close

  今天來說說關於audio的一些電路設計吧!本篇可能要有些電路基礎的背景會比較清楚。每篇文章都會在一開始先提醒讀者,希望表達的大家都比較好懂。

  說到這audio的電路設計,最重要的就是以下這個高中自然組就學過的分壓定理:Vload = Vo*(Rload/(Ro+Rload))。只要會了這一步就有七成功力。

  接著,我們要知道電路除了電阻(R)、電容(L)、電感(C)外,就是放大器了(Amplifier,是由一連串的OP(Operational Amplifier )組成)。一個由小到大組成一個音效卡的順序是:R、L、C、MOS,BJT,OP,Amplifier,Codec。要怎麼組合起來以下我們將用OP來解釋,所有的IC前端與後端都是由OP組合而成的。把握一個要訣:把電壓往後送。

 

  初學者,就像我當時剛接觸到這個領域時,也搞不清楚電壓電流誰製造了誰,是高電壓讓人觸電死翹翹,還是大電流把人電死。我不是教授說不出個大理論出來,不過目前我的答案是先有電壓才有電流。高壓電塔在你旁邊不會電死你,因為空氣阻抗極高,對於要求不這麼精確的我們,可以視為斷路、或稱開路(open)。扯遠了。以下看到OP的樣子:

  Rin就是輸入阻抗,Rout是輸出阻抗。通常我們為了可以承載更多上一級的電壓,會把Rin做大,相對地就會把Rout做小;如下圖簡單示意:

  當然在現實生活中不可能把Rin做到無限大,Rout做到無限小,所以傳統上我們會分兩種Amplifier去實現,也就是發燒友常說的前級(放大電壓)、後級(放大電流)。Rin通常在Xk~XXk之間,這在業界已經是很普遍的規格了,技術上不會有太大問題,困難度在於Rout。以Rout從大到小依序為lineout(line driver,俗稱前級, Rout在數十歐姆間),headphone amplifier(Rout在個位數歐姆),speaker amplifier(後級,Rout在小數位數)。因為lineout要推送的是下一級放大器,也就是Rin在數十k等級的,因此Rout不用花太多心力做小,相對地,lineout 的THD+N(失真)表現就是這幾種放大器裡最好的,因為負載的阻抗大,不會有大電流(個人認為100mA以上才是大電流),也就不會有些像是熱雜訊等等有的沒的。接著是headphone amplifier,是要推給耳機的,現在的耳機基本上阻抗在16~100歐姆間(請參考拙作:推得動?推不動?)。最後是speaker amplifier,個人覺得稱它power amplifier也不錯,就是用來傳輸功率的嘛!因為喇叭阻抗從2~8歐姆不等,所以Rout絕對不能大,打個比方如果Rout=1ohm,要輸出到4 ohm喇叭上,這樣電壓就只剩原本的八成,而那二成就是浪費掉變成其他熱能或雜訊散出。

  反之,拿Rout小的Speaker amplifier去接下一個OP放大器行不行?當然可以!只是有點拿大砲打小鳥的感覺,把優缺點倒過來用罷了。因為Speaker amplifier在設計上是用來傳輸大功率(大電流)的,所以THD+N的表現就是堪用的等級(60dB)上下,遠比line out amplifier要差(80dB以上)。現在的技術,headphone amplifier的表現已經跟lineout差不多了,所以我們可以放心的拿手機的耳機輸出孔接到音響系統上面,當然接大喇叭一樣是不行的唷~!

  有了這篇基本常識,接下來我們要進入到進階篇~請稍待片刻。
  

arrow
arrow
    文章標籤
    audio amplifier impedance
    全站熱搜

    IJDK 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()