Paso 3: Paso a tensión: construir un transformador
Teoría: Un "transformador" es un par de inductores de interacción: es un par de bobinas de alambre, cuyos campos magnéticos afectan unos a otros y así interactúan cuyos flujos eléctricos. En concreto, se ejecutarán entrada actual a través de un inductor (bobina de alambre alrededor de un núcleo), conocida como la "bobina primaria". Será viento una bobina separada de alambre alrededor de esa misma base, concéntrico con alambre magnético. Esta segunda bobina (la "bobina secundaria") será nuestra salida.
Podemos calcular los parámetros de nuestra bobina primaria reconociendo primero que queremos que coincida con la impedancia del teléfono (15Ω). Con el fin de coincidir con la impedancia del teléfono para la transferencia de potencia máxima, la impedancia de la AC del inductor primario (wL: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/impl.html) también debe ser igual a 15Ω. Elegimos para el diseño de un inductor para una frecuencia de 20 kHz, salida porque estaba dentro de las capacidades de nuestro dispositivo.
Conocer la impedancia y la frecuencia pasando por nuestro inductor, decidimos la inductancia de la bobina primaria para microH 119 (L = 15Ω / (2 * pi * 20KHz)). De la inductancia primaria, decidimos que queremos un 1:20 vuelta relación a nuestro inductor secundario para amplificar el original 269 mV desde el teléfono por una magnitud de 20 a un 5,38 predicha V que puede satisfacer los rieles de la mayoría de los dispositivos. Algunas notas a tener en cuenta:
- La gama audible se encuentra entre 16 Hz y 20 kHz. Se trata de una frecuencia relativamente baja, lo que significa que queremos hacer un transformador con un núcleo de ferrita. (Las frecuencias más altas requieren un núcleo laminado).
- Queremos a nuestra tensión a una tensión de riel. El cambio en el voltaje tendrá la misma proporción como la relación entre el número de vueltas y además las impedancias de los devanados primario y secundarios
Nota: conservación de la energía todavía está en efecto, a pesar de que parece como magia para aumentar el voltaje; la corriente disminuye proporcionalmente.
Práctica: La impedancia de nuestra tarjeta de sonido es 15Ω, por lo que la impedancia de nuestro inductor primario es idealmente 15Ω también (la impedancia del inductor de la gran medida compense impedancia generada por otros componentes en esta sección del circuito, por lo que es el único que tiene que preocuparse).
En la práctica, nos dimos cuenta de que un transformador con un 1:20 girar a la relación y una inductancia primaria 119 microH sería extremadamente difícil de hacer desde cero como sería ser bobina bobinas a mano. Por lo tanto estamos comprometidos con un 1.5mH pre-fabbed inductor secundario y nuestro propio inductor primario (microH 95) de la herida. Sentíamos que estábamos en el estadio de béisbol de los valores ideales para proceder. Si desea resultados más precisos, se requiere más exactitud.
La tensión resultante después de nuestro transformador no realmente nos proporciona una amplificación de 20 x de nuestra entrada. Razones para esta discrepancia son todavía un poco brumosos y pueden atribuirse a la imprecisión de nuestras piezas hechas en casa.
"Recorte" se produce si la potencia es muy alta; ver la última foto con las formas de onda funky. Si usted consigue una salida como esta, disminuye la potencia hasta que tenga una salida más suave. Para nosotros, el 55% de volumen completo (680 mV en) de la entrada nos dio una salida limpia de 1.88 V en 20780 Hz, una amplificación de 2.8 x.
