¿Cuál es el rango de voltaje de una toma de auriculares estándar de un teléfono?

43

Quiero conectar la salida del conector de audio de un iPhone a un Arduino.

¿Qué rango de voltaje puedo esperar ver en las líneas de audio del iPhone? Supongo que subir el volumen del teléfono producirá un alto voltaje de CA, pero ¿a qué altura aumenta?

Quiero asegurarme de que no supere el nivel de voltaje que un Arduino puede leer en sus pines de entrada. ¿Tendré que proporcionar algún circuito entre el iPhone y el Arduino?

— manuelBetancurt
fuente

1

Esta pregunta no tiene sentido sin explicar qué desea que haga el arduino con la señal de audio. En cualquier caso, probablemente necesite acoplar la señal de audio de CA y agregar 1/2 voltaje de suministro en el lado del arduino.

— Olin Lathrop

Medí un iPod 3 a aproximadamente un voltio pico a pico.

— user207421

Suministra 5V. a una baja tasa de amperios.

— Alex

1

@Alex, ¿qué significa eso?

— CharlieHanson

3

¿Qué es un conector de MP3? La salida de línea (especificaciones comerciales, no especificaciones de transmisión) impulsa una carga de 1 milivatio a 600 ohmios (0,77 voltios RMS; 2,2 voltios pico a pico)

— PkP

19

La especificación de salida comercial es poder conducir 1 milivatio a una carga de 600 ohmios. Para una onda sinusoidal, esto significa un voltaje de 0,77 voltios RMS (2,2 voltios pico a pico) y una corriente de 1,3 miliamperios RMS (3,6 miliamperios pico a pico).

— PkP
fuente

1

Los niveles de salida de línea son muy diferentes de los niveles de auriculares; Las impedancias de los auriculares van desde 600Ω hasta 8Ω.

— uint128_t

@Uint, correcto. Y es por eso que no hay un estándar para la salida de auriculares, si no toma la Norma Europea EN60065 como tal. Esa norma es para la protección auditiva y, desde la memoria, recuerdo que limita la salida de los auriculares a algo así como 150 milivoltios si no se conocen las propiedades de los auriculares conectados.

— PkP

Buena respuesta, pero ¿puedes citar alguna fuente para esto?

— Elliott B

@ElliottB Es posible que desee leer en.wikipedia.org/wiki/Alignment_level pero lo más importante es: ¿qué pretende hacer? Debido a que la antigua especificación de línea 0dBU (0.77VRMS) es realmente antigua y hoy en día todos los fabricantes (fuera del campo de la transmisión de todos modos) lo hacen en cualquiera de una multitud de formas semialeatorias, dependiendo de cuál sea el nivel de voltaje de potencia analógico. producto particular. ¿Con qué quieres / necesitas / te gusta ser compatible?

— PkP

13

Echa un vistazo: http://en.wikipedia.org/wiki/Line_level

El nivel nominal más común para equipos de audio de consumo es −10 dBV, ... Expresado en términos absolutos, una señal a −10 dBV es equivalente a una señal de onda sinusoidal con una amplitud máxima de aproximadamente 0.447 voltios, o cualquier señal general a 0.316 voltios raíz cuadrada media (VRMS). ... No hay un máximo absoluto, y depende del diseño del circuito.

~~Sin embargo, esto es para el conector "Line out" que, aparentemente, transmite una señal a una amplitud fija y permite que el extremo receptor determine el volumen.~~

~~En la mayoría de los casos, cambiar la configuración de volumen en el equipo fuente no varía la intensidad de la señal de salida de línea.~~

Para un conector de auriculares con altavoz, creo que las cosas podrían complicarse más, ya que esa señal es realmente más bien una señal de corriente (utilizada para controlar la bobina de un altavoz).

En contraste con el nivel de línea, hay ... aquellos que se usan para manejar auriculares y altavoces. La intensidad de las diversas señales no se correlaciona necesariamente con el voltaje de salida de un dispositivo; también depende de la impedancia de salida de la fuente que determina la cantidad de corriente disponible para manejar diferentes cargas.

Supongo que su mejor opción podría ser mirar la onda con un osciloscopio, que debería tener una entrada de alta impedancia como la entrada analógica (ADC) de Arduino.

(No soy un experto, tome con un grano de sal y no dude en editar)

Editar: El artículo de Wikipedia que utilicé como fuente ha sido editado mucho desde que originalmente publiqué esta respuesta. Entre otros cambios, las piezas expuestas anteriormente se han eliminado / cambiado. Por lo tanto, estoy sorprendiendo la mayor parte de esta respuesta y recomiendo consultar el artículo de Wikipedia vinculado en la parte superior.

— GummiV
fuente

3

Respuesta impresionante! No sabía que se llamaba nivel de línea, ni la diferencia entre un preamplificador y un amplificador :)

— clabacchio

@clabacchio: Tampoco sabía que el nivel de línea "transporta una señal a una amplitud fija". Hmm ...

— Fizz

¿Podrías aclarar tu respuesta @GummiV? Es principalmente un muro de texto tachado

— Petrus Theron

12

Desafortunadamente, hay muchas tonterías "audiófilas" alrededor de los amplificadores de auriculares y la impedancia de los auriculares. Probablemente los 5 mejores resultados para "impedancia de auriculares" en Google son simplemente incorrectos. Este sitio contiene información útil (aunque mucha de ella también está mal).

Pero de todos modos, si observa los gráficos que supongo que son correctos, puede ver que en el rango de frecuencia de audio la mayoría de los auriculares tienen una reactancia bastante pequeña en comparación con su resistencia. Y la mayoría de los auriculares tienen una impedancia de alrededor de 16-32 ohmios con algunos auriculares "audiófilos" locos que tienen una mayor impedancia (por ejemplo, 300 ohmios). Sugiere que 5 mW es lo suficientemente alto para auriculares portátiles. Los auriculares audiófilos requerirán una mayor potencia.

$P=V^2 / R$ $V = \sqrt{R*P}$

Un Arduino puede suministrar esto con bastante facilidad, pero no creo que pueda conectarlo a PWM ya que 5V a través de 17 Ohms da 300 mA, que está muy por encima del límite de 25 mA de Arduino. Una solución simple puede ser insertar una resistencia de 4.7 V / 16 mA = 290 Ohm en serie con el pin.

No he probado nada de esto, ¡tendrás que experimentar!

— Timmmm
fuente

44

El OP quería pasar del teléfono a Arduino. Tu respuesta es al revés. De todos modos, eso fue hace cuatro años. Probablemente ahora esté casado y tenga ...

— Transistor

3

Ah sí, lo he leído mal. Pero la información es la misma. ¿Y a quién le importa si tiene 4 años? No hay buenas respuestas y está altamente clasificado en Google.

— Timmmm

De hecho, esta es una respuesta útil. Medí similar ~ 0.2Vp-p de la salida de auriculares de mi teléfono con osciloscopio y esta respuesta me confirmó que es un valor típico.

— jpa

7

No existe una regla estricta para las tomas de auriculares ; ya sea una computadora portátil, reproductor de MP3 o un sistema estéreo normal.

Diría que una salida de auriculares típica cumple con las especificaciones de nivel de línea , aunque para los auriculares se convierten más en una guía que en un conjunto estricto de cifras.

Como ya ha descubierto, los diferentes dispositivos tienen diferentes niveles de salida.

La potencia que puede proporcionar su PC es, por ejemplo, X milivatios. Como la fuente de alimentación de la PC puede ceder 12V a la tarjeta de sonido, el X mW bien podría generarse con un énfasis en el voltaje en lugar de la corriente. Algunas placas base de gama alta (las últimas placas Asus ROG, por ejemplo) cuentan con una salida de auriculares de más de 2V rms.

Un reproductor de MP3 portátil solo puede tener una batería de litio de 3.7V. Su potencia de salida podría ser la misma X mW que la PC, pero a un voltaje más bajo, por lo tanto, una corriente más alta: sin algunos convertidores de refuerzo, sería imposible igualar el voltaje de la placa base de gama alta antes mencionada.

Una diferencia fundamental entre una 'salida de auriculares' y una 'salida de línea' es que esta última no está diseñada para alimentar una carga de baja impedancia. Tiendo a suponer que la impedancia de entrada de un dispositivo de audio genérico es de 50kOhms; Si alguna vez es crítico saberlo, generalmente lo indica el fabricante del dispositivo. Los auriculares o auriculares pueden ser tan bajos como 32 ohmios, lo que significa que enchufar los auriculares a una toma de salida de línea podría dar como resultado un volumen pobre y una calidad deficiente. En general, no existe el mismo problema al conectar un dispositivo de nivel de línea a una salida de auriculares a menos que considere un amplificador de auriculares dedicado; un audiófilo podría argumentar que la salida se volvería desequilibrada.

Por lo tanto, no hay una respuesta correcta. Quizás comience con 1.4V RMS como máximo y luego aumente o disminuya a medida que trabaja en su prototipo.

— CharlieHanson
fuente

Además, el voltaje de salida de una toma de auriculares dependerá de la configuración del volumen y de la naturaleza del sonido en el momento en que lo mida.

— Peter Bennett

6

Esto se suma a la respuesta de PkP.

Mientras que el audio de "nivel de línea" es típicamente de 1 mW a 600 Ω, y esto llega a 1.1 V p para un seno, el audio está lejos de ser un seno. Incluso si se cumplen las especificaciones y solo obtiene 775 mV RMS en promedio, los picos pueden ser considerablemente más altos que 1.1 V. En general, es bueno aceptar y manejar sin picos de distorsión de hasta ± 5 V al menos.

— Olin Lathrop
fuente

Olin está en lo correcto. Y para el equipo de transmisión debe aceptar niveles considerablemente más altos.

— PkP

@PkP: Sí los equipos comerciales generalmente usan fuentes de alimentación de +/- 15 V para interfaces de nivel de línea.

— Dave Tweed

3

El arduino necesitaría un voltaje más alto.

Use un amplificador OP no inversor en la línea que debería llevar el voltaje a aproximadamente 2ish voltios, algo que es mejor para el arduino.

:)

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

— JOA
fuente

El Arduino probablemente necesita una compensación de CC agregada, pero eso se logra fácilmente por medios pasivos. Dependiendo de cuál sea el objetivo funcional, es probable que haya suficiente oscilación de voltaje para medir diferencias sustanciales con el ADC de Arduino, o incluso el umbral digital para un protocolo NRZ. Sin embargo, sí, para obtener la mayor fidelidad analógica, podría ser necesario un preamplificador para utilizar todo el rango de ADC, y es probablemente más barato o al menos más fácil de obtener que un transformador de audio en estos días.

— Chris Stratton