Najlepsza odpowiedź
Z twojego komentarza do mojej pierwszej odpowiedzi odnoszę wrażenie, że pytanie, na które naprawdę chcesz odpowiedzieć, brzmi mniej więcej tak: „Kiedy podłączam słuchawki do wyjść liniowych fragmentu audio sprzęt za pośrednictwem adaptera RCA do gniazda jack 3,5 mm, dlaczego generuje dźwięk, ale nie może być bardzo głośny? ” Czy to masz na myśli?
Usunąłem moją poprzednią odpowiedź. Oto nowy, zakładając, że teraz rozumiem, co robisz i co chcesz wiedzieć:
Jesteś niechlujny (i dezorientujący), nazywając gniazdo 3,5 mm „audio 35 mm” , ponieważ 35 mm to szerokość filmu, która nie ma nic wspólnego z dźwiękiem. A pytanie, dlaczego coś „nie będzie miało zbyt dużej mocy”, nie jest tym samym, co pytanie „dlaczego moc (lub głośność) jest niska”. Oba mogą być zrozumiałe, jeśli wyjaśnisz sytuację, ale nie wyjaśniłeś też, co masz na myśli, mówiąc „nawróć się”. Nic dziwnego, że ludzie źle to zrozumieli.
A teraz do technicznej odpowiedzi: wyjścia liniowe są zaprojektowane tak, aby zasilać inny stopień wzmacniający, przedwzmacniacz lub wzmacniacz mocy. Poziom napięcia wynosi zwykle 1–2 V RMS, a impedancja źródła może sięgać nawet 1000 omów. Oznacza to, że wyjście liniowe może być sterowane przez stosunkowo mały tranzystor małej mocy. Przy zasilaniu wejścia o typowej minimalnej impedancji wynoszącej 10000 omów prawie nie ma spadku napięcia na wyjściu liniowym.
Jednak typowe słuchawki przeznaczone do użytku ze smartfonami lub tabletami mają znacznie niższą impedancję, zwykle około 32 omów. . po podłączeniu takiej impedancji do wyjścia liniowego za pomocą pasywnego adaptera, 32 omy impedancji słuchawek są połączone szeregowo z impedancją 1000 omów wyjścia liniowego, co daje łączną impedancję 1032 omów. Przy tej całkowitej impedancji prąd pobierany z wyjścia linii będzie mniejszy niż 2 mA przy napięciu wyjściowym 2 V.
Napięcie wyjściowe jest dzielone między dwie impedancje proporcjonalnie do ich wartości; jeśli maksymalne napięcie wyjściowe wynosi 2 V RMS, wówczas impedancja źródła spada o 1,94 wolta, a słuchawki otrzymują tylko 62 miliwolty. 62 mv przy 32 omach to tylko 0,12 miliwata mocy elektrycznej docierającej do słuchawek – wystarczy, aby wytworzyć jakiś dźwięk, ale niezbyt głośny. Ponadto prąd wyjściowy 2 mA jest większy niż wyjście liniowe, które ma dostarczyć, więc dźwięk może być zniekształcony.
Twoje słuchawki są w rzeczywistości zaprojektowane do napędzania przez wzmacniacz, który może dostarczyć około to samo napięcie, ale o wiele większy prąd i znacznie niższa impedancja wyjściowa. Na przykład załóżmy, że masz wzmacniacz słuchawkowy, którego impedancja wyjściowa wynosi 1 om. Całkowita impedancja wyjścia i słuchawek wynosi teraz 33 omy. Przy napięciu wyjściowym 2 V ze wzmacniacza popłynie 61 mA prądu – około 30 razy więcej niż prąd uzyskany z wyjścia liniowego. Ponadto, teraz prawie całe napięcie wyjściowe jest doprowadzane do słuchawek: 1,94 V. Przy tym napięciu i prądzie słuchawki otrzymują 118 mW mocy elektrycznej, prawie 1000 razy więcej niż otrzymały z wyjścia liniowego. Utrzymując takie samo napięcie, ale zmniejszając impedancję wyjściową, udostępniliśmy słuchawkom 1000 razy większą moc. Potrzebowaliśmy jednak innego wzmacniacza zaprojektowanego tak, aby dostarczał 30 razy więcej prądu na wyjściu.
W rzeczywistości 120 mW to zdecydowanie za dużo mocy dla większości słuchawek, które mogą wytworzyć około 100 dB poziom dźwięku przy zaledwie 1 mW wejścia. Tak więc w typowej pracy wzmacniacz słuchawkowy potrzebuje napięcia wyjściowego około 0,2 V, aby zapewnić słuchawki powyżej 1 mW do 32 omów. Z drugiej strony niektóre słuchawki (szczególnie te nieprzeznaczone do użytku przenośnego) mają wyższą impedancję, 300 lub nawet 600 omów. Aby zapewnić 1 mW mocy słuchawkom 600 omów, wzmacniacz słuchawkowy musi generować prawie 0,8 V, chociaż przy niższym prądzie. Aby poradzić sobie z szerokim zakresem impedancji słuchawek, oddzielne wzmacniacze słuchawkowe zwykle zapewniają napięcie co najmniej 1-2 V RMS (wystarczające dla telefonów o wysokiej impedancji), a także prąd 50+ mA (wystarczający dla telefonów o niskiej impedancji) i niską impedancję wyjściową (najlepiej omy dla wysokiego współczynnika tłumienia).
To prosta różnica między wyjściem liniowym a wyjściem słuchawkowym. Są też inne problemy. Wyjście liniowe może zakładać, że wejście następnego urządzenia jest w przybliżeniu rezystancyjne, z mniej więcej stałą impedancją, więc nie trzeba robić nic niezwykłego, aby wzmacniacz wyjścia liniowego radził sobie z dziwnymi obciążeniami. Słuchawki nie są obciążeniami rezystancyjnymi, a wzmacniacz słuchawkowy musi być zaprojektowany tak, aby pozostawał stabilny, bez przesterowania lub oscylacji, ponieważ słuchawki różnią się bardzo pod względem impedancji w zakresie częstotliwości audio, a także są indukcyjne przy niektórych częstotliwościach i pojemnościowe w innych. Jeśli wyszukasz w Google hasło „stabilność wzmacniacza słuchawkowego”, znajdziesz wystarczająco dużo odniesień, aby zająć się czytaniem przez długi czas.
Odpowiedź
Istnieje kilka standardów, z których napięcie około 0,5 V jest jednym z wcześniejszych. Różnica polega na tym, że wyjście słuchawkowe będzie w stanie podać to napięcie do rezystancji o małej wartości … powiedzmy 600 omów, gdzie „wyjście liniowe” może podawać tylko 47 kiloomów.