella scelta di una cuffia, poiché in termini di sensibilità le cuffie studio abituali sono piuttosto ben posizionate.

Il problema, concretamente

Quando acquistate una cuffia, avete la scelta tra diversi modelli che hanno tutti impedenze diverse.

Fino a che, una stessa referenza può avere diverse impedenze possibili.

Giusto per complicare un po’ le cose! 😀

È il caso del famoso Beyerdynamic DT 770, che esiste in versione 32 Ohm, 80 Ohm e 250 Ohm.

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Ma quindi quale comprare?

Quale impedenza scegliere?

Siamo chiaramente di fronte a un problema importante, soprattutto perché una scelta sbagliata può rivelarsi dannosa rispetto a ciò che sentirai nelle orecchie una volta collegato le cuffie.

Quindi, è meglio non sbagliare.

Cos’è l’impedenza?

Guardiamo già la definizione che Wikipedia ci dà di questo parametro fisico:

L’impedenza elettrica misura l’opposizione di un circuito elettrico al passaggio di una corrente alternata sinusoidale. La definizione di impedenza è una generalizzazione della legge di Ohm alla corrente alternata.

Wikipedia

Va bene.

Non ci aiuta molto.

Non risponde davvero alla domanda “che cos’è l’impedenza di una cuffia?”.

In effetti, la parola importante nella citazione sopra è “opposizione”.

L’impedenza delle cuffie (a volte si vede il termine impedenza “nominale”), tipicamente, corrisponde al modo in cui si opporrà al passaggio della corrente nel circuito.

Potremmo quasi parlare di resistenza al passaggio della corrente, ma si tratta di un altro termine di elettronica ben preciso che corrisponde a qualcosa di un po’ diverso.

Ma per semplificare, potremmo dire che effettivamente:

• se l’impedenza delle cuffie è alta, opporrà più resistenza al passaggio della corrente;
• se l’impedenza delle cuffie è bassa, lascerà passare più facilmente la corrente.

Infine, bisogna sapere che questa impedenza è misurata in ohm (Ω) ed è spesso rappresentata dalla lettera Z.

Nota: anche se questo articolo utilizza principalmente il termine “cuffie”, se avete domande riguardo l’impedenza delle cuffie, l’argomento è esattamente lo stesso — quindi potete continuare a leggere.

L’impedenza delle cuffie, un valore variabile

Il fatto è che tutte le cuffie hanno valori di impedenza diversi, che si possono facilmente trovare sui siti web dei produttori, sulle schede tecniche delle cuffie o talvolta sulle cuffie stesse.

Categorie di impedenza

In generale, le cuffie hanno un’impedenza che può variare da 16 ohm a 600 ohm — in altre parole, un intervallo di valori molto ampio.

Non ha nulla a che fare, invece, con i valori di impedenza degli altoparlanti commerciali, che hanno piuttosto valori standardizzati di 4 o 8 ohm.

Anche se non c’è assolutamente nulla di ufficiale in questa classificazione, si potrebbero più o meno raggruppare le cuffie in diverse categorie in base alla loro impedenza:

• 16 – 32 Ohm — cuffie & auricolari consumer, piuttosto dedicate a un uso mobile / portatile
• 32 – 100 Ohm — cuffie (home) studio, cuffie hi-fi
• > 100 Ohm — cuffie audiophile / pro
• > 1000 Ohm — cuffie specifiche, utilizzate soprattutto in radiodiffusione

Di fatto, queste categorie sono molto permeabili.

Ad esempio, molte cuffie con meno di 100 ohm sono utilizzate in contesti di studio professionale.

Oppure, è completamente possibile utilizzare il proprio DT770 Pro con un’impedenza di 80 ohm nei trasporti, collegato a un telefono cellulare…

Detto ciò, per me, una soglia piuttosto importante si trova intorno ai 100 ohm, poiché al di sotto si trovano cuffie che possono essere collegate abbastanza facilmente a tutti i tipi di apparecchiature, e ovviamente tutto ciò che è auricolari — mentre al di sopra di 100 ohm iniziamo ad avere cuffie che definirei un po’ più specializzate, nel senso che senza l’attrezzatura adeguata può essere complicato pilotarle correttamente.

Notate peraltro che in alcuni casi, una stessa cuffia può essere disponibile in più modelli con impedenze diverse.

È il caso, tipicamente, delle DT-770 Pro del marchio tedesco Beyerdynamic, che sono disponibili in versioni da 32, 80 e 250 ohm.

Perché le cuffie hanno tutte un’impedenza diversa?

L’impedenza di una cuffia è legata alla sua costruzione, e più specificamente alla progettazione delle bobine di rame situate a livello di ciascun orecchio.

La lunghezza del filo di rame, la sua forma, il suo spessore, il numero di giri effettuati per costituire la bobina — tutti questi parametri entrano in gioco per determinare l’impedenza della cuffia.

Negli anni ’60 e ’80, quindi prima dell’apparizione di apparecchiature audio portatili, le cuffie avevano un’impedenza elevata — soprattutto per facilitare l’accoppiamento con catene stereofoniche, che avevano esse stesse un’impedenza di uscita elevata (parleremo nuovamente del concetto di impedenza di uscita un po’ più avanti).

Nel 1996 fu stabilito lo standard IEC 61938, che raccomandava un’impedenza di uscita di 120 ohm indicando inoltre che questa impedenza di uscita aveva poco impatto sulle prestazioni delle cuffie, il che, sebbene particolarmente falso, probabilmente spinse i produttori a produrre cuffie ad alta impedenza.

Tuttavia, l’avvento dei lettori portatili e poi degli iPod a partire dal 2009 ha portato a trasformazioni profonde nella progettazione delle cuffie audio, soprattutto a causa del fatto che le cuffie ad alta impedenza funzionano male con dispositivi alimentati a batteria (quest’ultima non avendo la possibilità di erogare abbastanza potenza per alimentare la cuffia).

Risultato: oggi, le cuffie disponibili sul mercato presentano impedenze particolarmente variabili. Così, troviamo sia:

• cuffie a bassa impedenza, il cui utilizzo su ogni tipo di dispositivo è facilitato;
• che cuffie ad alta impedenza, piuttosto dedicate a un pubblico audiophile a causa della loro distorsione spesso più bassa del segnale.

Perché l’impedenza di una cuffia è importante?

Quando acquisti una nuova cuffia audio, che sia per lo studio (home) o per ascoltare musica in un contesto più audiophile, selezionare un modello con la giusta impedenza è particolarmente importante.

Ma questa scelta di impedenza non dipende in realtà dalla cuffia, ma dall’attrezzatura su cui la collegherai.

E più precisamente, da l’adattamento di impedenza tra la tua cuffia e la sorgente sonora.

Nozione di adattamento di impedenza Cuffia/Sorgente Sonora

Quando abbiamo definito l’impedenza all’inizio dell’articolo, ho preso come esempio l’impedenza della cuffia. Si parla di impedenza di carico (load impedance in inglese).

Tuttavia, la sorgente sonora, cioè tipicamente l’amplificatore a cui colleghi la tua cuffia, possiede anche un parametro di impedenza — si parla di impedenza di uscita (output impedance in inglese).

Nel diagramma sopra:

• troviamo il nostro generatore di segnale, che può essere un amplificatore per cuffie dedicato o integrato in un altro dispositivo, come un telefono o un’interfaccia audio;
• questo generatore presenta un’impedenza di uscita indicata come Z_uscita
• il tutto è collegato a un carico, in questo caso una cuffia, che presenta un’impedenza di carico indicata come Z_carico

A limite, se non sei familiare con questo tipo di schemi, non è un grosso problema: l’unica cosa che è davvero importante comprendere è che sia la cuffia che l’amplificatore hanno entrambi una propria impedenza.

Il problema è che i due circuiti interagiranno a causa di queste due impedenze.

E a seconda dell’impedenza della cuffia rispetto all’impedenza di uscita dell’amplificatore, possono sorgere problemi audio che compromettono la qualità del suono della cuffia.

Infatti, la maggior parte dei problemi riscontrati dagli utenti di cuffie è legata a una cattiva adattamento di impedenza tra la loro cuffia e il dispositivo a cui la collegano.

Problema #1: La perdita di potenza

Quando colleghi una cuffia a una sorgente sonora, si verifica una perdita di potenza, e questo in modo inevitabile.

Piccolo punto matematico, questa è regolata dalla seguente formula (se non ti dice molto, nessun problema, non ti impedirà di comprendere il resto):

con:

• Z_uscita = Impedenza di uscita della sorgente
• Z_carico = Impedenza di carico della cuffia

In teoria, per trasferire il massimo della potenza tra la sorgente sonora e la cuffia, è necessario che le impedenze siano esattamente le stesse.

Tuttavia, se fai il calcolo della perdita di potenza con la formula precedente (se non sei allergico 🙂 ), ti renderai conto che quando l’impedenza di uscita e quella di carico sono identiche, c’è comunque una perdita di potenza dell’ordine di 6 dB (decibel).

Sapendo che -3dB corrisponde a una potenza divisa per 2, allora -6 dB significa che la potenza del segnale è stata divisa per 4!

E come puoi vedere nel grafico qui sotto, se l’impedenza della cuffia differisce dall’impedenza di uscita della sorgente sonora, si verificherà un’attenuazione ancora maggiore:

La buona notizia è che nella maggior parte dei casi, questa perdita di potenza ha alla fine poco effetto sul rendering sonoro — l’amplificatore è comunque in grado di erogare una potenza sufficiente.

Volevo comunque menzionare questo argomento, poiché è uno dei punti da tenere in considerazione.

Problema #2: la potenza varia a seconda dell’impedenza

Quando abbini un paio di cuffie a una sorgente sonora, il problema si trova soprattutto a livello della potenza che può erogare la sorgente.

Infatti, a seconda dell’impedenza di carico che le viene presentata (in altre parole, a seconda dell’impedenza delle cuffie che colleghi), la potenza che la sorgente può emettere varierà notevolmente.

Questo è ovviamente legato alla perdita di potenza menzionata in precedenza, ma anche al modo in cui il circuito è progettato.

È piuttosto difficile trovare specifiche dettagliate sulle schede tecniche dei produttori di interfacce audio per illustrare questo punto — ma ecco comunque un esempio concreto tratto dalla scheda tecnica di una Focusrite Scarlett 2i2 (prima generazione):

Come puoi vedere, passando da un paio di cuffie con un’impedenza di 50 ohm a un paio di cuffie con un’impedenza di 150 ohm, la potenza che può essere erogata dalla Focusrite Scarlett è ridotta della metà.

Secondo esempio con il lettore audio FiiO M11:

Ancora una volta, stessa osservazione: la potenza di uscita diminuisce notevolmente non appena si aumenta l’impedenza delle cuffie.

E chiaramente, le interfacce audio alimentate tramite USB e i DAC portatili sono i primi a essere colpiti da questo problema, poiché la quantità di potenza che può essere generata è necessariamente limitata.

Problema #3: Smorzamento degli altoparlanti

Ultimo problema e poi parleremo delle soluzioni: lo smorzamento.

Per spiegare le cose in modo semplice:

• Quando si utilizza un paio di cuffie, alcuni componenti degli altoparlanti delle cuffie si muovono (o vibrano) in base alla musica: è ciò che genera il suono.
• Tuttavia, se non si fa nulla per impedirlo, continueranno a vibrare una volta che la musica è finita.
• A seconda delle cuffie, vengono implementate diverse tecnologie meccaniche o elettriche per smorzare le vibrazioni degli altoparlanti.

Per impostazione predefinita, lo smorzamento elettrico è il migliore.

Tuttavia, questo è efficace solo se l’impedenza di uscita della sorgente sonora (quindi dell’amplificatore) è notevolmente inferiore all’impedenza delle cuffie.

Se le due impedenze sono troppo vicine — o peggio, se l’impedenza delle cuffie è inferiore a quella dell’amplificatore — allora si incontrerà un certo numero di problemi, in particolare in termini di precisione della risposta nelle basse frequenze.

Allora quale impedenza scegliere quando si acquista un paio di cuffie?

Avrai capito, alla luce di tutti i problemi che possono sorgere se l’impedenza delle cuffie non è adatta all’impedenza dell’amplificatore / dell’uscita cuffie dell’interfaccia audio / della sorgente sonora in generale, rischi di non poter godere correttamente della musica che desideri ascoltare.

Il volume potrebbe essere troppo basso, oppure la risposta in frequenza sarà alterata.

Passo 1: Identificare l’impedenza di uscita

La prima cosa da fare è controllare qual è l’impedenza di uscita del dispositivo a cui vuoi collegare le tue cuffie.

Per fare ciò, ti consiglio di controllare nel manuale dell’utente o di consultare il sito web del produttore.

Ad esempio, sul sito di Focusrite, puoi trovare un certo numero di informazioni sull’uscita cuffie, compresa l’impedenza:

Tuttavia, in molti casi, le informazioni fornite dai produttori non sono complete o non rispondono del tutto alla domanda.

Ecco un esempio con la UR22 mk2 di Steinberg :

Qui l’impedenza di uscita non è menzionata ma troviamo un’indicazione in ohm, che potrebbe far pensare proprio a un’impedenza di uscita.

Tuttavia, si tratta semplicemente dell’impedenza necessaria per uscire con 6 mW per canale (cfr. il problema #2 un po’ più in alto).

L’impedenza reale, essa, è probabilmente molto più bassa.

Attenzione quindi ai numeri che prendete come riferimento…

La “regola dell’8”

Ora che conoscete l’impedenza di uscita del vostro materiale, bisogna quindi determinare l’impedenza delle cuffie.

In generale, si consiglia di scegliere cuffie con un’impedenza almeno 8 volte superiore all’impedenza di uscita.

Questa è la regola dell’8.

Ad esempio, se l’impedenza di uscita è di 10 Ohm, vi servono cuffie di 80 ohm o più.

Questa regola dell’8 può sembrare arbitraria a prima vista — ma in realtà deriva da vari calcoli volti a minimizzare le variazioni di volume sulle frequenze udibili.

Detto ciò, nei fatti, la regola non deve essere applicata in modo troppo rigido: è meglio considerarla come una linea guida.

Particolarmente perché l’impedenza delle cuffie varia in base alla frequenza, quindi l’impedenza dichiarata dai produttori di cuffie non è al meglio che una media :

La sensibilità delle cuffie audio, l’altro valore da conoscere

Fino ad ora, abbiamo parlato soprattutto dell’impedenza delle cuffie e di come essa debba essere adattata alla sorgente sonora.

Tuttavia, esiste un altro parametro che bisogna assolutamente tenere in considerazione: la sensibilità.

Un piccolo preambolo di avvertimento

Tanto la parte sull’impedenza era relativamente semplice, tanto questa parte sulla sensibilità delle cuffie audio rischia di essere un po’ più complicata.

Particolarmente perché le informazioni comunicate dai produttori sui loro materiali sono a volte mancanti o imprecise.

Quindi, se volete scegliere cuffie per il vostro home studio o il vostro studio senza troppi pensieri, ecco alcuni consigli :

• scegliete cuffie riconosciute come efficaci in utilizzo studio come queste ;
• selezionate cuffie con un’impedenza tra 40 e 100 ohm, ed evitate quelle di oltre 100 ohm per non avere problemi di potenza (a meno che non abbiate letto il seguito dell’articolo e sappiate cosa volete fare).

Ad esempio, utilizzo il mio ATH M50X, che ha un’impedenza di 38 ohm, sia sulla mia interfaccia audio che sul mio portatile — e non ho mai problemi.

Nella stessa idea, il mio AKG k240 mkII di 55 ohm o il mio DT 770 Pro in versione 80 ohm funzionano entrambi molto bene, sia sulle interfacce audio comuni che sul mio smartphone.

Quindi se state cercando di capire quale impedenza delle cuffie sia adatta per il vostro smartphone, non c’è bisogno di complicarsi troppo la vita…

…tuttavia, eviterei le cuffie da 250 ohm se non fossi sicuro della potenza dell’amplificatore per cuffie integrato nella mia scheda audio — soprattutto se quest’ultima è alimentata tramite una porta USB.

Insomma, dopo questo preambolo volto a relativizzare comunque la complessità della scelta di una cuffia per lo studio, possiamo parlare della sensibilità…

Cos’è la sensibilità di una cuffia audio?

Prendiamo innanzitutto il tempo per capire di cosa si tratta.

Definizione della sensibilità di una cuffia

La sensibilità, è la misura del volume emesso da una cuffia per un livello di potenza dato.

Esempio: se avete una cuffia A con alta sensibilità e una cuffia B con bassa sensibilità, se l’impedenza è la stessa e la potenza emessa dall’amplificatore è costante, allora la cuffia A sarà più forte della cuffia B.

Affinché la cuffia B raggiunga il livello sonoro della cuffia A, sarà quindi necessario aumentare il livello di uscita (quindi la potenza) emessa dall’amplificatore.

Per semplificare, significa che se il vostro amplificatore non è molto potente (perché alimentato tramite USB, ad esempio) e la sensibilità delle vostre cuffie non è eccezionale, allora queste ultime emetteranno un volume piuttosto basso.

Unità di misura della sensibilità di una cuffia

La sensibilità di una cuffia è generalmente misurata in dB SPL/mW — cioè in decibel SPL per milliwatt. Questo corrisponde quindi a un livello sonoro collegato a una potenza (in milliwatt).

In generale, le cuffie hanno una sensibilità che oscilla tra 75 e 120 dB SPL/mW.

Notate per inciso che la stessa unità è talvolta indicata sotto forma di “dB/mW”, ma corrisponde alla stessa cosa.

In alternativa, la sensibilità può essere presentata su alcune schede tecniche in un’altra unità: dB SPL/V — cioè in decibel SPL per volt.

Questa volta, abbiamo quindi un livello sonoro collegato a una tensione.

Nota: In questo articolo, utilizzeremo la prima unità, quindi il dB SPL/mW.

Tuttavia, se avete bisogno di convertire dB SPL/V in dB SPL/mW (o viceversa), vi invito a utilizzare il mio convertitore di sensibilità, che ho progettato appositamente per questo articolo 🙂

Se una cuffia ha ad esempio una sensibilità di 104 dB SPL/mW, significa che emetterà un segnale a un livello di 104 dB SPL se alimentata da un segnale elettrico con una potenza di 1 milliwatt.

I decibel SPL sono una misura standard del livello sonoro.

Per visualizzare bene a cosa corrisponde questa unità, la tabella qui sotto elenca alcuni punti di riferimento della vita quotidiana:

Notate che questa scala di livello sonoro misurato in dB SPL non è lineare: un suono a 20 dB SPL non è due volte più forte di un suono a 10 dB SPL.

Infatti, una potenza sonora “due volte più forte” corrisponde a un aumento di +3 dB (SPL).

Utilizzare la sensibilità di una cuffia per stimare il volume sonoro

Bene, ora avete capito cos’è la sensibilità e come potete trovarla su una scheda tecnica.

Ma quale informazione ci fornisce realmente?

Bene, sarà essenziale per comprendere il livello sonoro che le vostre cuffie potranno emettere una volta collegate alla vostra interfaccia audio o al vostro DAC.

E anche per assicurarvi di utilizzare il vostro amplificatore per cuffie nelle migliori condizioni.

Infatti:

• se le vostre cuffie hanno una sensibilità troppo bassa, dovrete probabilmente spingere il vostro amplificatore al massimo, il che si tradurrà in un aumento della distorsione (un fenomeno che si nota senza problemi sui telefoni cellulari, tipicamente);
• se le vostre cuffie hanno una sensibilità troppo alta, e il vostro amplificatore è molto potente, allora utilizzerete quest’ultimo al 1 o 2% della sua potenza reale — il che può tradursi in un rumore di fondo più significativo.

Di quanta potenza ha bisogno la mia cuffia per essere abbastanza forte?

In generale, potete considerare che le vostre cuffie saranno abbastanza forti se possono emettere un suono a un livello di 110 dB SPL in picco (peak in inglese).

Questo corrisponderà, più o meno, a un livello di 95 o 100 dB SPL RMS — il che è più che sufficiente.

In effetti, in generale, si ascolta piuttosto a un livello di 60 a 80 dB RMS. Se ascoltaste un suono a 100 dB SPL RMS per diversi minuti, ciò potrebbe avere un impatto irreversibile sulla vostra udito.

Attenzione a differenziare bene dB SPL picco e dB RMS: quando si parla di picco, si riferisce al livello massimo, mentre quando si parla di RMS, si riferisce piuttosto a un livello medio percepito.

Ora, utilizzando la sensibilità che avete letto sulla scheda tecnica delle vostre cuffie, potete calcolare la quantità di potenza (in milliwatt) necessaria per raggiungere 110 dB SPL.

Riprendiamo il nostro esempio di prima delle cuffie con una sensibilità di 104 dB/mW.

Come abbiamo appreso tramite la definizione di sensibilità, ciò significa che per emettere un segnale a un livello di 104 dB, è necessaria una potenza di 1 milliwatt.

Se si desidera raddoppiare la potenza sonora (+3 dB), è necessario raddoppiare la potenza.

Quindi, per raggiungere 107 dB, saranno necessari 2 milliwatt.

E di nuovo, per raggiungere i famosi 110 dB SPL, sarà necessario raddoppiare nuovamente la potenza: avremo bisogno di 4 milliwatt.

Ora potete calcolare la potenza necessaria per le vostre cuffie in base alla loro sensibilità.

Tuttavia, per semplificarvi il compito, vi propongo di fare riferimento alla tabella qui sotto:

1. Identificate nella colonna di sinistra la sensibilità in dB/mW delle vostre cuffie;
2. Poi trovate nella colonna 110 dB SPL il valore di potenza di cui avete bisogno.

(a titolo informativo, ho anche aggiunto una colonna 105 e una colonna 115 dB, così potete vedere i livelli di potenza necessari per raggiungere questi volumi)

Per riferimento, ecco la formula per ricostruire questa tabella:

Le mie cuffie avranno un suono abbastanza forte?

Se pensavate di poter finalmente scegliere le vostre cuffie in tutta tranquillità, vi siete sbagliati 🙂

Infatti, nel paragrafo precedente, abbiamo semplicemente determinato il livello di potenza di cui le vostre cuffie hanno bisogno per raggiungere 110 dB SPL al picco.

Ma non sappiamo ancora se il vostro amplificatore per cuffie, il vostro DAC, la vostra interfaccia audio — insomma, la sorgente sonora a cui lo collegherete — può fornire questa potenza!

Prima di tutto, se guardate di nuovo la tabella qui sopra, vi renderete conto che in alcuni casi, per raggiungere un livello teorico di 110 dB SPL con alcune cuffie a bassa sensibilità, ci vorrebbe davvero molta potenza.

Ad esempio, se le vostre cuffie hanno una sensibilità di 83 dB/mW, vi servirebbe mezzo watt per farle funzionare a volume massimo… il che in alcuni casi potrebbe risultare complicato.

Nota: Ad esempio, se ci si riferisce allo standard delle porte USB 2.0, queste possono fornire al massimo una potenza di 2,5 watt.

Su un’interfaccia audio che sarebbe alimentata esclusivamente tramite USB, gran parte della potenza disponibile è già utilizzata dai preamplificatori, dai convertitori, dagli indicatori LED, dall’alimentazione phantom…

Non rimane quindi molto per l’amplificazione delle cuffie!

È quindi importante verificare che il livello di uscita che la vostra sorgente sonora può fornirvi in termini di potenza (in watt) sia coerente con il livello di cui avete bisogno (e che avete identificato nel paragrafo precedente).

In altre parole, se le vostre cuffie con una sensibilità di 104 dB/mW hanno bisogno di 4 mW per raggiungere i famosi 110 dB SPL, avrete bisogno di una sorgente sonora in grado di uscire almeno 4 mW (e idealmente di più) all’impedenza delle vostre cuffie.

Ricordate quella tabella, tratta dalle specifiche della Focusrite Scarlett 2i2 (1ª generazione), che abbiamo visto nel capitolo sull’impedenza? :

Bene, avevamo constatato che la potenza di uscita di questa Scarlett 2i2 variava a seconda dell’impedenza.

Di fatto, è il caso di tutti i circuiti di amplificazione delle cuffie audio.

Di conseguenza, a seconda della sensibilità delle vostre cuffie e della loro impedenza, è possibile che la vostra sorgente non sia abbastanza potente per permettervi di raggiungere 110 dB SPL!

Purtroppo, nelle schede tecniche delle interfacce audio, le informazioni relative alla potenza di uscita sono a volte assenti o fornite per impedenze molto diverse da quelle delle vostre cuffie.

In tal caso, non potete fare altro che indovinare quale sarebbe il valore di potenza all’impedenza delle vostre cuffie, oppure immergervi in matematiche complicate per cercare di ricostruire i valori mancanti.

Nota: naturalmente, le sorgenti sonore alimentate a batteria o tramite USB sono limitate in termini di potenza di uscita. Al contrario, le sorgenti sonore collegate alla rete hanno generalmente molta più potenza disponibile.

FAQ sull’impedenza e sulla sensibilità delle cuffie audio

Con tutto l’articolo sopra, dovreste già avere un massimo di informazioni per comprendere l’impatto dell’impedenza e della sensibilità sul suono delle vostre cuffie.

Tuttavia, in aggiunta, ecco risposte precise alle domande più comuni che non hanno potuto, per motivi di chiarezza, essere trattate direttamente all’interno dell’articolo.

Si può danneggiare qualcosa se le cuffie non sono ben adattate alla sorgente sonora?

99% delle volte, non c’è alcun rischio a collegare delle cuffie a una sorgente sonora se i due sono mal abbinati (soprattutto in termini di impedenza).

Per me, l’unico rischio reale è collegare delle cuffie molto sensibili e/o con un’impedenza molto bassa a una sorgente molto potente: rischiate di danneggiare le cuffie, che saranno quindi sottoposte a una potenza troppo grande.

Tuttavia, notate che le schede tecniche delle cuffie indicano spesso la potenza massima che potete inviare nelle cuffie.

Se il volume di una cuffia non è abbastanza forte, si può aggiungere un amplificatore per cuffie supplementare?

Se il volume delle vostre cuffie non è abbastanza forte, anche quando il vostro amplificatore è impostato al massimo, allora vi consiglio di:

• aggiornare a un amplificatore più adatto (forse con un’impedenza più bassa e/o più potenza);
• oppure cambiare cuffie per un modello con un’impedenza più bassa o semplicemente più sensibile.

Di default, vi sconsiglio di collegare un amplificatore per cuffie sopra un altro amplificatore per cuffie. Certo, guadagnerete in volume, ma a scapito della qualità del segnale (risposta in frequenza, distorsione, livello di rumore di fondo).

Perché molte sorgenti sonore hanno un’impedenza di uscita piuttosto elevata?

Questo fenomeno è reale, anche se un po’ meno visibile tra l’attrezzatura da studio/home studio.

Ci sono diverse spiegazioni:

• Costruire un circuito con un’impedenza di uscita elevata è più semplice e costa meno.
• Questo può essere un modo per proteggere le cuffie se l’amplificatore è molto potente.
• Infine, questo può essere un fattore distintivo per un marchio, a torto o a ragione, influenzando quindi il suo posizionamento sul mercato e il suo marketing.

Devo prendere una cuffia da 32 Ohm o da 80 Ohm?

Se ad esempio stai esitando tra questo modello (32 Ohm) e questo (80 Ohm), ti consiglio di prendere per default il 80 Ohm. Il suono sarà leggermente migliore e, di fatto, potrai usarlo senza problemi sulla maggior parte dei dispositivi.

Dopo, se desideri particolarmente alimentarlo tramite amplificatori poco potenti (sto inventando, un dispositivo alimentato da batterie AA), allora prendi la versione da 32 Ohm.

Devo prendere una cuffia da 250 Ohm o da 80 Ohm?

Se ora stai esitando tra questo modello (250 Ohm) e questo (80 Ohm), allora ti consiglio anche di prendere il 80 Ohm, che sarà più versatile.

D’altra parte, se hai l’ambizione di utilizzare le cuffie solo in un contesto studio/home studio e con interfacce audio alimentate a rete (o amplificatori per cuffie performanti), allora puoi prendere il 250 Ohm.

Posso collegare una cuffia da 250 Ohm a un PC / un MacBook?

Allora, sì, puoi, e spesso il suono sarà corretto.

Detto in un altro modo, generalmente non sarà inutilizzabile.

D’altra parte, è molto probabile che non sia ottimale. Se il tuo utilizzo non implica l’uso di amplificatori per cuffie dedicati (come questi)

È utile avere cuffie ad alta impedenza in home studio?

Se lavori in home studio, penso che non bisogna escludere cuffie ad alta impedenza.

Soprattutto se hai bisogno di buone cuffie aperte per mixare. Ad esempio, il Sennheiser HD650 ha un’impedenza di 300 Ohm — ma il suono è molto dettagliato.

Quindi può essere un buon investimento: non è riservato ai professionisti, se vuoi.

D’altra parte, assicurati prima di avere un’interfaccia audio o un amplificatore per cuffie che possa davvero pilotare correttamente le cuffie, per poterle davvero apprezzare.

In conclusione

Ecco, penso che con questo grande dossier hai ora tutte le informazioni necessarie per comprendere cosa sono l’impedenza e la sensibilità delle cuffie audio — e soprattutto la loro importanza rispetto alla qualità della riproduzione sonora.

Stavo per dire “per andare oltre”, ma questo articolo è già molto dettagliato — quindi, per continuare a leggere, ti consiglio semplicemente di dare un’occhiata alla mia selezione di cuffie per home studio.