对于硬件工程师来说,或多或少会接触到音频电路,其中耦合电容是必不可少的。
说到这个耦合电容器,我们都知道它的功能是隔离交通。然而,我们发现在不同的电路中,这个电容器的值是不同的,差相当大,小点借0.1uF,大点的都接到了100uF。
自然不能统一,否则就不会统一。那么这些电容值是怎么来的呢?主要与后输入阻抗有关,如下图所示:
耦合电容和后级形成RC高通滤波器,正常情况下,我们需要耦合音频的每个频率分量ex=ey。需要这么长时间的截止频率小于有用信号的最低频率。如果截止频率过高,低频的声音重量就会衰减。
截止频率
f=1/2πRC
,若后级为音频放大器,则R为放大器输入阻抗,R芯片选择后,一般没有办法改变值,所以只能选择C值。
我们之所以看到各种音频耦合电容的值,是因为。
以下图TI的音频芯片TLV320AIC3254为例:
麦克风连接的耦合电容为0.1uF,耳机耦合电容为47uF。
上图IN1和IN2接麦克风,拾取人声,有效频率300hz-3.4Khz,最低为300Hz。查看TLV320AIC3254规格书可知IN1/IN2的输入阻抗Rin最小为10Khz,耦合电容取0.1uF,根据高通滤波器公式计算的截止频率为159.2Hz。所以0.1uF电容合理。
耳机输出端接耳机,耳机阻抗一般为16Ω,32Ω或64Ω。以R=16Ω,C=47uF计算的截止频率为211.7Hz,也是小于300hz是的。这就是为什么接耳机输出要选择这么大的电容。
因此,在设计电路时,:
首先,确定传输信号的最低有效频率F;
二是确定后电路的输入阻抗R;
第三,根据
f=1/2πRC
计算C值;
第四,根据计算C的值选择合适的电容值,实际选择的电容值一般优于C。毕竟截止频率也是衰减3db而且电容器一般偏差20%。
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