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耳機阻抗匹配原理
文章來源:永阜康科技 更新時間:2018/11/13 10:05:00
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電功率的計算公式

        用電壓乘以電流,這個公式是電功率的定義式,永遠正確,適用于任何情況。對于純電阻電路,如電阻絲、燈炮等,可以用“電流的平方乘以電阻”“電壓的平方除以電阻”的公式計算,這是由歐姆定律推導出來的(其中的電流和電壓都是有效值(有效值就是均方根值,對于正弦波,有效值等于峰值/1.414,注意是峰值不是峰峰值))。
        但對于非純電阻電路,如電動機等,只能用“電壓乘以電流”這一公式,因為對于電動機等,歐姆定律并不適用,也就是說,電壓和電流不成正比。這是因為電動機在運轉時會產生“反電動勢”。例如,外電壓為8伏,電阻為2歐,反電動勢為6伏,此時的電流是(8-6)/2=1(安),而不是4安。因此功率是8×1=8(瓦)。
        另外說一句焦耳定律,就是電阻發熱的那個公式,發熱功率為“電流平方乘以電阻”,這也是永遠正確的。還拿上面的例子來說,電動機發熱的功率是1×1×2=2(瓦),也就是說,電動機的總功率為8瓦,發熱功率為2瓦,剩下的6瓦用于做機械功了。

關于聲音失真

        比如:對于1K HZ的正弦波測試聲音時,在具體應用時,直接測試喇叭的輸出PIN即可作為判斷聲音指標的依據,不管是失真還是幅值,當然波形失真跟功放輸入級和輸出級都有關,如果輸入失真了那么輸出一定會失真,所以判斷時都要測試。失真即波形被削去了頂部或者底部。8歐姆的喇叭,要達到2W的功率,需要4V的有效值電壓,這個電壓一般般是遠遠達不到的,聲音會偏小;如果換成4歐姆的喇叭,只需要2點多伏的有效值電壓即可,對應地電阻變小發熱也會增加。

       關于TDA1517的GAIN是20DB,對應的放大倍數是10倍(對數公式算出來的)。要到4V的有效值輸出,進入1517的有效值應該是0.4V左右才行,否則偏小。這樣可以處理輸入級跟輸出級的關系來作處理。D2025的功率接8歐負載最大只有1.3瓦,那我們在使用時如果算得的功率大于這個值,就有可能出現異常現象,比如喇叭爆音。

耳機阻抗匹配

        具有電阻、電感和電容的電路里,對交流電所起的阻礙作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示。阻抗由電阻、感抗和容抗三者組成,但不是三者簡單相加,阻抗的單位是歐。有個現象就是,視頻CVBS輸入端本來75歐姆的電阻換成了10K歐姆的電阻,阻抗會增大,導致PAL和CVBS成像亮度減小。

       耳機的阻抗是交流阻抗的簡稱,阻抗越小,耳機越容易出聲、越容易驅動。在臺式機或功放、VCD、DVD電視等有耳機插孔輸出的機器上,一般使用中高阻抗的耳機比較適宜。如果使用低阻耳機,一定先要把音量調低再插上耳機,再一點點把音量調上去,防止耳機過載將耳機燒壞或是音圈變形錯位造成破音。低阻抗的耳機一般比較容易推動,因此隨身聽、MP3等便攜、省電的機器應選擇低阻抗耳機。當然,阻抗越高的耳機搭配輸出功率大的音源時聲音效果更好。

        耳機的電路設計是保證插入耳機時,讓功放處于MUTE狀態,需要專門的電路來處理;如果是不帶MUTE的功放,接入耳機時要斷開喇叭,由插座完成。和耳機類似的是PC音頻輸入,該電路設計必須保證攻防輸入接AUDIO IN時,傳輸AUDIO信號;不接入信號時跟地聯通。

         下圖中R為負載電阻,r為電源E的內阻,E為電壓源。由于r的存在,當R很大時,電路接近開路狀態;而當R很少時接近短路狀態。顯然負載在開路及短路狀態都不能獲得最大功率。

,根據公式,從上式可看出,當R=r時式中的分母最小,此時負載所獲取的功率最大。所以,當負載電阻等于電源內阻時,負載將獲得最大功率。這就是電子電路阻抗匹配的基本原理。

        測量阻抗,可以用來判斷某些場合的電路連接的通斷。比如USB的D+D-對地都是有一定的阻抗的,延長USB線之后,如果由于沒有測試點的原因無法確認延長的通路是否有斷開,可以用萬用表(二極管檔)在延長端繼續測試對地阻抗,如果斷開的,電阻是無窮大。

        一直以為單喇叭只能輸出單聲道,后來經過一個案子的研發才發現不是這樣。單喇叭首先要保證可以單獨輸出單左、單右的聲音,如果AUDIO輸出里面做了L+R的mixer,那么單喇叭也要能輸出同時帶左右聲道的聲音,這個可以通過播放特殊樂曲來測出。至于雙喇叭立體聲或者耳機,是輸出源就有兩個,這兩路可以疊加,不會抵消,比如很早以前的VCD就是一個聲道是背景樂另一個聲道是歌詞。

 
 
 
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