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音訊輸出電壓問題請益

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音訊輸出電壓問題請益

文章kh9340519 發表於 週四 8月 31, 2017 12:48 pm

各位大大好:
如題,我想要弄一個電路讓音訊輸出電壓維持在5V正負1.5V的範圍內,首先查到的資料是好像要用一種叫"電晶體自給偏壓"的作法,但是對音訊的輸出電壓不是很了解,想請問各位大大關於這方面的問題,以一般手機的耳機孔而言,他的Vrms跟Vpp是多少或是算時常用的值?
kh9340519
 
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Re: 音訊輸出電壓問題請益

文章xaudio 發表於 週五 9月 01, 2017 10:00 am

首先,音源是立體聲,5 ± 1.5V 是一個或兩個輸出?
如果兩聲道的信號要合併,架構應該是一個 5V 參考電壓,一個二輸入的加法
這樣的功能何苦在一、兩個 BJT 打轉呢?七月好兄弟多,很容易鬼打牆的。
急救...聲控LED動態燈

有一種叫 OPA 的東西,簡單、便宜、準確、可靠、免實驗。
使用磁滯比較的電源電壓監控
U1A 不變,U1B 改成加法,增益自訂,加法輸入各串一個交連電容就可以了。

音源的準位是 0.775Vrms (0dBu):
Alignment level
耳機孔輸出準位是由使用者調整的,先參考 0dBu,改增益只需要更換一個電阻。
xaudio
 
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Re: 音訊輸出電壓問題請益

文章kh9340519 發表於 週日 9月 03, 2017 1:18 am

xaudio 寫:首先,音源是立體聲,5 ± 1.5V 是一個或兩個輸出?
如果兩聲道的信號要合併,架構應該是一個 5V 參考電壓,一個二輸入的加法
這樣的功能何苦在一、兩個 BJT 打轉呢?七月好兄弟多,很容易鬼打牆的。
急救...聲控LED動態燈

有一種叫 OPA 的東西,簡單、便宜、準確、可靠、免實驗。
使用磁滯比較的電源電壓監控
U1A 不變,U1B 改成加法,增益自訂,加法輸入各串一個交連電容就可以了。

音源的準位是 0.775Vrms (0dBu):
Alignment level
耳機孔輸出準位是由使用者調整的,先參考 0dBu,改增益只需要更換一個電阻。

謝謝xaudio大大的建議,音源是一個輸出而已,我會照您提供的資料試試看的!
從資料看起來,OPA的做法簡單好多。 :shock:
kh9340519
 
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Re: 音訊輸出電壓問題請益

文章kh9340519 發表於 週三 9月 06, 2017 7:07 pm

xaudio 寫:首先,音源是立體聲,5 ± 1.5V 是一個或兩個輸出?
如果兩聲道的信號要合併,架構應該是一個 5V 參考電壓,一個二輸入的加法
這樣的功能何苦在一、兩個 BJT 打轉呢?七月好兄弟多,很容易鬼打牆的。
急救...聲控LED動態燈

有一種叫 OPA 的東西,簡單、便宜、準確、可靠、免實驗。
使用磁滯比較的電源電壓監控
U1A 不變,U1B 改成加法,增益自訂,加法輸入各串一個交連電容就可以了。

音源的準位是 0.775Vrms (0dBu):
Alignment level
耳機孔輸出準位是由使用者調整的,先參考 0dBu,改增益只需要更換一個電阻。


xaudio大大您好,不好意思:
經過一翻思索之後遇到了一點問題,想再跟您請教!
附圖是從您給的資料擷取下來修改的,U1A的部分是為了製造Vref嗎?
如果是的話,他的算法是什麼?另外LM385-2.5這個是做什麼用的?
Battery_Monitor-2.jpg
kh9340519
 
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Re: 音訊輸出電壓問題請益

文章xaudio 發表於 週三 9月 06, 2017 9:28 pm

U1A 是一種常用的精密電路,可以產生參考電壓,也可以產生參考電流。
這裡是參考電壓,OPA 輸出為 5.00V。

LM385 是 ±20ppm/°C 的 Micropower Voltage Reference Diode,分 1.2、2.5、adj 等型號。
特性類似齊納二極體但是電流不同,本版有馮京當馬涼的例子,請略過。

沒有 POT1 的算法:
I_R4 = 2.5V / R4
I_R3 = I_R4
I_R2 = I_R4 * R3 / R2

Fig_6-14.png
Fig_6-14.png (15.62 KB) 被瀏覽 3728 次

U1B 非反相接到 5V 參考電壓。
V1、V2 各串一個交連電容,只有音源的交流部分會進入加法

作為負載接地的參考電流:
LED 無段調光 (Low Dropout - 小於 0.8V)
參考電流通過電阻就會是另一個參考電壓,要多低有多低,上面是 0.5V。
xaudio
 
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Re: 音訊輸出電壓問題請益

文章kh9340519 發表於 週四 9月 07, 2017 12:19 am

xaudio 寫:U1A 是一種常用的精密電路,...

Battery_Monitor-2.jpg

看懂了!!
所以如果有加入POT1,
I_R4_POT = 2.5V / ( R4 + POT_R6 )
Vref = I_R4_POT * ( R3 + POT + R4 )
如此就可以達成調整Vref的效果對嗎?
如果只要做單一聲道而已就不需要加法只需要在R5上面接個交連電容即可,就可以達成把單一聲道的訊號調整成 "某V正負某V" 的效果了? :o
kh9340519
 
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Re: 音訊輸出電壓問題請益

文章xaudio 發表於 週四 9月 07, 2017 1:01 am

是否加 POT1 可評估 Vref 容許多少誤差,約 NT$ 20,應該是最貴的一個零件。
3296 - 3/8" Square Trimpot
即使不加微調,大概也在 1~2% 的誤差範圍以內。

加法你可能還沒完全看懂!
注意 OPA 的反相、非反相輸入,比較是正回授,加法是負回授,別搞錯了。
xaudio
 
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Re: 音訊輸出電壓問題請益

文章kh9340519 發表於 週四 9月 07, 2017 2:18 pm

xaudio 寫:是否加 POT1 可評估 Vref 容許多少誤差,約 NT$ 20,應該是最貴的一個零件。
3296 - 3/8" Square Trimpot
即使不加微調,大概也在 1~2% 的誤差範圍以內。

加法你可能還沒完全看懂!
注意 OPA 的反相、非反相輸入,比較是正回授,加法是負回授,別搞錯了。


Battery_Monitor-2.jpg

被發現了 :?
大大的意思是這樣接嗎?
然後只使用IN1時:V_out = R1 / R6 ( Vref -V_IN1)
kh9340519
 
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Re: 音訊輸出電壓問題請益

文章xaudio 發表於 週四 9月 07, 2017 3:14 pm

雞蛋裡挑骨頭是我的工作,挑多了駕輕就熟,成為專長啦! :D

Vout = Vref (5V),和音源的直流無關。

R5、R6 約 20~50K。
交連用無極性的薄膜電容,絕緣、頻率特性好,0.47~0.22uF 應該合適。
R1 決定增益,兩聲道要記得加總,根據電壓和算。
xaudio
 
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Re: 音訊輸出電壓問題請益

文章kh9340519 發表於 週四 9月 07, 2017 6:09 pm

xaudio 寫:雞蛋裡挑骨頭是我的工作,挑多了駕輕就熟,成為專長啦! :D

Vout = Vref (5V),和音源的直流無關。

R5、R6 約 20~50K。
交連用無極性的薄膜電容,絕緣、頻率特性好,0.47~0.22uF 應該合適。
R1 決定增益,兩聲道要記得加總,根據電壓和算。

謝謝xaudio大大,不才被挑得很甘願 :lol:
交連我打算使用MKP,是否有其他更適合的電容種類?
另外增益的部分,"兩聲道要記得加總"不是很了解,例如我兩個聲道都是0 dBu = 0.775 Vrms,所以0+0=0(覺得怪怪的),今日要增加為1.546 Vrms = 6 dBu,這樣增益=6,所以 1 + R1 / R6 = 6 是這樣嗎?
kh9340519
 
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Re: 音訊輸出電壓問題請益

文章xaudio 發表於 週五 9月 08, 2017 6:25 am

MKP (金屬化聚丙烯膜) 算是發燒料了,手上有就用,特地去找大可不必。
MKS (金屬化聚酯膜) 同等規格即可,一般電料行賣的是這種。

算增益先決定輸出準位,如 ±1.5V:
Vo_rms = 1.5 / sqrt(2) = 1.061Vrms

單聲道的放大倍率:
AV1 = Vo_rms / Vi_rms = 1.061 / 0.775 = 1.369

兩聲道的放大倍率:
AV2 = AV1 / 2 = 0.685

R5、R6 = 20~50K,乘上面兩個放大倍率之一就是 R1 的阻值。
只取一邊聲道似乎沒理由,兩聲道的信號都抓進來,根據 AV2 算才對。

P.S.
如果你是本科且對 "類比電路" 有興趣,請參考看看:

的難度
類比電路的設通常比位電路更為困難,對設人員的水平要求更高。這也是位電路系統比類比電路系統更加普及的原因之一。類比電路通常需要更多的手工運算,其設過程的自動化程度低於位電路。然而,位式電子設備要在真實物理世界中得到應用,就必須具有一個類比的介面,因為自然界的大多實際訊號是類比的。[7]例如,所有位式收音機的訊號接收,都具有一個類比的預放大來進行訊號接收的第一步操作。


算是類比電路的基礎,"科班出身" 和 "音響達人" 的主要差別。
如果有人表明看到學公式就頭大,你認為他可能是研發工程師 or 焊工?

OPA = 運算放大,只看到 "放大" 沒什麼,音響達人都知道。
注意到 "運算",善用現代 EDA 軟體,好玩的東西可多了!
總有一天你會對一、兩個 BJT 的電路不屑一顧,根本懶得看,永不回頭。
xaudio
 
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Re: 音訊輸出電壓問題請益

文章kh9340519 發表於 週五 9月 08, 2017 8:31 pm

xaudio 寫:MKP (金屬化聚丙烯膜) 算是發燒料了,
...
善用現代 EDA 軟體,好玩的東西可多了!
總有一天你會對一、兩個 BJT 的電路不屑一顧,根本懶得看,永不回頭。


謝謝大大的教導,我是非相關科系的學生但是對電子的東西滿有興趣的,所以偶爾會找網路上的電路來做順便學點跟電子有關的東西。

之前大多是碰Arduino這種比較偏位的電路,這次因為想做耳擴所以碰到了類比這個領域,特性曲線和工作線也是在這次的製作中才知道這種圖怎麼看,所以很多算類的東西我要花比較多時間去讀才會懂,還是要感謝大大的耐心指教 :)

另外 EDA這個東西網路上是寫"電子設自動化"這是什麼好康的工具嗎?
kh9340519
 
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Re: 音訊輸出電壓問題請益

文章xaudio 發表於 週六 9月 09, 2017 12:57 am

不是本科就玩得輕鬆一點吧!
電子很好玩但是進步太快,要學的越來越難,分工也越來越細,電子已經不太容易玩了。
現在的學生若能重回 30 年前,很多是可以專家自居的:
AT89S51單晶片初學者除錯問題
事情都是一體兩面,30 年前的專家時至今日可能早成為 286 了。

我也同意 aki 大的看法,儘可能往高階方向,低階的越玩格局越小,搞不出實用的東西。
電路何嘗不是如此,BJT = 組合語言,OPA = C 語言。
在一、兩個 BJT 打轉 300 年,BJT 還是 BJT,吹一口氣 Vbe 仍然會飄移:
[請益]低於12V斷電 電路(車用)
照你原先找的 "電晶體自給偏壓" 註定得到相同結果,是不是挑了一根大骨頭呢? :lol:

關於 EDA 的好康請看最後:
CCFL VU METER
別小看這些免費軟體,如果在 30 年前出現可是價值連城的喔!
還有一個小秘密,很多 30 年前的專家到現在還不會用,你快點學一學就超越他們了。
xaudio
 
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Re: 音訊輸出電壓問題請益

文章skyboat 發表於 週六 9月 09, 2017 9:59 am

知往鑒今、見多識廣也沒啥不好啦!沉寂多年的黑膠唱盤、磁帶錄放機有復甦的趨勢,電子、電機、光電、機械等等多領域工藝的結合可能是它們迷人的地方,參考參考。 :D
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skyboat
 
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Re: 音訊輸出電壓問題請益

文章kh9340519 發表於 週六 9月 09, 2017 12:09 pm

xaudio 寫:不是本科就玩得輕鬆一點吧!
...

skyboat 寫:知往鑒今
...

了解,受教了!
果然實務跟理論就是不一樣,學校老師叫我用BJT就好,來這裡問了之後才知道OPA才是正解。
EDA的部分,看完之後發現外國很多DIYer好像都是用Eagle畫的,學起來以後就不用拿小畫家貼來貼去了 :lol:
至於洗電路呢,小的目前所處的環境不適合玩PCB,還是先停留在洞洞板好了...

至於飛船大大的建議,個人也覺得贊成!
順便貼個滿有意思的玩具,大大是指類似這種迷人法吧 8)
https://youtu.be/YajwGdbXV1w?
kh9340519
 
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