與以前的測試要求和方法相比,當前使用 32 歐姆負載的耳機端口測試提出了新的挑戰。當前的 Microsoft Windows 徽標計劃版本 3 要求在整個 20Hz 到 20KHz 帶寬上進行串擾測試,而不是簡單地在 1KHz 或 10KHz 處進行串擾測試。不幸的是,由于低阻抗負載引起的高電流,我們不能再忽視與布線和連接器阻抗相關的返回路徑阻抗的影響。盡管大多數系統比所提供的模型更復雜,但我們可以了解選擇好的連接器和降低整體返回路徑阻抗的重要性。
耳機端口的簡要概述
讓我們看一個簡化的耳機端口。(圖 1 - 簡化電路)耳機放大器(編解碼器或分立放大器)將一條走線驅動到耦合電容器,將另一條走線驅動到插孔。放大器有輸出阻抗,走線有一定的阻抗,插孔也是。電容器具有頻率相關阻抗。為了進一步簡化我們的分析,我們將忽略除電容器之外的所有這些電路元件的復雜部分(電感和電容),而只關注其阻抗的實部(電阻)。幸運的是,這不會顯著改變我們的結果。
簡化電路
簡化為用于仿真的等效電路為了將系統簡化為易于模擬的東西,我們將許多電阻組合在一起。放大器的輸出電阻、走線電阻、插頭接觸電阻、電纜電阻和測試設備連接器電阻將由放置在放大器輸出端的集總電阻 Rs 表示。系統接地阻抗、套管接觸電阻、電纜電阻以及負載公共點和返回引腳之間的電阻將由放置在系統接地點的 Rg 表示。
減少單頻計算
如上圖所示,串擾在整個頻率范圍內相當恒定,實際上在低端有所改善,因為交流耦合電容導致幅度響應降低。因此,在任一頻率下,我們都可以在 RS 上增加交流耦合電容,進一步減少電路和輔助計算。最終的等效電路如下所示。
最終簡化電路
插孔接觸電阻和電纜電阻對串擾有什么影響?
通常,返回路徑本身的電阻非常低,因為我們經常使用地平面以及插孔和音頻設備之間的短距離。但是,通常需要將某些插孔(例如臺式 PC 中的前面板插孔)放置在遠離音頻設備的位置。最小化電纜和連接器阻抗至關重要。即便如此,返回路徑阻抗的最大貢獻因素是 3.5 毫米立體聲插孔中套管連接的接觸阻抗。典型設備的接觸阻抗范圍從 30 毫歐到 100 毫歐(最大值)。不幸的是,即使是幾十毫歐也會導致系統表現出超過 -70dB 的串擾(一個共同目標),如下圖所示。
源阻抗有影響嗎?
自然,但這種影響通常很小,除非輸出阻抗與負載阻抗相比較大,這是不推薦的。32 歐姆負載的串擾與源阻抗的關系圖顯示了大輸出阻抗可能帶來的好處,但大部分輸出功率永遠不會到達負載,并且會以熱量而非聲音的形式消散。
返回路徑阻抗,而不是音頻設備的固有串擾,通常是現代系統中低阻抗(耳機)串擾性能的限制因素。需要仔細注意布線和連接器,以滿足當前對 PC 行業施加的嚴格要求。具體來說,選擇 3.55 毫米插孔,保證接觸阻抗小于 10 毫歐,并確保前面板連接器的任何額外布線和連接器阻抗增加的返回路徑阻抗小于 30 毫歐。
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