1 Watt 8 ohm 스피커는 몇 볼트를 사용할 수 있습니까?

Arduino 프로젝트를 진행 중이며 Arduino UNO의 출력 핀이 40mA에 불과하기 때문에 사운드가 너무 낮습니다. 소리를 증폭시키기 위해 NPN 트랜지스터를 연결할 수 있지만 스피커를 날리고 싶지 않습니다. 1 와트 8 옴 스피커는 얼마나 많은 전압을 처리 할 수 ​​있습니까?

1W의 전력을 소비 할 수 있습니다. 전압은 문제가되지 않습니다.

1W를 초과하면 코일이 과열되어 녹습니다.

8Ω입니다. DC의 관점에서 그것을보십시오. 그것은 우리가 간단한 옴의 법칙을 사용하여 그것을 조사 할 수 있다는 것을 의미합니다.

1W 및 8Ω이 있습니다. 이 두 값을 통합하는 두 가지 공식이 있습니다.

$P=I²R$

과

$P=\frac{V²}{R}$

우리는 전압에 관심이 있으므로 두 번째로 다시 정렬하십시오.

$V=\sqrt{P×R}$

따라서 8Ω 부하를 통한 1W는 2.83V 여야합니다. 현재 항목을 다시 정렬하면 다음과 같습니다.

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

전류 소모량은 .354A 또는 353.55mA입니다.

당신의 IO 포트는 40mA로 제한되어 있다는 사실은 (즉,의 절대 최대 그런데 - 아트멜은 20mA보다 더하지 않는 것이 좋습니다) 수단 :

$P=VI = 0.2W$ 이므로 스피커가 녹지 않고 시끄럽지 않습니다.

그래서 당신은 무엇을 원하십니까?

음, 무제한 전류로 383.55mA 전류로 무제한 전압을 사용하여 스피커에서 2.83V를 원합니다. 전자는 더 달성 가능하므로 그렇게 할 것입니다.

간단한 전압 분배기는 전압을 2.83V로 제한 할 수 있습니다. 공식

$V_{OUT}=\frac{R_2}{R_1+R_2}V_{IN}$ 을 (를) 재정렬하여 다음을 제공 할 수 있습니다.

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

우리는 R2, 즉 8Ω, Vin은 5V, Vout은 2.83V입니다. 따라서 값을 대체하면 다음과 같습니다.

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

6.134Ω을 제공합니다. 가장 가까운 E24는 6.8Ω이며 이상적입니다. 물론, 적어도 1W, 바람직하게는 조금 더 좋은 멋진 청키 저항이 필요합니다.

회로도는 다음과 같습니다.

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

또는보다 전통적인 클래스 A 앰프 배열의 경우 :

^{이 회로를 시뮬레이션}

물론 6.8Ω 저항은 전체 5V에 대응해야하므로 최소 3.6W가되어야합니다.

전력 = 전압 x 전류
전류 = 전압 / 저항
전력 = 전압 x (전압 / 저항)
전압 ^ 2 = 전력 x 저항
전압 = sqrt (전력 x 저항) = sqrt (1 * 8) = sqrt (8) = 2.83V

스피커 등급이 때로는 최고 전력으로, 때로는 RMS (평균) 전력으로 지정되기 때문에 쉬운 질문은 아닙니다. http://www.bcae1.com/speakrat.htm

어느 쪽이든, 최대 전류 또는 전압을 계산하기 위해 스피커가 저항처럼 작동한다고 가정 할 수 있으므로 P = U ^ 2 * R입니다. U의 경우 스피커 등급에 따라 진폭 또는 RMS 값을 연결해야합니다.

또한 단일 트랜지스터로 증폭하면 구형파 신호를 사용하는 경우를 제외하고 많은 왜곡이 발생할 수 있습니다. "공통 이미 터 증폭기"또는 연산 증폭기 회로와 같은 일부 기본 증폭기 회로를 읽으십시오.

스피커를 NPN 트랜지스터의 이미 터에 dc 연결하고 arduino (아마도 5v 로직)에서베이스를 공급하는 경우 스피커에서 약 4.3 볼트의 피크 DC 전압을 볼 수 있으므로 올바르게 바이어스되어야합니다. 대기 상태에서 (스피커에 적용되는 왜곡되지 않은 AC 신호를 최대화하기 위해) 약 2.2 볼트입니다.

이 2.2 볼트는 약 370mA의 스피커를 통해 DC 전류를 강제합니다. 이는 8 옴 스피커의 DC 저항이 약 6 옴일 가능성에 기초합니다. 이는 0.806 와트의 전력 (열)을 생성하므로 오디오에 남아있는 "예비 전력"은 200mW보다 약간 작습니다. 이는 1.265 볼트 RMS 또는 약 3.6 볼트 pp의 사인파 진폭과 같습니다.

푸시 풀 회로와 커패시터 디 커플러를 사용하는 경우 8Ω 임피던스의 1W 스피커는 약 2.828V RMS 또는 8V 피크 대 피크를 처리 할 수 ​​있습니다. 더 나은 회로는 약 7dB 더 크고 왜곡이 적습니다.