Скільки вольт може взяти динамік потужністю 8 Вт 8 Ом?

Я працюю над проектом Arduino, і звук занадто низький, оскільки вихідні штифти на моєму Arduino UNO лише 40 мА. Я можу підключити транзистор NPN для посилення звуку, але не хочу дути динамік. Скільки напруги може справити динамік потужністю 8 Вт 8 Ом?

Це може зайняти 1 Вт потужності. Напруга - це не проблема.

Будь-яка потужність більше 1 Вт і котушка буде перегріватися і танути.

Це 8 Ом. Подивіться на це з точки зору DC. Це означає, що ми можемо використовувати простий Закон Ома для його вивчення.

У вас є 1W і 8Ω. Є дві формули, які містять ці два значення:

$P=I²R$

і

$P=\frac{V²}{R}$

Нас зацікавило напруга, тому переставте друге, щоб дати:

$V=\sqrt{P×R}$

Таким чином, навантаження в 1 Вт через 8 Ом має бути 2,83 В. Перестановіть поточну, так:

$I=\sqrt{\frac{P}{R}}$

і ми отримуємо поточний розрив .354A, або 353.55mA.

Той факт, що ваші порти вводу-виводу обмежені 40 мА (це до речі абсолютний максимум - Atmel не рекомендує більше 20 мА), означає:

$P=VI = 0.2W$ , тому ваш динамік не тане і не дуже гучний.

Тож чого ти хочеш?

Ну, ви хочете, щоб у вашому динаміку було розміщено 2,83 В з необмеженим наявним струмом або необмеженою напругою з струмом 353,55 мА. Перший є більш досяжним, тому ми це зробимо.

Простий дільник напруги може обмежити напругу до 2,83 В. Формула

$V_{OUT}=\frac{R_2}{R_1+R_2}V_{IN}$ можна змінити, щоб дати:

$R_1=R_2(\frac{V_{IN}}{V_{OUT}}-1)$

Ми знаємо, що R2, це 8 Ом, Він - 5 В, а Vout - 2,83 В. Тож замінимо значення і у нас є:

$R_1=8(\frac{5}{2.83}-1)$

що дає нам 6,134 Ом. Найближчий E24 був би 6,8 Ом, що було б ідеально. Звичайно, тобі потрібен хороший коренястий резистор, принаймні 1 Вт, бажано трохи більше.

Ваша схема може виглядати так:

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Або для більш традиційного розташування підсилювачів класу А:

^{моделювати цю схему}

Звичайно, тоді вашому резистору 6,8 Ом доведеться справлятися з повними 5В поперек, тому потрібно буде мінімум 3,6 Вт.

Потужність = напруга x струм
струму = напруга / опір
потужність = напруга x (напруга / опір)
напруга ^ 2 = потужність x опір
напруги = sqrt (потужність x опір) = sqrt (1 * 8) = sqrt (8) = 2,83 В

Це непросте питання, оскільки рейтинги динаміків іноді визначаються як пікова потужність, а іноді як середня (RMS) потужність: http://www.bcae1.com/speakrat.htm

Так чи інакше, для обчислення максимального струму чи напруги можна припустити, що динамік діє як резистор, тому P = U ^ 2 * R. Для U, вам доведеться підключити або значення амплітуди, або RMS, залежно від рейтингу динаміка.

Крім того, посилення одного транзистора може призвести до безлічі спотворень, за винятком випадків, коли ви використовуєте сигнал квадратної хвилі. Прочитайте деякі основні схеми підсилювача, такі як "загальний емітерний підсилювач" або операційні схеми підсилювача.

Якщо ви під'єднуєте постійний струм динаміка до випромінювача NPN-транзистора і подаєте базу з ардуїно (імовірно, 5 В логіка), швидше за все, ви зможете побачити пікову напругу постійного струму близько 4,3 вольт по всьому динаміку, тому його потрібно правильно змістити і тоді він буде сидіти біля 2,2 вольт у спокійних умовах (щоб максимально неспотворений сигнал змінного струму, поданий на динамік).

Цей 2,2 вольт примушує постійний струм через динамік приблизно 370 мА - це засновано на ймовірному опорі постійного струму 8-омного динаміка приблизно в 6 Ом. Це генерує потужність (тепло) 0,806 Вт, тому «запасна потужність», що залишається для аудіо, трохи менше 200 мВт. Це еквівалентно амплітуді синусоїди в 1,265 вольт RMS або приблизно 3,6 вольт на pp.

Якщо ви використовуєте схему "push-pull" та конденсаторну роз'єднувач, динамік потужністю 1 ватт з 8-омвим опором може очікувати обробку близько 2.828В RMS або 8 вольт до піку. Краща схема буде приблизно 7 дБ голоснішою і менше спотворень.