Audio - ¿Cómo afecta la impedancia de E / S al dispositivo?

  

Si juego en esta cosa que creé durante períodos más prolongados que las pruebas de audio comparativamente breves que he realizado, ¿quemará la salida del instrumento?

No se puede decir en general. Depende del diseño de la salida.

Pero si por "instrumento" quiere decir algo así como una guitarra eléctrica, lo que entiendo es el diseño básico (no hay fuente de alimentación interna, solo bobinas y componentes pasivos), espero que no haya suficiente energía disponible para dañe cualquiera de los componentes incluso si está cortocircuitado (es decir, conectado a una impedancia de entrada extremadamente baja), porque la potencia generada por las bobinas de captación es muy pequeña y los componentes no semiconductores (interruptores, condensadores, bobinas) serán lo suficientemente robustos para manejar la tensión / corriente máxima simplemente porque tendrías que esforzarte para hacer una que no lo sea.

También, en la práctica:

• También es muy común tener cuadros de efectos que carguen deliberadamente la entrada por el bien de los efectos en el sonido. Por lo tanto, espero que incluso un instrumento con amplificación interna se diseñe con un circuito de salida robusto.

• Todos los enchufes TS / TRS (también conocidos como 1/4 "o 3.5 mm) y los contactos cortos de los conectores se enchufan o desenchufan (por lo que se escuchan varios estallidos al hacerlo). Por lo tanto, los dispositivos que usan dichos conectores debería estar diseñado para tolerar un cortocircuito en sus salidas, ya sea que se trate de salidas de instrumentos, de nivel de línea o de auriculares, y tiene algo muy lejos de ser breve.

Si la salida es un dispositivo activo, es bastante posible que su salida se diseñe de manera que se destruya con una corriente excesiva, pero eso no es un bueno Diseño para una salida de línea ya que ocurren conexiones incorrectas incidentales. Por supuesto, no hay razón para que un dispositivo no esté mal diseñado y también sea costoso de reparar.

Aquí hay una sugerencia para que sea más seguro: modifique su circuito para que tenga un resistor de la serie de 100 on en la entrada. Acabo de seleccionar ese valor principalmente en el aire, pero es más alto que el Impedancias de entrada de muchos auriculares. Por lo tanto, puede estar seguro de que si los auriculares no dañan lo que se está conectando, es probable que tampoco se dañen por su circuito.

(Descargo de responsabilidad: no soy un músico o un diseñador de audio analógico. Esto es sólo las golosinas que he recogido. Tal vez debería esperar una segunda opinión).

  

¿El Zout alto hará que mi dispositivo se destruya a sí mismo?

Si lo hiciera, entonces su dispositivo también se destruiría a sí mismo si se encendiera mientras la entrada está desconectada (impedancia infinita). Probablemente ya lo hayas hecho.

Hay cosas que pueden dañarse de esa manera: por ejemplo, una entrada 'flotante' que capta un ruido electromagnético aleatorio puede dañar los circuitos lógicos digitales que esperan un 1 o un 0 (consulte "disparar a través de "), o en general, sea lo que sea que controle la entrada para sobre-esforzarse al tratar de responder al ruido.

(Y una salida posiblemente requiera una carga coincidente, pero eso es más frecuente en los circuitos de RF que en los de frecuencia de audio).

El ajuste de impedancia le cuesta el 50% del voltaje de entrada. No desperdicies tu señal.

La mayoría de los opamps tendrán una limitación de corriente de salida incorporada, por lo que pueden soportar cortocircuitos en la salida. Sin embargo, se calentarán.

Si nuestro opamp tiene una limitación térmica incorporada (o la hoja de datos especifica que soportará cortos todo el día), entonces estamos bien.

Algunos opamps como OPA1642 especifican "cortocircuito de salida: continuo" en las clasificaciones máximas ... ¡pero solo para un opamp en el paquete!

De lo contrario:

• Un opamp SOIC tiene una resistencia térmica Rthja = 160 ° C / W.
• Supongamos 50 ° C de aire en la caja
• Supongamos una temperatura máxima de unión de 130 ° C
• La potencia máxima disipada es (130-50) / 160 = 0.5W

Ahora tenemos 2 opamps, así que eso es 0.25W por opamp. Con una fuente de 15V, esto corresponde a 16mA en un corto. La mayoría de los opamps pueden generar más corriente, por lo tanto, si no tienen limitación térmica, podrían freír si se cortocircuitan durante demasiado tiempo.

Añadamos una resistencia R en la salida. Siempre es una buena idea hacerlo de todos modos, aislar el opamp de la carga capacitiva del cable, lo que reducirá su margen de fase y posiblemente lo hará inestable. 50-100 ohmios es un buen punto de partida.

Usemos un opamp RC4580 y R = 100 ohmios en la salida. Un vistazo rápido a la página de la hoja de datos 5 "Voltaje de Voltaje de Salida vs Corriente de Salida" revela que en una carga de 100 ohmios, obtendremos una corriente de salida máxima de 60-70mA.

• Habrá 7V en la resistencia, disipará 0.5W ... mejor no use una resistencia SMD 0805 luego ...
• El opamp disipará 0.5W (por opamp). ¡Todavía es demasiado!

Ahora, si solo esperamos emitir un nivel de señal máximo de, por ejemplo, 3V, entonces 100 ohmios estaría bien. Lo mismo si se alimenta de rieles + 5 / -5V.

Si hay un límite de acoplamiento de CC en la salida, entonces también estamos seguros, ya que limitará la duración del evento de alta disipación.

Pero si usamos el swing de salida completo del opamp, tenemos suministros altos, no tenemos tapa de acoplamiento y esperamos cortocircuitos, una resistencia más alta lo protegería mejor. Por ejemplo, 330 ohms sería un buen valor.