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输入输出阻抗是怎么操作的?_暗记_旗子

少女玫瑰心 2024-09-20 17:14:40 0

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一个问题

音频中的耦合电容从0.1uF-220uF都有,这是有病吗?都是用作隔离直流的,怎么就不能统一呢?

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明白这个问题实在很大略,我们看旗子暗记是如何传输就随意马虎明白了。
这里就讲一个电路的剖析方法,或者说是思维办法。

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(图片来自网络侵删)

电路剖析方法

我们常常会看到各种繁芜的电路,如果是新手,可能就蒙了。
实在化繁为简非常大略:

只须要把电路分两块,一边输出旗子暗记,其余一边吸收旗子暗记。
姑且把输出旗子暗记的叫输出模块,吸收旗子暗记的叫吸收模块吧。

我们如果搞清楚这个旗子暗记在传输过程中发生了什么变革,那就什么都明白了。

输出模块

对付左边输出模块,我们常日知道输出的旗子暗记是什么,频率在什么范围,其余有一个主要的参数便是输出阻抗,以是电路模型是下面这个

这个很随意马虎看出来,输出阻抗Zout非常主要了,它衡量了这个模块的输出能力。
如果输出模块是个电源,那么Zout便是电源内阻,必定很小。
不然的话,如果Zout=100Ω,接个10Ω负载,结果负载分得的电压只有电源电压的十分之一还不到,那还能叫电源吗?

以是呢,一样平常对付输出模块来说,这个输出阻抗越小越好。

吸收模块

吸收旗子暗记的电路太多了,花里胡哨。
有的旗子暗记输入到IC芯片,有的旗子暗记接到MOS管上面驱动开关,有的接喇叭,等等很多很多类。

我们不管它到底是什么,就用一个Zin来表示,也便是输入阻抗。
该当很随意马虎知道,这个输入阻抗比较大是有好处的。

我们极度一点,如果输入阻抗无穷大,也便是开路了,那么不管前面的输出旗子暗记模块的输出阻抗是多大,旗子暗记都能很好的吸收,跟输出的旗子暗记一样。
而往小极度一点,如果输入无穷小,为0,实在便是接地短路了,那还传个球的旗子暗记。

我们把输入和输出接起来,便是下面这个。

总的来说,我们看旗子暗记传输时会发生哪些变革,只须要在头脑中将电路等效成这个样子就好了。

这样一等效,是不是大略多了?利用欧姆定律,吸收端吸收到的旗子暗记就出来啦。
当然了,有时电路中间串联有电阻,电容,或者是电感,我们只需在中间加上这些器件即可。

如何剖析

举例1:拿开篇的音频耦合电容来举例。

这个是某音频codec范例电路,音频输入MIC管脚串联的是0.1uF电容,这个电容这么小可以吗?

我们按照前面的方法来剖析。

先看输出模块

咪头mic拾取音频,输出仿照旗子暗记,以是它是前面说的模型中的输出模块,它的输出阻抗是多少呢?

我们随便找个咪头规格书看下,说是2.2KΩ,一样平常咪头的输出阻抗也都是差不多的的。

如图,芯片规格书也供应了咪头的内部电路,实在便是个FET管放大电路。
如果好好学习的话(论大学好好学习的主要性),就知道这个FET管放大电路的输出阻抗便是那个RL,厂家这个RL是2.2KΩ,以是它就标注输出阻抗是2.2KΩ。

而我们前面贴出的codec电路用的是1KΩ的电阻,以是实际输出阻抗是1KΩ,我们就用1KΩ吧。

我们再来看吸收模块。

吸收模块是codec芯片,管脚是它的输入阻抗是多少呢?我们查看规格,输入阻抗是20KΩ或者是80KΩ(与配置有关),我们取不利的值,也便是最小的值,20KΩ

输出模块和输入模块中间有个隔直电容,我们加上这个电容。
以是,电路化简完后便是这样的了。

实在,这便是个RC高通滤波器,截止频率为1/2π(Zin+Zout)C。

现在Zin+Zout =20KΩ+1KΩ,C=0.1uF,以是3dB截止频率为75.8Hz。
我们知道,人的声音频率范围是300Hz-3.4Khz,以是可以判断,这个音频旗子暗记可以很好的传输过去了,也便是说电容0.1uF的大小就够了,如果增大到1uF,截止频率变为7.58Hz,也没有问题。
不过1uF电容肯定要比0.1uF电容要贵些,选0.1uF更经济。

这个codec图中还有个耳机输出端口,串联的是220uF的电容,为什么接这么大呢?

对付这个电路,是芯片输出旗子暗记送到耳机。
输出模块是芯片,吸收模块是耳机

我们先看输出模块codec芯片,查看规格书,芯片对应管脚输出阻抗是16Ω。
再看吸收端——耳机,耳机的阻抗有16Ω,32Ω,64Ω。
我们取最差的(不利于旗子暗记吸收),也便是16Ω,电路简化之后电路跟上面是一样的,我就不画了

也是个高通滤波器,截止频率为1/2π(Zin+Zout)C。
现在Zin+Zout=16+16=32Ω,C=220uF,以是3dB截止频率为22.6Hz。
同样,人声的300Hz-3.4Khz可以很好的传过去。
如果我们选用10uF电容,那么截止频率就变为了497.6Hz,显然,低频就被衰减了,音频就不能很好的传输了,涌现失落真。

估计有人会问,220uF太大了,我选用22uF行弗成呢?22uF带入进去,截至频率是226Hz,也在人的声音频率300Hz之外啊,该当可以吧。

这个我想说看自己运用吧,看你放的声音是什么频率段的。
麦克风拾音一样平常是人的声音,在200Hz-3.4K范围。
但是放音就不一定只有人的声音了,人耳的听力范围是20Hz-20Khz,以是最低可以到达20Hz。
如果你哀求高,一定要最低的频率也不能衰减,那么就须要220uF的电容。

如果便是为了听个响,低频失落不失落真的无所谓,你搞个22uF也行,乃至10uF也凑合,便是低频分量被削弱了。

除了这个音频的例子,我们再看其余一个例子。

举例2:MOS管栅极串联电阻的剖析

剖析方法跟前面说的是一样的,吸收模块是MOS管,MOS管的输入电阻可以算作无穷大,但是寄生电容较大,以是它作为吸收模块时,寄生电容站输入阻抗的紧张部分,其输入阻抗便是电容的阻抗,为1/jwC。

我之以是把这个放到这里,实在紧张是想解释一点。
输入阻抗,输出阻抗,它俩是复阻抗,不仅仅包括电阻,还包括电容和电感。

这个电路以前详细剖析过,就不再说了,想看下详细剖析的话,可以点下面这个链接

【LC串联谐振的意义】

很多芯片也会给出干系端口的寄生电容大小,我们要根据实际情形考虑。
前面举的音频的例子,由于频率较低,而干系端口的寄生电容也就10pF旁边,这个影响是相称小的,以是自然就可以忽略掉电容了。

结尾

本文紧张的目的不在于讲一个音频耦合电容的问题,重点在于剖析方法。

如果你碰到一个新的电路,不知道如何下手的时候,不妨按照这个方法试一试。
头脑中大略建个模,代入输出阻抗,输入阻抗。
再思虑一下所处理的旗子暗记是什么,其包含了哪些频率分量(傅里叶变换)。
大概答案就出来了,不用其他人见告你。

其余,我们现在该当知道,为什么厂家会给出输入阻抗,输出阻抗参数了吧。
学习模电的时候,为什么要去算那个输入阻抗,输出阻抗。
由于它们都是有用的。

看完了这个文章,至少该当不会再有耦合电容取多大这种问题了吧…

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