Каков диапазон напряжений стандартного разъема для наушников от телефона?

43

Я хочу подключить выход из аудиоразъема iPhone к Arduino.

Какой диапазон напряжения можно ожидать на аудиолинии от iPhone? Я предполагаю, что увеличение громкости на телефоне приведет к большому напряжению переменного тока, но насколько оно увеличится?

Я хочу убедиться, что он не превысит уровень напряжения, который Arduino может прочитать на своих входных контактах. Нужно ли предоставлять какие-либо схемы между iPhone и Arduino?

manuelBetancurt
источник
1
Этот вопрос не имеет смысла без объяснения того, что вы хотите, чтобы arduino делал со звуковым сигналом. В любом случае, вам, вероятно, потребуется подключить аудио сигнал переменного тока и добавить 1/2 напряжения питания на стороне Arduino.
Олин Латроп
Я измерил iPod 3 на пике вольт до пика.
user207421
Он поставляет 5V. с низкой скоростью усилителя.
Алекс
1
@ Алекс, что это значит?
Чарли Хансон
3
Что такое MP3-джек? Линейный выход (коммерческая спецификация, а не широковещательная спецификация) приводит к нагрузке от 1 милливатта до 600 Ом (среднеквадратичное значение 0,77 В; от пика до пика 2,2 В)
PkP

Ответы:

19

Коммерческая спецификация линейного выхода должна быть в состоянии привести 1 милливатт к 600-омной нагрузке. Для синусоидальной волны это означает среднеквадратичное напряжение 0,77 вольт (пик-пик 2,2 вольт) и ток среднеквадратичного значения 1,3 миллиампер (пик-пик 3,6 миллиампер).

PKP
источник
1
Уровни линейного выхода очень отличаются от уровней наушников; Полное сопротивление наушников варьируется от 600 Ом до 8 Ом.
uint128_t
@uint, правильно. И именно поэтому нет стандарта для наушников - если вы не берете европейскую норму EN60065 как таковую. Эта норма предназначена для защиты слуха, и я помню, что из памяти она ограничивает выходной сигнал наушников примерно до 150 милливольт, если свойства подключенных наушников неизвестны.
PkP
Хороший ответ, но можете ли вы привести какой-либо источник для этого?
Эллиот Б
@ElliottB Вы можете прочитать en.wikipedia.org/wiki/Alignment_level, но самое главное: что вы собираетесь делать? Поскольку древняя спецификация линейного выхода 0dBU (0.77VRMS) действительно является древней, и в настоящее время каждый производитель (в любом случае вне области вещания) делает это любым из множества полуслучайных способов, в зависимости от того, какой уровень напряжения аналогового питания в этом случае происходит. конкретный продукт. С чем вы хотите / нуждаетесь / хотели бы быть совместимым?
PkP
13

Проверьте: http://en.wikipedia.org/wiki/Line_level

Наиболее распространенный номинальный уровень для потребительского аудиооборудования составляет -10 дБВ, ... В абсолютном выражении сигнал при -10 дБВ эквивалентен синусоидальному сигналу с амплитудой пика примерно 0,447 В или любому общему сигналу при 0,316 среднеквадратичное значение вольта (VRMS). ... Абсолютного максимума нет, и это зависит от схемотехники.

Однако это относится к разъему «Line out», который, по-видимому, передает сигнал с фиксированной амплитудой и позволяет принимающей стороне определять громкость.

В большинстве случаев изменение настройки громкости на оборудовании источника не меняет силу сигнала линейного выхода.

Я полагаю, что для штекера наушников, которые управляют динамиком, все может быть сложнее, поскольку этот сигнал действительно является текущим сигналом (используется для управления катушкой динамика).

В отличие от линейного уровня, есть ... те, которые используются для управления наушниками и динамиками. Сила различных сигналов не обязательно коррелирует с выходным напряжением устройства; это также зависит от выходного сопротивления источника, которое определяет величину тока, доступного для управления различными нагрузками.

Я думаю, что вам лучше всего смотреть на волну с помощью осциллографа, который должен иметь высокоимпедансный вход, как аналоговый вход Arduino (АЦП).

(Я не эксперт, возьмите с собой крупицу соли и не стесняйтесь редактировать)

Edit: Статья Википедии я в качестве источника был отредактирован много , так как я первоначально отправил этот ответ. Среди других изменений, указанные выше части были удалены / изменены. Поэтому я вычеркиваю большую часть этого ответа и рекомендую обратиться к статье в Википедии, ссылки на которую приведены вверху.

GummiV
источник
3
Отличный ответ! Я не знал, что это называется линейным уровнем, а также разницей между предусилителем и усилителем :)
clabacchio
@clabacchio: Я также не знал, что уровень линии «несет сигнал с фиксированной амплитудой». Хм ...
Fizz
Не могли бы вы привести в порядок свой ответ @GummiV? Это прежде всего стена зачеркнутого текста
Петрус Терон
12

К сожалению, вокруг усилителей для наушников и импеданса наушников много "аудиофильной" чепухи. Вероятно, 5 лучших результатов по «сопротивлению наушников» в Google просто неверны. Этот сайт содержит некоторую полезную информацию (хотя многие из них также неверны).

Но в любом случае, если вы посмотрите на графики, которые, как я полагаю, верны, вы увидите, что в диапазоне звуковых частот большинство наушников имеют довольно небольшое реактивное сопротивление по сравнению с их сопротивлением. И большинство наушников имеют импеданс около 16-32 Ом, а некоторые сумасшедшие «аудиофильные» наушники имеют более высокое сопротивление (например, 300 Ом). Он предполагает, что 5 мВт достаточно громко для портативных наушников. Аудиофильные наушники потребуют большей мощности.

Мощность равна поэтому , поэтому наушникам с высоким импедансом потребуется намного более высокое выходное напряжение, поскольку они требуют большей мощности и имеют более высокое сопротивление. В любом случае, для наушников Sony MDR-EX51, показанных на странице, указанной выше, вы можете видеть, что они довольно близки к простому 17-омному резистору. При 5 мВт это означало бы напряжение 0,3 В и ток 16 мА .P=V2/RV=RP

Arduino может обеспечить это довольно легко, но я не думаю, что вы можете просто подключить его к ШИМ, так как 5 В на 17 Ом дает 300 мА, что значительно выше предела 25 мА Arduino. Простое решение может состоять в том, чтобы вставить резистор 4,7 В / 16 мА = 290 Ом последовательно с контактом.

Я не пробовал ничего из этого - вам придется экспериментировать!

Timmmm
источник
4
ОП хотел перейти с телефона на Ардуино. Ваш ответ наоборот. Во всяком случае, это было четыре года назад. Он, вероятно, сейчас женат и имеет ...
Транзистор
3
Ах да, я неправильно прочитал. Но информация та же. А кого это волнует, если ему 4 года? Там нет хороших ответов, и он высоко оценивается в Google.
Тимммм
Действительно, это полезный ответ. Я измерил примерно 0,2 В р-р от выхода наушников на моем телефоне с помощью осциллографа, и этот ответ дал мне подтверждение того, что это типичное значение.
JPA
7

Не существует жесткого правила для разъемов для наушников ; будь то ноутбук, MP3-плеер или обычная стереосистема.

Я бы сказал, что типичный выход на наушники соответствует спецификациям Line Level , хотя для наушников они становятся скорее ориентиром, чем строгим набором цифр.

Как вы уже обнаружили, разные устройства имеют разные уровни вывода.

Мощность , которая может быть предоставлена вашим ПК, например, X милливатт. Поскольку блок питания ПК может подавать 12 В на звуковую карту, X мВт вполне может генерироваться с акцентом на напряжение, а не на ток. Некоторые материнские платы верхнего уровня (например, новейшие платы Asus ROG) могут иметь выходное гнездо для наушников более 2 В среднеквадратичного значения.

Портативный MP3-плеер может иметь только 3,7 В литиевую батарею. Его выходная мощность может быть такой же X мВт, что и у ПК, но при более низком напряжении и, следовательно, более высоком токе - без некоторых повышающих преобразователей было бы невозможно подобрать напряжение вышеупомянутой материнской платы высокого класса.

Принципиальная разница между «выходом на наушники» и «линейным выходом» заключается в том, что последний не предназначен для питания нагрузки с низким импедансом. Я склонен полагать, что входное сопротивление стандартного аудиоустройства составляет 50 кОм; если это когда-либо критично, это обычно указывается производителем устройства. Наушники или наушники могут быть всего 32 Ом, это означает, что подключение наушников к разъему линейного выхода может привести как к плохой громкости, так и к низкому качеству. Как правило, при подключении устройства линейного уровня к выходу на наушники не возникает такой же проблемы, если только вы не рассматриваете выделенный усилитель для наушников; аудиофил может утверждать, что результат станет несбалансированным.

Таким образом, нет правильного ответа. Возможно, начните с максимального значения 1,4 В, а затем увеличивайте или уменьшайте по мере проработки прототипа.

CharlieHanson
источник
Кроме того, выходное напряжение разъема для наушников будет зависеть от настроек громкости и характера звука во время его измерения.
Питер Беннетт
6

Это в дополнение к ответу PkP.

В то время как звук «линейного уровня» обычно составляет 1 мВт на 600 Ом, а для синуса это значение составляет 1,1 В р, звук далеко от синуса. Даже если спецификация соблюдается, и вы получаете в среднем только 775 мВ среднеквадратичное значение, пики могут быть значительно выше, чем 1,1 В. Как правило, хорошо принимать и обрабатывать без пиков искажения, по крайней мере, до ± 5 В.

Олин Латроп
источник
Олин прав. А для вещательного оборудования вы должны принять даже значительно более высокие уровни.
ПкП
@PkP: да. Коммерческое оборудование обычно использует источники питания +/- 15 В для линейного интерфейса.
Дэйв Твид
3

Arduino потребуется более высокое напряжение.

Используйте неинвертирующий операционный усилитель на линии, который должен довести напряжение примерно до 2 вольт, что лучше для Arduino.

:)

http://www.instructables.com/id/Arduino-Audio-Input/step3/Non-Inverting-Amplifier/

JOA
источник
Arduino, вероятно, нужно добавить смещение постоянного тока, но это легко сделать с помощью пассивных средств. В зависимости от того, какова функциональная цель, вероятно, будет достаточно колебания напряжения, чтобы измерить существенные различия с АЦП Arduino, или даже цифровой порог для протокола NRZ. Тем не менее, да, для обеспечения максимальной аналоговой точности вполне может потребоваться предварительный усилитель для использования всего диапазона АЦП, и, вероятно, он дешевле или, по крайней мере, проще для источника, чем аудиопреобразователь в наши дни.
Крис Страттон