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耳机阻抗匹配原理
文章来源:永阜康科技 更新时间:2019/3/16 12:22:00

电功率的计算公式

        用电压乘以电流,这个公式是电功率的定义式,永远正确,适用于任何情况。对于纯电阻电路,如电阻丝、灯炮等,可以用“电流的平方乘以电阻”“电压的平方除以电阻”的公式计算,这是由欧姆定律推导出来的(其中的电流和电压都是有效值(有效值就是均方根值,对于正弦波,有效值等于峰值/1.414,注意是峰值不是峰峰值))。
        但对于非纯电阻电路,如
电动机等,只能用“电压乘以电流”这一公式,因为对于电动机等,欧姆定律并不适用,也就是说,电压和电流不成正比。这是因为电动机在运转时会产生“反电动势”。例如,外电压为8伏,电阻为2欧,反电动势为6伏,此时的电流是(8-6)/2=1(安),而不是4安。因此功率是8×1=8(瓦)。
        另外说一句焦耳定律,就是电阻发热的那个公式,发热功率为“电流平方乘以电阻”,这也是永远正确的。还拿上面的例子来说,电动机发热的功率是1×1×2=2(瓦),也就是说,电动机的总功率为8瓦,发热功率为2瓦,剩下的6瓦用于做机械功了。


关于声音失真

        比如:对于1K HZ的正弦波测试声音时,在具体应用时,直接测试喇叭的输出PIN即可作为判断声音指标的依据,不管是失真还是幅值,当然波形失真跟功放输入级和输出级都有关,如果输入失真了那么输出一定会失真,所以判断时都要测试。失真即波形被削去了顶部或者底部。8欧姆的喇叭,要达到2W的功率,需要4V的有效值电压,这个电压一般般是远远达不到的,声音会偏小;如果换成4欧姆的喇叭,只需要2点多伏的有效值电压即可,对应地电阻变小发热也会增加。

       关于TDA1517的GAIN是20DB,对应的放大倍数是10倍(对数公式算出来的)。要到4V的有效值输出,进入1517的有效值应该是0.4V左右才行,否则偏小。这样可以处理输入级跟输出级的关系来作处理。D2025的功率接8欧负载最大只有1.3瓦,那我们在使用时如果算得的功率大于这个值,就有可能出现异常现象,比如喇叭爆音。

耳机阻抗匹配

        具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示。阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成,但不是三者简单相加,阻抗的单位是欧。有个现象就是,视频CVBS输入端本来75欧姆的电阻换成了10K欧姆的电阻,阻抗会增大,导致PAL和CVBS成像亮度减小。

       耳机的阻抗是交流阻抗的简称,阻抗越小,耳机越容易出声、越容易驱动。在台式机或功放、VCD、DVD电视等有耳机插孔输出的机器上,一般使用中高阻抗的耳机比较适宜。如果使用低阻耳机,一定先要把音量调低再插上耳机,再一点点把音量调上去,防止耳机过载将耳机烧坏或是音圈变形错位造成破音。低阻抗的耳机一般比较容易推动,因此随身听、MP3等便携、省电的机器应选择低阻抗耳机。当然,阻抗越高的耳机搭配输出功率大的音源时声音效果更好。

        耳机的电路设计是保证插入耳机时,让功放处于MUTE状态,需要专门的电路来处理;如果是不带MUTE的功放,接入耳机时要断开喇叭,由插座完成。和耳机类似的是PC音频输入,该电路设计必须保证攻防输入接AUDIO IN时,传输AUDIO信号;不接入信号时跟地联通。

         下图中R为负载电阻,r为电源E的内阻,E为电压源。由于r的存在,当R很大时,电路接近开路状态;而当R很少时接近短路状态。显然负载在开路及短路状态都不能获得最大功率。

,根据公式,从上式可看出,当R=r时式中的分母最小,此时负载所获取的功率最大。所以,当负载电阻等于电源内阻时,负载将获得最大功率。这就是电子电路阻抗匹配的基本原理。

        测量阻抗,可以用来判断某些场合的电路连接的通断。比如USB的D+D-对地都是有一定的阻抗的,延长USB线之后,如果由于没有测试点的原因无法确认延长的通路是否有断开,可以用万用表(二极管档)在延长端继续测试对地阻抗,如果断开的,电阻是无穷大。

        一直以为单喇叭只能输出单声道,后来经过一个案子的研发才发现不是这样。单喇叭首先要保证可以单独输出单左、单右的声音,如果AUDIO输出里面做了L+R的mixer,那么单喇叭也要能输出同时带左右声道的声音,这个可以通过播放特殊乐曲来测出。至于双喇叭立体声或者耳机,是输出源就有两个,这两路可以叠加,不会抵消,比如很早以前的VCD就是一个声道是背景乐另一个声道是歌词。



 
 
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