Stap 3: Spanning opvoeren: bouwen van een transformator
Theorie: Een "transformator" is een paar inductoren interactie: het is een aantal spoelen van draad waarvan magnetische velden elkaar beïnvloeden, en dus waarvan elektrische stromen interactie. In het bijzonder zullen we lopen Ingangsstroom door middel van een spoel (coil van draad rond een kern), bekend als de "primaire liquidatie". We zullen een aparte spoel van draad rond dat dezelfde kern, wind concentrisch met behulp van magnetische draad. Deze tweede spoel (de "secundaire liquidatie") zullen onze productie.
De parameters van onze primaire liquidatie door de erkenning van de eerste die we willen overeenkomen met de impedantie van de telefoon (15Ω) kunnen we berekenen. Om te voldoen aan de impedantie van de telefoon voor de maximale machtsoverdracht, de AC heeft een impedantie van de primaire spoel (wL: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/impl.html) ook moet gelijk zijn aan 15Ω. We kiezen voor het ontwerpen van een spoel voor een uitvoerfrequentie van 20 kHz want het was binnen de mogelijkheden van onze apparaat.
Het kennen van de impedantie en frequentie gaan door onze spoel, besluiten we de zelfinductie van onze primaire ontbinding te 119 microH (L = 15Ω / (2 * pi * 20 kHz)). Van de primaire inductie, besluiten we dat we een 1:20 zetten in verhouding tot onze secundaire spoel willen om het versterken van de oorspronkelijke 269 mV uit de telefoon met een grootte van 20 naar een voorspelde 5.38 V die kan voldoen aan de rails van de meeste apparaten. Sommige nota's in gedachten te houden:
- Het hoorbare bereik ligt tussen 16 Hz en 20 kHz. Dit is een relatief lage frequentie, wat betekent dat we willen maken van een transformator met een kern van ferriet. (Hogere frequenties vereisen een gelamineerde kern.)
- Wij willen onze spanning stap met een spanning van de rail. De verandering in spanning zal hebben dezelfde verhouding als de verhouding tussen het aantal bochten en ook de impedances van de primaire en secundaire wikkelingen
Opmerking: behoud van energie is nog steeds van kracht, hoewel het lijkt magie om het verhogen van de spanning; de huidige wordt proportioneel verlaagd.
Praktijk: De impedantie van onze geluidskaart is 15Ω, dus de impedantie van onze primaire spoel een ideale 15Ω ook is (de impedantie van de spoel aanzienlijk zwaarder weegt dan de impedantie gecreëerd door andere componenten in dit gedeelte van het circuit, dus het is de enige die we over moet ongerust maken).
In de praktijk realiseerden we ons dat een transformator met een 1:20 verhouding en een primaire zelfinductie van 119 microH zou zeer moeilijk te maken vanaf nul, als we zouden het wikkelen van spoelen met de hand. Dus wij met een pre-fabbed 1.5mH gecompromitteerd secundaire spoel en wond van onze eigen primaire spoel (95-microH). We vonden we binnen de marge van de ideale waarden om verder te gaan. Als u nauwkeuriger resultaten wenst, moet meer nauwkeurigheid.
De resulterende spanning na onze transformator hebben ons geen daadwerkelijk verstrekt met een 20 x versterking van onze inbreng. Redenen voor deze discrepantie nog steeds licht mistige en kunnen worden toegeschreven aan de onnauwkeurigheid van onze zelfgemaakte delen.
"Knippen" treedt op als de stroom te hoog is; Zie de laatste foto met de funky golfvormen. Als u een output zoals dit, verkleinen de kracht totdat u beschikt over een soepeler uitgang. Voor ons, 55% van de volledige volume (680 mV in) van de audio-ingang gaf ons een schone output van 1,88 V bij 20780 Hz, een 2,8 x versterking.
