Ich möchte einen Kopfhörer an einen micro controller anschliessen und
zwar so, dass so ziemlich jeder passt. Der Controller gibt eine PWM aus,
die noch geglättet werden muss, was ich mit einem passiven RC-Glied
machen möchte. Dieses soll dimensioniert werden. Die Frage ist, wie?
Welche Impedanzen haben solche Kopfhörer, d.h. welches L und R (oder
auch C)?
Diesem Thema entnehme ich, 14 Ohm sind eine Möglichkeit:
Beitrag "Mindestimpedanz am Kopfhörer-/Line-Out-Ausgang"
Anderweitig las ich von 600 Ohm!
Welchen Innenwiderstand hat ein micro contoller Treiber?
Grundsätzlich:
Geht das, dass ich den KH direkt an einen digitalen PIN hänge? Ich habe
mir gedacht, dass die 3,3V über einen R auf einen C gehen soll, was
zusammen mit dem KH einen Ausgangsspannungsteiler bildet. Ich stelle mir
das so vor:
Spannung -> Ausgangswiderstand - Vorwiderstand - R,L, (KH) - Masse
Parallel zum KH der C
Wenn der Ausgangswiderstand 50 Ohm wäre und der Vorwiderstand auch,
blieben beim KH 50 Ohm ein Drittel der Spannung (gleichstromtechnisch).
Für die PWM gilt: 0 / 3,3V -> 1,65 Mittellage, macht bei 1/3 rund 0,5V
am Kopfhörer, Aussteuerung der PWM ist 25%...75% -> 50% Hub ->
Spannung am KH = 0,25 ... 0,75V. Die 500mV AC sollten wohl reichen, um
ihn zum Klingen zu bringen, oder?
Den C wollte ich dann passend dimensionieren, dass es möglichst wenig
rauscht. 10kHz Grenzfrequenz wäre ok. Es müssen nur Sprachfragmente
abgespielt werden.
LoFi-Freund schrieb:> Ich möchte einen Kopfhörer an einen micro controller anschliessen und> zwar so, dass so ziemlich jeder passt.
Dafür empfehle ich Heißkleber. Er passt sich der Kopfhöhrerform ideal an
und in den noch weichen Kleber lässt sich der Mikrocontroller
hineindrücken. Das war die humoristische Version von: illusorisch.
Kopfhörer gibt es nicht nur in den verschiedensten Größen, sondern auch
in verschiedensten elektrischen Varianten. Prinzipiell wird zwar immer
irgendetwas mit Spule und Magnet gemacht, aber die Wechselstromgrößen
sind so verschieden, wie die Stammdurchmesser von Bäumen.
Ich versuche mal zu erraten, welche größere Mission damit erfüllt werden
soll: der Mikrocontroller soll eine Art Klasse-D-Endstufe darstellen,
wobei der Kopfhörer als Spule fungieren soll, um Bauteile zu sparen.
Stattdessen empfehle ich irgendein beliebiges MP3-Modul eines beliebigen
Elektronikanbieters wie ELV, Pollin oder Conrad Electronic. Deren
Schaltungen sind a) fertig, lesen b) meist von SD-Karte und c) arbeiten
SMD-bestückt mit geringsten Abmessungen bei kleinem Stromverbrauch –
sieht man von den <1W-Endstufen ab. (5mA Stromaufnahme des µC zzgl. ca.
100mA der Endstufe machen die Lastverteilung klar.)
Ich habe auch schon zwei mit der Lötseite aneinandergeklebte
Miniplatinen gesehen, von denen die eine die Klasse-D-Endstufe ist und
die andere der µC samt SD-Slot. Aber das unterminiert ja nur dein schon
fertiges (und geheimes) Layout (und man kann daran sogar
Lautsprecherpaare anschließen, die mit 1-2W Leistung getrieben werden).
Dafür eignen sich ein MAX98306, TS2012 oder TPA2016 und wer genau sucht,
der findet fertige Module mit opt. Stiftleisten.
LoFi-Freund schrieb:> Grundsätzlich:> Geht das, dass ich den KH direkt an einen digitalen PIN hänge?
Grundsätzlich: Ja.
Wenn es dein Pin ist und dein Kopfhörer kann es dir niemand verbieten...
LoFi-Freund schrieb:> Für die PWM gilt: 0 / 3,3V -> 1,65 Mittellage, macht bei 1/3 rund 0,5V> am Kopfhörer, Aussteuerung der PWM ist 25%...75% -> 50% Hub ->> Spannung am KH = 0,25 ... 0,75V.
Was rechnest du da solche Pseudodetails? Und warum verwendest du nicht
die volle Amplitude?
> Die 500mV AC sollten wohl reichen, um ihn zum Klingen zu bringen, oder?
Die Membran des Kopfhörers wird sich nicht wegen der Spannung bewegen,
sondern nur wegen des fließenden Stroms...
Aber im einfachsten Fall schließt du den KH erst mal direkt an den Pin
an und hörst mal, was dabei herauskommt. Kann sein, dass das schon
reicht. Danach nimmst du ein paar Widerstände und ein paar Kondensatoren
und suchst eine brauchbare Konstellation heraus. Das ist allemal
schneller, als sich vorneweg an klitzekleinen Details festzuhaken und
sich Probleme auszudenken, wo in der Wirklichkeit keine sind...
> Den C wollte ich dann passend dimensionieren, dass es möglichst wenig> rauscht. 10kHz Grenzfrequenz wäre ok.
Das hast du jetzt mangels Erfahrung geraten? Was ist deine PWM-Frequenz?
So ein popeliges RC Glied hat eh' nur 6db Dämpfung pro Oktave.
LoFi-Freund schrieb:> Es müssen nur Sprachfragmente abgespielt werden.
Da reichen schon viel weniger als 10kHz aus. Ein analoges Telefon hatte
eine Bandbreite von 300Hz bis 3kHz. Die Handys heute gefühlt nur noch
ein Drittel davon...
Also das Problem ist das, dass der Microcontroller eigentlich komplett
andere Aufgaben hat und die Schaltung und das Programm schon steht.
Daher verbietet sich nun, eine mp3-Abspiellösung zu nehmen, Boris. Es
handelt sich aber um eine Industrieanwendung, bei der nun ein KH-System
nachgerüstet werden soll und es steht nichts zur Verfügung ausser einer
schon fertigen Platine mit Pfostenstecker. Somit kann man nur noch Loch
bohren, eine Buchse reinsetzen und etwas Lusftverdrahtung machen.
Trotzdem sollte es Hand und Fuss haben und nicht zurechtgebastelt
werden.
Zu den Frage:
Der Contoller hat während dieser Operation nicht viel zu tun, er muss
nur abspielen, es steht also die volle Geschwindigkeit von 25MHz zur
Verfühung. Ich denke, dass ich eine PWM mit einem Timer von 12,5 MHz
hinbekomme. Bei 12 Bit z.B. 1 MHz Aktualisierung des timers. Zur
Grenzfrequenz hätte ich also Faktor 100...1000 Abstand. Das sollte
reichen. Auch bei 20dB/Dekade.
Kopfhörer haben üblicherweise 32 Ohm und sind damit VIEL zu niederohmig
für uC-Ausgänge.
Auch wenn man keine volle Lautstärke haben will, passt Strom und
Spannung nicht, man müsste umtransformieren, also einen Übertragen an
den uC schalten der die hohe Spannung mit wenig Strom zu weniger
Spannung mit mehr Strom macht.
Da ist es einfacher, einen Kopfhörerverstärker wie TPA6120, TS482/TS922,
TDA2822/TDA7050, MC34119/TS34119 zu nehmen, dann darf es sogar lauter
werden.
600 Ohm oder gar 2000 Ohm waren Exoten von Sennheiser, zum direkten
Anschluss an die "Hochspannung" führenden Lautsprecherausgänge richtiger
Endstufen.
