Hur skörden makt från en Audio Jack (3 / 6 steg)

Steg 3: Öka spänning: bygga en transformator

Varför: spänningen som kommer ur den audio domkraften är mycket liten-så litet, i själva verket, att det inte kommer att aktivera många kretsar (269 mV i vårt fall när power matchas). Så måste vi börja med ökar amplituden av spänningen. I själva verket vill vi öka den till en viss standard "räl" spänning, vanligtvis 3,3, 5 eller 12 volt. Obs: det är möjligt att köpa transformatorer, men gör din egen innebär att du har mer kontroll över de särskilda induktans, impedans och slingrande proportioner.

Teori: En "transformator" är ett par av induktorer interagera: det är ett par rullar av tråd vars magnetfält påverkar varandra, och således vars elektriska strömmar interagerar. Närmare bestämt kommer vi att köra inmatad ström genom en induktor (spole av tråd runt en kärna), känd som den "primära lindningen". Vi kommer vinden en separat spole av kabeln runt den samma kärnan, koncentriskt med magnetisk tråd. Denna andra spole ("sekundärlindningen") kommer att vara vår produktion.

Vi kan beräkna parametrarna för våra primära lindningen av första erkänner vi vill matcha impedansen i telefonen (15Ω). För att matcha impedansen i telefonen för maximal kraftöverföring, AC impedansen hos den primära induktor (wL: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/impl.html) måste också vara lika 15Ω. Vi väljer att utforma en induktor för en utgång frekvensen 20 kHz eftersom det var inom funktionerna i vår enhet.

Att veta impedans och frekvens går igenom våra induktor, vi beslutar inductancen av våra primära slingrande vara 119 microH (L = 15Ω / (2 * pi * 20 kHz)). Från den primära induktans, vi beslutar att vi vill ha en 1:20 vända förhållandet till våra sekundära induktor för att förstärka de ursprungliga 269 mV från telefonen av en magnitud på 20 till en förutsedd 5.38 V som kan tillfredsställa rälsen för de flesta enheter. Några anteckningar att komma ihåg:

• Det hörbara intervallet är mellan 16 Hz och 20 kHz. Detta är en relativt låg frekvens, vilket innebär att vi vill göra en transformator med en ferritkärna. (Högre frekvenser kräver en laminat kärna.)
• Vi vill öka vår spänning till en järnväg spänning. Förändringen i spänning kommer att ha samma andel som förhållandet mellan antalet varv och även impedanser av de primära och sekundära lindningarna

Obs: bevarande av energi är fortfarande i kraft, även om det verkar som magi för att öka spänningen; Nuvarande minskar proportionellt.

Praxis: Impedansen hos våra ljudkort är 15Ω, så impedansen hos våra primära induktor är idealiskt 15Ω också (Impedansen hos induktor uppväger kraftigt impedans genereras av andra komponenter i denna del av banan så det är den enda vi har oroa).

I praktiken insåg vi att en transformator med en 1:20 vända förhållandet och en 119 microH primära inductance skulle vara extremt svårt att göra från grunden som vi skulle slingrande induktorer för hand. Därför vi kompromissat med en pre-fabbed 1.5mH sekundära induktor och såret våra egna primära induktor (95 microH). Vi kände att vi var i ungefärlig av idealiska värdena att gå vidare. Om du önskar mer exakta resultat, kommer mer noggrannhet att krävas.

Den resulterande spänningen efter vår transformator faktiskt gav inte oss med ett 20 x förstärkning från vår insats. Skälen till denna diskrepans är fortfarande något dimmigt och kan tillskrivas den vaghet av våra hemlagade delar.

"Klippning" uppstår om kraften är alltför hög. se den sista bilden med den funky vågformer. Om du får en utgång såhär, minska makten tills du har en jämnare produktion. För oss är 55% av full volym (680 mV i) från ljudingången gav oss en ren produktion av 1,88 V på 20780 Hz, en 2,8 x förstärkning.