Berapa kisaran tegangan jack headphone standar dari telepon?

43

Saya ingin menghubungkan output dari jack audio iPhone ke Arduino.

Rentang tegangan apa yang bisa saya lihat pada saluran audio dari iPhone? Saya berasumsi bahwa menaikkan volume telepon akan menghasilkan tegangan AC yang besar, tetapi seberapa besar kenaikannya?

Saya ingin memastikan bahwa itu tidak akan melebihi level tegangan yang dapat dibaca Arduino pada pin inputnya. Apakah saya perlu menyediakan sirkuit apa pun antara iPhone dan Arduino?

arduino audio voltage-measurement iphone manuelBetancurt
sumber
1
Pertanyaan ini tidak masuk akal tanpa menjelaskan apa yang Anda ingin arduino lakukan dengan sinyal audio. Bagaimanapun, Anda mungkin perlu memasangkan sinyal audio ke AC dan menambahkan 1/2 tegangan suplai di sisi Arduino.
Olin Lathrop
Saya mengukur sebuah iPod 3 pada sekitar puncak volt ke puncak.
user207421
Ini memasok 5V. pada tingkat amp rendah.
Alex
1
@ Alex apa artinya itu?
CharlieHanson
3
Apa itu MP3 Jack? Line out (spesifikasi komersial, bukan spesifikasi siaran) menggerakkan 1 milliwatt hingga 600 ohm load (0,77 volts RMS; 2,2 volts peak-to-peak)
PkP

Jawaban:

19

Spesifikasi saluran keluar komersial adalah untuk dapat mendorong 1 milliwatt ke beban 600 ohm. Untuk gelombang sinus, ini berarti tegangan 0,77 volt RMS (2,2 volt puncak-ke-puncak) dan arus 1,3 miliamperes RMS (3,6 miliampere puncak-ke-puncak).

PkP
sumber
1
Level line out sangat berbeda dari level headphone; Impedansi headphone berkisar dari 600Ω hingga serendah 8Ω.
uint128_t
@uint, benar. Dan itu sebabnya tidak ada standar untuk headphone keluar - jika Anda tidak mengambil Norm Eropa EN60065 seperti itu. Norma itu untuk perlindungan pendengaran dan dari memori saya ingat bahwa itu membatasi output headphone menjadi sekitar 150 milivolt jika sifat-sifat headphone yang terhubung tidak diketahui.
PkP
Jawaban yang bagus, tetapi dapatkah Anda mengutip sumber apa pun untuk ini?
Elliott B
@ElliottB Anda mungkin ingin membaca en.wikipedia.org/wiki/Alignment_level tetapi yang paling penting adalah: apa yang ingin Anda lakukan? Karena spec out 0dBU (0.77VRMS) kuno benar-benar kuno dan saat ini setiap produsen (di luar bidang penyiaran tetap) melakukannya di banyak cara semi-acak, tergantung pada apa level tegangan daya analog terjadi pada produk tertentu. Dengan apa Anda ingin / butuh / suka agar kompatibel?
PkP
13

Lihat: http://en.wikipedia.org/wiki/Line_level

Level nominal paling umum untuk peralatan audio konsumen adalah −10 dBV, ... Dinyatakan dalam istilah absolut, sinyal pada −10 dBV setara dengan sinyal gelombang sinus dengan amplitudo puncak sekitar 0,447 volt, atau sinyal umum di 0,316 kuadrat root mean square (VRMS). ... Tidak ada maksimum absolut, dan itu tergantung pada desain sirkuit.

Namun ini untuk plug "Line out" yang, tampaknya, membawa sinyal pada amplitudo tetap dan memungkinkan pihak penerima menentukan volume.

Dalam kebanyakan kasus, mengubah pengaturan volume pada peralatan sumber tidak mengubah kekuatan sinyal jalur keluar.

Untuk colokan headphone penggerak-speaker, saya yakin keadaan akan menjadi lebih rumit, karena sinyal itu benar-benar merupakan sinyal saat ini (digunakan untuk menggerakkan gulungan speaker).

Berbeda dengan level garis, ada ... yang digunakan untuk menggerakkan headphone dan pengeras suara. Kekuatan berbagai sinyal tidak selalu berkorelasi dengan tegangan output perangkat; itu juga tergantung pada impedansi keluaran sumber yang menentukan jumlah arus yang tersedia untuk mendorong beban yang berbeda.

Saya kira taruhan terbaik Anda mungkin untuk melihat gelombang dengan osiloskop, yang seharusnya memiliki input impedansi tinggi seperti input analog Arduino (ADC).

(Saya bukan ahli, ambil sebutir garam dan merasa bebas untuk mengedit)

Edit: The artikel Wikipedia saya digunakan sebagai sumber telah diedit banyak sejak saya awalnya diumumkan jawaban ini. Di antara perubahan lainnya, potongan-potongan qouted di atas telah dihapus / diubah. Oleh karena itu saya mencontohkan sebagian besar jawaban ini dan merekomendasikan merujuk pada artikel Wikipedia yang tertaut di atas.

GummiV
sumber
3
Jawaban yang luar biasa! Saya tidak tahu itu disebut level garis, juga tidak ada perbedaan antara preamp dan amp :)
clabacchio
@clabacchio: Saya juga tidak tahu level garis "membawa sinyal pada amplitudo tetap". Hmm ...
Fizz
Bisakah Anda membersihkan jawaban Anda @GummiV? Ini terutama dinding teks yang dicoret
Petrus Theron
12

Sayangnya ada banyak "audiophile" omong kosong di sekitar amplifier headphone dan impedansi headphone. Mungkin 5 hasil teratas untuk "impedansi headphone" di Google salah besar. Situs ini berisi beberapa informasi yang berguna (walaupun banyak juga yang salah).

Tetapi bagaimanapun juga jika Anda melihat grafik yang saya anggap benar, Anda dapat melihat bahwa dalam rentang frekuensi audio kebanyakan headphone memiliki reaktansi yang cukup kecil dibandingkan dengan resistansi mereka. Dan sebagian besar headphone memiliki impedansi sekitar 16-32 Ohm dengan headphone "audiophile" gila yang memiliki impedansi lebih tinggi (mis. 300 Ohms). Dia menyarankan bahwa 5 mW cukup keras untuk headphone portabel. Headphone Audiophile akan membutuhkan daya yang lebih tinggi.

Daya adalah jadi , jadi headphone impedansi tinggi akan memerlukan tegangan output yang jauh lebih tinggi karena mereka membutuhkan daya lebih dan memiliki impedansi yang lebih tinggi. Bagaimanapun, untuk headphone Sony MDR-EX51 yang ditunjukkan pada halaman yang ditautkan di atas, Anda dapat melihat bahwa mereka cukup dekat dengan resistor 17 Ohm sederhana. Pada 5 mW itu berarti tegangan 0,3 V dan arus 16 mA .V = √P=V2/RV=R∗P

Arduino dapat menyediakan ini dengan cukup mudah, tetapi saya tidak berpikir Anda bisa menghubungkannya ke PWM karena 5V di 17 Ohm menghasilkan 300 mA yang jauh di atas batas 25 mA Arduino. Solusi sederhana mungkin dengan memasukkan resistor 4,7 V / 16 mA = 290 Ohm secara seri dengan pin.

Saya belum mencoba semua ini - Anda harus bereksperimen!

Timmmm
sumber
4
OP ingin beralih dari telepon ke Arduino. Jawaban Anda adalah sebaliknya. Bagaimanapun, itu empat tahun yang lalu. Dia mungkin sudah menikah sekarang dan telah ...
Transistor
3
Ah ya saya salah baca. Tetapi informasinya sama. Dan siapa yang peduli jika usianya 4 tahun? Tidak ada jawaban yang baik dan sangat berperingkat di Google.
Timmmm
Memang, ini jawaban yang berguna. Saya mengukur ~ 0.2Vp-p yang serupa dari output headphone ponsel saya dengan osiloskop dan jawaban ini memberi saya konfirmasi bahwa itu adalah nilai khas.
jpa
7

Tidak ada aturan keras dan cepat untuk jack headphone ; baik itu laptop, pemutar MP3 atau sistem stereo biasa.

Saya akan mengatakan bahwa output headphone khas mematuhi spesifikasi Level Line , meskipun untuk headphone mereka menjadi lebih dari pedoman daripada serangkaian angka yang ketat.

Seperti yang sudah Anda temukan, perangkat yang berbeda memiliki tingkat output yang berbeda.

The kekuatan yang dapat diberikan oleh PC Anda, misalnya, X miliwatt. Karena catu daya PC dapat memberikan 12V ke kartu suara, X mW dapat dihasilkan dengan penekanan pada tegangan daripada arus. Beberapa motherboard kelas atas (papan Asus ROG terbaru, misalnya) memiliki output jack-headphone lebih dari 2V rms.

Pemutar MP3 portabel mungkin hanya memiliki baterai lithium 3.7V. Daya outputnya bisa sebesar X mW sama dengan PC, tetapi pada tegangan yang lebih rendah karena itu arus yang lebih tinggi - tanpa beberapa konverter boost, tidak mungkin untuk menyamai tegangan motherboard high-end yang disebutkan di atas.

Perbedaan mendasar antara 'output headphone' dan 'line out' adalah bahwa yang terakhir tidak dirancang untuk menyalakan beban impedansi rendah. Saya cenderung berasumsi bahwa impedansi input perangkat audio generik menjadi 50 kOhms; jika itu penting untuk diketahui maka biasanya dinyatakan oleh produsen perangkat. Headphone atau earphone dapat serendah 32 Ohm, yang berarti bahwa mencolokkan headphone ke soket Line Out dapat menyebabkan volume dan kualitas buruk. Pada umumnya tidak ada masalah yang sama dengan menghubungkan perangkat level garis ke output headphone kecuali jika Anda mempertimbangkan amplifier headphone khusus; audiophile mungkin berpendapat bahwa output akan menjadi tidak seimbang.

Dengan demikian tidak ada jawaban yang benar. Mungkin mulailah dengan RMS 1.4V sebagai maksimum dan kemudian naik atau turun saat Anda mengerjakan prototipe Anda.

CharlieHanson
sumber
Juga, tegangan keluaran jack heaphone akan tergantung pada pengaturan volume, dan pada sifat suara pada saat Anda mengukurnya.
Peter Bennett
6

Ini di samping jawaban PkP.

Sementara audio "line level" biasanya 1 mW menjadi 600 Ω, dan ini menghasilkan 1,1 V p untuk sinus, audio jauh dari sinus. Sekalipun spesifikasi dipatuhi dan Anda hanya mendapatkan rata-rata 775 mV RMS, puncak dapat jauh lebih tinggi dari 1,1 V. Umumnya baik untuk menerima dan menangani tanpa puncak distorsi setidaknya hingga 5 V.

Olin Lathrop
sumber
Olin benar. Dan untuk peralatan siaran Anda harus menerima level yang jauh lebih tinggi.
PkP
@ PPK: Ya. roda gigi komersial biasanya menggunakan catu daya +/- 15 V untuk antarmuka tingkat saluran.
Dave Tweed
3

Arduino akan membutuhkan tegangan yang lebih tinggi.

Gunakan op amp non pembalik pada saluran yang seharusnya membawa voltase sekitar 2ish Volts, sesuatu yang lebih baik untuk Arduino.

:)

http://www.instructables.com/id/Arduino-Audio-Input/step3/Non-Inverting-Amplifier/

JOA
sumber
Arduino mungkin membutuhkan offset DC yang ditambahkan, tetapi itu mudah dicapai melalui cara pasif. Tergantung pada apa tujuan fungsionalnya, kemungkinan ada ayunan tegangan yang cukup untuk mengukur perbedaan substansial dengan ADC Arduino, atau bahkan ambang batas digital untuk protokol NRZ. Namun, ya, untuk kesetiaan analog tertinggi pre-amp mungkin diperlukan untuk memanfaatkan seluruh rentang ADC, dan mungkin lebih murah atau setidaknya lebih mudah untuk sumber daripada transformator audio hari ini.
Chris Stratton