Beste Antwort
Aus Ihrem Kommentar zu meiner ersten Antwort ergibt sich der Eindruck, dass die Frage, auf die Sie tatsächlich eine Antwort wünschen, etwa so lautet: „Wenn ich einen Kopfhörer an die Line-Ausgänge eines Audiostücks anschließe Geräte über einen Cinch-zu-3,5-mm-Klinkenadapter. Warum wird ein Ton erzeugt, der jedoch nicht sehr laut sein kann? “ Meinst du das?
Ich habe meine vorherige Antwort gelöscht. Hier ist eine neue, vorausgesetzt, ich verstehe jetzt, was Sie tun und was Sie wissen möchten:
Sie sind schlampig (und verwirrend), wenn Sie die 3,5-mm-Buchse als „35-mm-Audio“ bezeichnen. , da 35 mm eine Filmbreite ist, die nichts mit Audio zu tun hat. Und zu fragen, warum etwas „nicht zu viel Leistung sein wird“, ist nicht dasselbe wie zu fragen, „warum die Leistung (oder Lautstärke) niedrig ist“. Beides mag verständlich sein, wenn Sie die Situation erklärt haben, aber Sie haben auch nicht erklärt, was Sie mit „konvertieren“ gemeint haben. Kein Wunder, dass die Leute falsch verstanden haben.
Nun zur technischen Antwort: Die Line-Ausgänge sind so ausgelegt, dass sie in eine andere Verstärkerstufe, entweder einen Vorverstärker oder einen Leistungsverstärker, eingespeist werden. Der Spannungspegel beträgt typischerweise 1–2 V RMS mit einer Quellenimpedanz, die bis zu 1000 Ohm betragen kann. Dies bedeutet, dass der Leitungsausgang von einem relativ kleinen Transistor mit geringer Leistung angesteuert werden kann. Wenn ein Eingang mit einer typischen Mindestimpedanz von 10.000 Ohm gespeist wird, tritt fast kein Spannungsabfall im Leitungsausgang auf.
Typische Kopfhörer, die für die Verwendung mit Smartphones oder Tablets entwickelt wurden, haben jedoch eine viel niedrigere Impedanz, typischerweise um 32 Ohm . Wenn Sie eine solche Impedanz mit einem passiven Adapter an den Leitungsausgang anschließen, wird die 32-Ohm-Kopfhörerimpedanz in Reihe mit der 1000-Ohm-Impedanz des Leitungsausgangs geschaltet, was eine Gesamtimpedanz von 1032 Ohm ergibt. Mit dieser Gesamtimpedanz beträgt der vom Leitungsausgang entnommene Strom bei einer Ausgangsspannung von 2 V weniger als 2 mA.
Die Ausgangsspannung wird zwischen den beiden Impedanzen proportional zu ihrem Wert aufgeteilt. Wenn die maximale Ausgangsspannung 2 V RMS beträgt, fallen 1,94 Volt über die Quellenimpedanz ab und die Kopfhörer erhalten nur 62 Millivolt. 62 mV bei 32 Ohm sind nur 0,12 Milliwatt elektrische Leistung, die den Kopfhörer erreicht – genug, um etwas Ton zu erzeugen, aber nicht sehr laut. Darüber hinaus sind die 2 mA Ausgangsstrom höher als der Netzausgang vorgesehen ist, sodass das Audio möglicherweise verzerrt ist.
Ihre Kopfhörer sind tatsächlich so ausgelegt, dass sie von einem Verstärker angesteuert werden, der ungefähr den Strom liefern kann gleiche Spannung, aber viel mehr verfügbarer Strom und eine viel niedrigere Ausgangsimpedanz. Angenommen, Sie haben einen Kopfhörerverstärker mit einer Ausgangsimpedanz von 1 Ohm. Die Gesamtimpedanz von Ausgang plus Kopfhörer beträgt jetzt 33 Ohm. Bei einer Ausgangsspannung von 2 V vom Verstärker fließen 61 mA Strom – etwa das 30-fache des vom Netzausgang erhaltenen Stroms. Außerdem wird jetzt fast die gesamte Ausgangsspannung an die Kopfhörer angelegt: 1,94 V. Mit dieser Spannung und diesem Strom erhalten die Kopfhörer 118 mW elektrische Leistung, fast 1000-mal mehr als am Netzausgang. Indem wir die Spannung gleich halten, aber die Ausgangsimpedanz verringern, haben wir den Kopfhörern 1000-mal mehr Strom zur Verfügung gestellt. Wir brauchten jedoch einen anderen Verstärker, der 30-mal so viel Strom an den Ausgang liefert.
Tatsächlich sind 120 mW für die meisten Kopfhörer viel zu viel Leistung, da sie mit nur 1 einen Schallpegel von etwa 100 dB erzeugen können mW Eingang. Im typischen Betrieb benötigt ein Kopfhörerverstärker eine Ausgangsspannung von etwa 0,2 V, um Kopfhörer mit mehr als 1 mW bis 32 Ohm bereitzustellen. Andererseits haben einige Kopfhörer (insbesondere solche, die nicht für den tragbaren Gebrauch bestimmt sind) eine höhere Impedanz von 300 oder sogar 600 Ohm. Um einen 600-Ohm-Kopfhörer mit 1 mW zu versorgen, muss der Kopfhörerverstärker fast 0,8 V ausgeben, wenn auch mit einem geringeren Strom. Um einen weiten Bereich von Kopfhörerimpedanzen zu handhaben, liefern separate Kopfhörerverstärker normalerweise eine Effektivspannung von mindestens 1–2 V (ausreichend für Telefone mit hoher Impedanz) sowie einen Strom von mehr als 50 mA (ausreichend für Telefone mit niedriger Impedanz) und eine niedrige Ausgangsimpedanz (vorzugsweise Ohm für einen hohen Dämpfungsfaktor).
Das ist der einfache Unterschied zwischen einem Leitungsausgang und einem Kopfhörerausgang. Es gibt auch andere Probleme. Ein Line-Ausgang kann davon ausgehen, dass der Eingang des nächsten Geräts ungefähr resistiv ist und eine ungefähr konstante Impedanz aufweist. Daher muss nichts Ungewöhnliches getan werden, damit der Line-Ausgangsverstärker seltsame Lasten handhabt. Kopfhörer sind keine ohmschen Lasten, und ein Kopfhörerverstärker muss so konstruiert sein, dass er stabil bleibt, ohne zu übersteuern oder zu schwingen, da die Impedanz der Kopfhörer über den Audiofrequenzbereich stark variiert und bei einigen Frequenzen induktiv und bei anderen kapazitiv ist. Wenn Sie bei Google nach „Stabilität des Kopfhörerverstärkers“ suchen, finden Sie genügend Referenzen, um lange mit dem Lesen beschäftigt zu sein.
Antwort
Es gibt einige Standards, wobei eine Spannung von etwa 0,5 V eine der früheren ist. Der Unterschied besteht darin, dass ein Kopfhörerausgang diese Spannung in einen Widerstand mit kleinem Wert umwandeln kann. Sagen wir 600 Ohm, wobei „Line Out“ nur 47 k Ohm speist.