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芯片输出脚串接个电解电容有什么作用

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发表于 2013-3-18 11:45 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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发表于 2013-3-19 09:12 | 只看该作者
本帖最后由 超級狗 于 2013-3-19 09:33 编辑
( {! a/ C: k. D& G2 a8 ]1 b7 N
8 T& \) _1 }6 Q$ T: ?7 _! X功用如二樓及三樓所說,一般是音頻放大線路會串接這麼大的電容(NJM4580M 是一個運算放大器)。
$ y5 @( R/ Z9 z) J. R
/ D+ y5 M% }9 q% Z& v- H5 H: p原因是一般喇叭的阻抗是 4Ω ~ 32Ω(以 8Ω 最常見),如果你要讓很低頻的聲音能夠呈現出來,電容就要很大。
6 C% k$ Q, G5 j) G' R+ t4 @. I* W" J% k2 k/ z% o
以 100μF 為例,阻抗在 200Hz 時為(一般截止頻率在 200Hz 的喇叭,算是不錯的規格了)︰0 Z0 z# X" V3 N8 M) ^
0 m0 L1 v$ D* O3 V
1 / (2 x Pi x f x C) = 1 / (2 x 3.14159 x 200 x 100 x 10 ^ -6) = 7.9577Ω(約等於 8Ω)
" x/ F* P3 _( q0 w) f( Y. ]) F4 @# O' H
阻抗匹配的狀況下,聲音能夠完全展現出來。
- ~* J! }/ P+ X5 W1 K% a  Z* J9 k4 \. w5 N
交流耦合(AC Coupling)電容的另一個作用是阻絕直流(DC Blocking),因為喇叭線圈算是一個電感,電阻值又很小,有一點直流電壓就會造成很大的電流,會讓喇叭發燙、甚至於燒斷線圈。
2 k; X* r4 K$ h  }  \7 Z
8 M+ p- O- @! L/ ^' T# r& A! n{:soso_e176:}

NJM4580.pdf

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受教了!分析得很完美,又弄懂了一个问题,小小感叹一句:阻抗匹配无处不在!  发表于 2013-3-19 09:19

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哈士奇是一種連主人都咬的爛狗!

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发表于 2014-6-29 11:12 | 只看该作者
多看看  还是有收获的  酱油一个

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发表于 2014-6-29 01:44 | 只看该作者

( x+ e8 ~; x2 @9 F5 @: R交流耦合这这么大的电解电容吗?

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发表于 2013-3-18 11:51 | 只看该作者
交流耦合

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发表于 2013-3-18 12:46 | 只看该作者
就是交流耦合,用来去除信号中的直流成分,对于容值不同的电容,对于频率成分信号的阻碍程度不一样。这个可以去查信号与系统中相关知识,里面从频谱上去分析比价直观。

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发表于 2013-3-19 09:42 | 只看该作者
超級狗 发表于 2013-3-19 09:12 ( b& _  Q3 z0 L
功用如二樓及三樓所說,一般是音頻放大線路會串接這麼大的電容(NJM4580M 是一個運算放大器)。
3 [2 x9 N/ J7 X+ v; b0 X; Y& `  Z& g* }* z! l' J
原因是一 ...

; e* |- s  E# d分析得很好,但是我想问问,100uF在200hz的时候可以匹配到8ohm,那在400hz,1khz,10Khz的时候呢?这个时侯阻抗不匹配了。播放的效果会是什么的样呢?例如在1k的时候?10k的时候?请你细说一下,谢谢~~~

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发表于 2013-3-19 10:02 | 只看该作者
本帖最后由 超級狗 于 2013-3-19 10:10 编辑 . f; [) C4 ?6 ~- C, b
xiaoyunvsmm 发表于 2013-3-19 09:42
: }/ ?5 j5 Y9 Y5 \2 z5 l分析得很好,但是我想问问,100uF在200hz的时候可以匹配到8ohm,那在400hz,1khz,10Khz的时候呢?这个时 ...

# q' E  N) v8 k
2 d" @! c$ e$ ], k$ M7 w) X1 ]呵~你抓住了我的語病!(剛發完就想到一定有人會來踢館)4 p' v2 z4 y( T
  E! E# [0 t7 e- N, A5 \; u( Q
{:soso_e110:}  
/ u# `% x* N) l% s: S  q7 g9 M$ q
. K3 M* S% e2 X1 a8 h' f應該是這樣說啦!電容和喇叭串在一起的時候,如果電容的阻抗遠大於喇叭的阻抗,大部份的電壓就會落在電容上面,音頻訊號對喇叭反而起不了什麼作用。這種問題會發生在低頻的狀況下,因為電容的阻抗是 1 / (2 x Pi x f x C),頻率越低容抗越大。" Q& h! M7 M* k4 p
$ E8 G: y9 G7 k8 s: E. E! x
有人也把這種現象視為阻抗不匹配,和我們傳統認知的阻抗匹配定義不太一樣,但發生的問題是一樣的...輸出功率無法落在真正的負載上。, L/ D% m$ F( i4 x- n& l
0 \$ y0 i% ]; d' |- z' V1 V
如果對這樣的定義有爭議,那就不要用「阻抗匹配」的字眼,但是該用什麼字眼呢?小弟一時也想不起,請各位前輩幫忙想個詞好了!
1 R( I# _4 e( z7 |9 C# a9 Y
7 v8 d) |  t  ^# j. p, `( d8 m{:soso_e140:}
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发表于 2013-3-19 10:35 | 只看该作者
音频信号20-20KHz的正弦信号,需要阻抗匹配吗?我觉得更多的是2楼提到的隔绝直流,防止喇叭线圈出现磁饱和。

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发表于 2013-3-19 12:48 | 只看该作者
本帖最后由 超級狗 于 2013-3-19 13:00 编辑 1 D1 }/ a) k* C/ _: e
( J! w5 }8 O/ O, `
補充說明︰7 M7 N$ }$ w& a( F
如果只是為了隔絕直流(DC Blocking),用個 0.1μF 的電容就可以了,不必要用到 47μF。會串接這麼大的電容,一般來說負載是一個很小的阻抗,而且是希望很低頻的訊號也能通過。如果它只是音頻訊號的前置放大器,電容可以不用放那麼大,因為下一級的放大器輸入阻抗一般來講也很大。1 E9 o9 F$ Z8 o4 E- A' I  y
, r9 y; q& j2 V
不過,若各位認為有疑問,我倒也看到幾個疑點︰
& j3 U5 u- {8 [+ L$ \3 d" e  h! v
NJM4580M 輸出電流只有 +/-50mA,若拿來推喇叭是有點太拼了,理論上應該是要用音頻放大器(Audio Amplifier),如 LM386 或 MC34119 之類的。
- y; i# N# M4 ~# C' |; {! c( V! B# u, l% J( _
若是拿來推功率較小的耳機(Earphone)或是手機的受話器(Receiver),電流看起來是沒問題,但用 +/-12V 的電壓看起來又太大了。# X9 d: l/ ]6 E9 B( s
& I  g8 K* j, Y$ j1 J/ D- f
網路上大家都是隨便剪一張圖就出來問,前、後接什麼東西也都不知道。我也是根據以往的經驗推測可能是音頻放大線路,是不是正確只有請樓主出來公佈解答,或是經驗更豐富的前輩出來指點迷津。
  B( n; y  q8 n; {( R1 ~! h) e/ U: `/ |8 z; V! u
{:soso_e183:}
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发表于 2013-3-19 13:08 | 只看该作者
本帖最后由 超級狗 于 2013-3-19 13:44 编辑
* ]( n. t. L* S+ g. ^- }/ K( P4 g0 x( q8 \' L8 Q
这是音频调音台电路的一部分
3 z* m% j3 }7 M! o
. ^, }% B3 x5 M: Qhttps://www.eda365.com/thread-84505-1-1.html$ O! f3 i/ [( m9 K6 f3 x

8 w& d! f! i3 G1 E小弟押耳機驅動線路(Earphone Driver),各位看倌請下好離手!
; h5 d5 S- O4 t2 t  r" f$ r) i* i1 y& Z1 p) l' C
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发表于 2013-4-11 21:33 | 只看该作者
本帖最后由 lxizj 于 2013-4-11 21:36 编辑 * n0 E' x/ J5 h
' o* u0 q7 Y8 B, N1 B$ l
电容本身的作用是用来隔直的。因为将直流偏置加到耳机上,耳机动圈会从中间位置移至最边界。这意味着耳机输出的声压将出现失真。同时,消耗在耳机线圈的直流信号造成了能量损失和不必要的热。在极端情况下,这些热可能会永久性损坏耳机。; b4 S0 j* @1 M( o, a8 b0 z; k. e" O
至于电容容值的选择,超级狗说的不完全对。不应该用阻抗匹配解释,而是应该从低频频响的角度来考虑。因为隔直电容和耳机负载组成了高通滤波器。传统耳机的等效阻抗为32ohm,假设相做到20Hz的低频输出能够在耳机上完美演绎,那么:4 b& P6 D% [3 q) A" ]0 m7 P" y; ?
1/2πRC≤20Hz,代入参数可以得到C≥1/40πR=250uF
- v3 \4 K9 E# e8 E. ]2 ^9 a7 c+ f而如果用8ohm的喇叭,那么将需要至少1000uF的电容。下图是16ohm负载的低频频响曲线,可以看出,隔直电容越大,低频的频率响应曲线越好。
, Y2 b( M! g0 a; L4 n 1 h- k/ X5 u1 r) D  f1 j" Y
但是(最重要的但是),,电容容量越大就越贵,而且体积越大。所以实际产品中是不会用到这么大的电容的。一般的家用电子,如机顶盒、DVD等,差不多是用220uF的电解电容。消费类电子就更差了,只会用100uF以下的钽电容,来节约体积与成本,但同时牺牲了低频性能。- E! _1 a5 l1 b1 G" O9 e
所以,有没觉得你的MP3或者平板,低频再怎么好,也好不到哪去呢?{:soso_e120:}

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发表于 2013-4-11 22:57 | 只看该作者
假设想做到 20Hz 的低频输出能够在耳机上完美演绎1 x9 Z. {* {; b, C  D* x$ b1 N8 I
------------------------------------------------------------------
# z% k: P1 N2 a: }, i7 G: c8 s( _& \  W& k

; ~0 B+ c) i8 V% S8 f! ], w不過這位俠士講得倒沒錯,一般 Audio Amplifier 芯片資料都是教你算到 20Hz,只是一些行動裝置礙於體積或高度會去偷它。$ i- V. G( d  Q" T, U3 h: T

7 w& T& S. {6 J2 D8 q" m1 {{:soso__3110130392203091378_3:}
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发表于 2013-4-12 11:08 | 只看该作者
交流耦合这这么大的电解电容吗?

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发表于 2013-4-12 12:34 | 只看该作者
超級狗 发表于 2013-4-11 22:57 % R9 J: Y" w" Y
假设想做到 20Hz 的低频输出能够在耳机上完美演绎
- g4 q" o: t7 _+ m" `1 Y---------------------------------------------------- ...
6 ^8 h  c" Q/ y9 I. q! g
手机上为了避免217Hz的RF噪声(TDMA noise),一般会把高通的截止频率算到200Hz以后吧?

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发表于 2013-4-12 12:53 | 只看该作者
lxizj 发表于 2013-4-12 12:34
) e( Y( ?. y3 ~' @8 X) @手机上为了避免217Hz的RF噪声(TDMA noise),一般会把高通的截止频率算到200Hz以后吧?

2 s4 ]) A& T8 \" Z2 }{:soso_e120:} ' O" @" K. i/ W+ r  x

3 P( e1 \# I% N, r6 |# H大俠跟我之前的觀念一樣!
- x* T, N. d4 `8 `& }3 V8 O1 n) m4 E5 Q
後來才發現要濾掉 TDD Noise,一般做法上是要幹掉 850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz 這些 RF 的頻率才對。
% |1 Q, U2 b" \% l5 v4 U$ ^* Y
9 ^3 P3 u! }) d: m- u$ j. ?{:soso__3110130392203091378_3:}
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