Kleiner Verstärker mit 2W (TDA, ...)

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Kleiner Verstärker mit 2W (TDA, ...)

Neuer Beitragvon laemmen am Sonntag 19. August 2012, 14:46

Moin,

ich suche eine (BAT) Schaltung für einen Audio-Verstärker, den ich an mein iPhone/MP3-Player etc. hängen kann. Wünschenswert wären 2W. Optional als Stereo-Version, darf aber auch Mono sein, dann baue ich die Schaltung einfach zweimal.

Ich bin über diese 'konventionelle' Schaltung für ~2W auf 12V (3W/18V) gestolpert, die fast komplett aus Transitoren und Widerständen besteht und eine "gute Klangqualität" verspricht (?).

Natürlich bin ich bei meinen Recherchen auch auf diverse IC's gekommen, darunter TDA 7267/7056/... Gesucht habe ich nach Low Voltage Audio Amplifier. Da ich nur unzureichende Kenntnisse im Audio-Bereich habe, kann ich nicht beurteilen welche Variante/IC für mein Vorhaben gut geeignet ist.

Natürlich erwarte ich keine HiFi-Lösung auf Knopfzelle, ich suche etwas gutes zum selber bauen, das unter Batteriebedingungen (6xAA = 7,2 - 8,64V) realisierbar ist. Ich würde die Spannung auf 6-7V regeln (low drop vr).

Diesen Lautsprecher (2W Nennbelastung, 3W Musikbelastung, 200 - 15.000 Hz, 8Ohm) habe ich mir rausgesucht. Breitbandlautsprecher sollten es doch sein? Ich weiß nicht wie sinnvoll es ist, eine Unterteilung in Hoch-, Mittel- und Tieftöne zu machen und entsprechende Lautsprecher zu verbauen - die Akkus wären wohl ziemlich schnell leer.

Einen Poti zur Eingangsbegrenzung würde ich wegalssen, da ich die Lautstärke über den Player steuere (oder sollte ich einen verbauen?). Was ist mit Sicherungen?

Ich würde mich sehr über Antworten freuen :)

Gruß
Dennis
Zuletzt geändert von laemmen am Sonntag 19. August 2012, 14:48, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Kleiner Verstärker mit 2W (TDA, ...)

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Sonntag 19. August 2012, 18:14

Und warum verwendest du keinen fertigen Baustein zb diesen?
http://www.conrad.de/ce/de/product/190843/
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Re: Kleiner Verstärker mit 2W (TDA, ...)

Neuer Beitragvon BernhardS am Montag 20. August 2012, 06:42

Hallo,

die Schaltung mit diskreten Bauteilen ist sehr schön - so habe ich auch mal angefangen. Mein erster Bausatz war von Radio-RIM und hat sehr ähnlich ausgesehen. Er funktioniert sogar noch.
Leider geht dieses Schaltungskonzept eher von einer höheren Versorgungsspannung aus, daher muss man -auch wenn´s weh tut- davon abraten wenn nur 6-8V Versorgungsspannung zur Verfügung stehen.

Für einen IC-Verstärker habe ich auch gerade keinen Vorschlag zur Hand. Aber warum willst Du die Spannung runterregeln? Nimm sie so wie sie aus den Batterien kommt.

Bernhard
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Re: Kleiner Verstärker mit 2W (TDA, ...)

Neuer Beitragvon derguteweka am Montag 20. August 2012, 07:36

Moin,

So nett' ich das Thema auch find, und so viel ich auch drueber schreiben koennt' - ich muss doch meckern:

laemmen, du wurdest schon mindestens hier http://www.loetstelle.net/forum/viewtopic.php?p=29836 einmal drauf hingewiesen, das und warum Multiposting keine gute Idee ist. Das solltest du nicht weiter ignorieren.

Gruss
WK
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Re: Kleiner Verstärker mit 2W (TDA, ...)

Neuer Beitragvon laemmen am Montag 20. August 2012, 09:31

der mit den kurzen Armen hat geschrieben:Und warum verwendest du keinen fertigen Baustein zb diesen?
http://www.conrad.de/ce/de/product/190843/


Danke für den Link! Der Baustein kostet verhältnismäßig viel, da bekomme ich zwei Lautsprecher plus IC's für :? . Etwas selbst gebasteltes sieht doch gleich etwas schöner aus :wink:

BernhardS hat geschrieben:Hallo,

die Schaltung mit diskreten Bauteilen ist sehr schön - so habe ich auch mal angefangen. Mein erster Bausatz war von Radio-RIM und hat sehr ähnlich ausgesehen. Er funktioniert sogar noch.
Leider geht dieses Schaltungskonzept eher von einer höheren Versorgungsspannung aus, daher muss man -auch wenn´s weh tut- davon abraten wenn nur 6-8V Versorgungsspannung zur Verfügung stehen.

Für einen IC-Verstärker habe ich auch gerade keinen Vorschlag zur Hand. Aber warum willst Du die Spannung runterregeln? Nimm sie so wie sie aus den Batterien kommt.

Bernhard


Ich dachte daran eine möglichst konstante Leistung zu erhalten, daher die Idee mit dem Regler. Aber wo du es so sagst, macht es andersrum auch nicht viel aus, wenn kein Regler dazwischen ist.

derguteweka hat geschrieben:Moin,

So nett' ich das Thema auch find, und so viel ich auch drueber schreiben koennt' - ich muss doch meckern:

laemmen, du wurdest schon mindestens hier http://www.loetstelle.net/forum/viewtopic.php?p=29836 einmal drauf hingewiesen, das und warum Multiposting keine gute Idee ist. Das solltest du nicht weiter ignorieren.

Gruss
WK


Okay verstanden. Verzeihung!

Gruß
Dennis
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Re: Kleiner Verstärker mit 2W (TDA, ...)

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Montag 20. August 2012, 16:23

Wenn dir 14 Euro für einen Stereoverstärker zu teuer ist dann rechne mal die Kosten für 2 der herkömmlichen Verstärker aus. Von der Leistung und dem Klirrfaktor rede ich erst gar nicht.
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Re: Kleiner Verstärker mit 2W (TDA, ...)

Neuer Beitragvon laemmen am Montag 20. August 2012, 16:35

der mit den kurzen Armen hat geschrieben:Wenn dir 14 Euro für einen Stereoverstärker zu teuer ist dann rechne mal die Kosten für 2 der herkömmlichen Verstärker aus. Von der Leistung und dem Klirrfaktor rede ich erst gar nicht.



Ist das Conrad Bauteil denn wesentlich besser als z.B. der TDA 7056 oder eine andere TDA-IC?

Gruß
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Re: Kleiner Verstärker mit 2W (TDA, ...)

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Montag 20. August 2012, 16:49

den Unterschied zwischen Mono und Stereo kennst du? Der TDA 7056 ist ein Monoverstärker. In diesem Baustein ist garantiert auch ein TDA versteckt nur ist der eben optimal aufgebaut und für das Geld erreichst du nie die selben Eigenschaften im Eigenbau.
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Re: Kleiner Verstärker mit 2W (TDA, ...)

Neuer Beitragvon laemmen am Dienstag 21. August 2012, 07:28

der mit den kurzen Armen hat geschrieben:den Unterschied zwischen Mono und Stereo kennst du? Der TDA 7056 ist ein Monoverstärker. In diesem Baustein ist garantiert auch ein TDA versteckt nur ist der eben optimal aufgebaut und für das Geld erreichst du nie die selben Eigenschaften im Eigenbau.


Klar. Würde den TDA einfach zweimal verbauen = Stereo :wink: Alternativ zu einem IC würde ich auch gerne was komplett analoges bauen, wie den oben genannten Schaltplan aus Transistoren.

Gruß
Dennis
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Re: Kleiner Verstärker mit 2W (TDA, ...)

Neuer Beitragvon Walternate am Dienstag 21. August 2012, 10:04

nur ist der eben optimal aufgebaut und für das Geld erreichst du nie die selben Eigenschaften im Eigenbau.

Da hast du vollkommen recht. Im Eigenbau erreiche ich für das Geld SICHER NICHT diese Schwingneigung.
Im Eigenbau WEISS ICH SIE ZU VERMEIDEN weil ich das Design in der Hand habe!

Wenn ein Hersteller in seinem Flugblatt schon vorschreibt, dass die Masseleitung spätestens 2cm nach Ausgang aus dem Modul zu kürzen ist, dort ein Sternpunkt einzurichten ist und ein Elko gegen die Versorgung einzufügen ist, weil es sonst schwingt, dann weiss ich was ich von seinem Schaltungsdesign zu halten habe.

Jeder, der auch nur mal ansatzweise einen Verstärker zusammengelötet hat weiss, dass der BESTE WEG einen Verstärker zum Schwingen zu bewegen ist, die Masse der Schaltung, Masse des Eingangssignals und Masse der Lautsprecher abseits der Platine zusammenzuführen und mit einer GEMEINSAMEN, unterdimensionierten Litze anzuschließen.

RICHTIGES Schaltungsdesign, dass ein Geld auch wert ist, sieht getrennte Anschlussleitungen für Signalmasse, Lautsprechermasse und Schaltungsmasse vor, welche so weit als möglich räumlich voneinander getrennt gehalten werden, bis sie nach Vorgabe der IC-Applikationsschrift/Layoutvorschlag zusammengefasst werden. Und das muss nicht immer in einem zentralen Sternpunkt sein!
Aber offenbar waren getrennt heraus geführte Anschlüsse für Lautsprechermasse, Schaltungsmasse und Signalmasse, sowie ein ausreichender Siebelko im Preis nicht mehr drin.
Soviel zu "optimal aufgebaut" !

Ausserdem ist die Schaltungstechnische Ausführung als einfache Gegentaktendstufe suboptimal um bei vorgegebner Betriebsspannung die angestrebte Leitsung von 2W zu erreichen. (s.u.)

Alternativ zu einem IC würde ich auch gerne was komplett analoges bauen, wie den oben genannten Schaltplan aus Transistoren.
Dann leg mal los.
Bei diesen niedrigen Spannungen wirst du um IC nicht herum kommen.
Deine "Transistorschaltung" verschwendet 3V, weil sie sich durch die verwendetete Schaltungstechnik nicht weit genug aussteuern lässt. Entsprechend erzielt sie bei 8V Versorgung auch allerhöchstens 5Vss Hub entsprechend 0.38W an 8 Ohm, bevor die Begrenzung einsetzt (Klirrfaktor). Und 0.38W auch nur dann, wenn du den Arbeitspunkt durch Anpassung der Bauteile sauber in die Mitte des Betriebsspannungsbereiches bringst und auch stabil dort halten kannst.

Ein Billig-Ic wie der TDA7267 dagegen erreicht locker einen Spitze-Spitze-Ausgangspegel, der bis auf 1.2V an die Betriebsspannung heran reicht. Dennoch kann er an 8 Ohm bei 8V Versorgung auch nur 0.7W liefern.

Aber viel mehr ist mit einfachen Gegentaktstufen bei 8V auch kaum drin.
Das absolute, rein theoretische Leistungsmaximum, das bei 8V Versorgung mit einer einzelnen Gegentaktendstufe ohne Verzerrung zu erreichen wäre, läge bei 0.98W an 8 Ohm!

Der beste Weg um mit 8V annähernd an 2W heran zu kommen ist eine Brückenschaltung.
Und spätestens da kommst du um IC keinesfalls mehr herum.

Anbieten würde sich der TDA7056 B.
Der TDA7056 bzw TDA7056A ist für 16 Ohm Lautsprecher gedacht und bei 8 Ohm Last auf eine Versorgung mit maximal 6V beschränkt.
Der TDA7056B ( http://www.datasheetcatalog.org/datashe ... 056B_3.pdf ) dagegen darf auch durchgängig 8 Ohm Lasten treiben und erreicht laut Datenblatt (Fig. 9) etwa 2W Ausgangsleistung an 8 Ohm bei 8V Versorgung.
Ausserdem lässt er sich in der Verstärkung (Lautstärke) durch eine Gleichspannung kontrollierten, was wiederum ein Stereopoti unnötig macht.
Allerdings müsste man bei einem 2-Kanal-(Stereo)-Betrieb die Schaltung zweimal aufbauen.

Für Stereo würde sich daher der TDA7057AQ anbieten. http://www.datasheetcatalog.org/datashe ... 7057AQ.pdf

Er enthält praktisch zwei der TDA7056B und liefert laut Datenblattkurve je 2W bei 8V Versorgung an 8 Ohm.
Da er ebenfalls mit gleichspannungsgesteuerter Lautstärkeregelung arbeitet, entfällt auch hier ein teures Stereopoti.
http://www.ferromel.de/tronic_234.htm
http://www.lerneaenhydra.net/2009/08/simple-audio-amp/
http://www.uwe-freese.de/hardware-proje ... erker.html
Walternate
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Re: Kleiner Verstärker mit 2W (TDA, ...)

Neuer Beitragvon laemmen am Dienstag 21. August 2012, 10:46

Walternate hat geschrieben:
nur ist der eben optimal aufgebaut und für das Geld erreichst du nie die selben Eigenschaften im Eigenbau.

Da hast du vollkommen recht. Im Eigenbau erreiche ich für das Geld SICHER NICHT diese Schwingneigung.
Im Eigenbau WEISS ICH SIE ZU VERMEIDEN weil ich das Design in der Hand habe!

Wenn ein Hersteller in seinem Flugblatt schon vorschreibt, dass die Masseleitung spätestens 2cm nach Ausgang aus dem Modul zu kürzen ist, dort ein Sternpunkt einzurichten ist und ein Elko gegen die Versorgung einzufügen ist, weil es sonst schwingt, dann weiss ich was ich von seinem Schaltungsdesign zu halten habe.

Jeder, der auch nur mal ansatzweise einen Verstärker zusammengelötet hat weiss, dass der BESTE WEG einen Verstärker zum Schwingen zu bewegen ist, die Masse der Schaltung, Masse des Eingangssignals und Masse der Lautsprecher abseits der Platine zusammenzuführen und mit einer GEMEINSAMEN, unterdimensionierten Litze anzuschließen.

RICHTIGES Schaltungsdesign, dass ein Geld auch wert ist, sieht getrennte Anschlussleitungen für Signalmasse, Lautsprechermasse und Schaltungsmasse vor, welche so weit als möglich räumlich voneinander getrennt gehalten werden, bis sie nach Vorgabe der IC-Applikationsschrift/Layoutvorschlag zusammengefasst werden. Und das muss nicht immer in einem zentralen Sternpunkt sein!
Aber offenbar waren getrennt heraus geführte Anschlüsse für Lautsprechermasse, Schaltungsmasse und Signalmasse, sowie ein ausreichender Siebelko im Preis nicht mehr drin.
Soviel zu "optimal aufgebaut" !

Ausserdem ist die Schaltungstechnische Ausführung als einfache Gegentaktendstufe suboptimal um bei vorgegebner Betriebsspannung die angestrebte Leitsung von 2W zu erreichen. (s.u.)

Alternativ zu einem IC würde ich auch gerne was komplett analoges bauen, wie den oben genannten Schaltplan aus Transistoren.
Dann leg mal los.
Bei diesen niedrigen Spannungen wirst du um IC nicht herum kommen.
Deine "Transistorschaltung" verschwendet 3V, weil sie sich durch die verwendetete Schaltungstechnik nicht weit genug aussteuern lässt. Entsprechend erzielt sie bei 8V Versorgung auch allerhöchstens 5Vss Hub entsprechend 0.38W an 8 Ohm, bevor die Begrenzung einsetzt (Klirrfaktor). Und 0.38W auch nur dann, wenn du den Arbeitspunkt durch Anpassung der Bauteile sauber in die Mitte des Betriebsspannungsbereiches bringst und auch stabil dort halten kannst.

Ein Billig-Ic wie der TDA7267 dagegen erreicht locker einen Spitze-Spitze-Ausgangspegel, der bis auf 1.2V an die Betriebsspannung heran reicht. Dennoch kann er an 8 Ohm bei 8V Versorgung auch nur 0.7W liefern.

Aber viel mehr ist mit einfachen Gegentaktstufen bei 8V auch kaum drin.
Das absolute, rein theoretische Leistungsmaximum, das bei 8V Versorgung mit einer einzelnen Gegentaktendstufe ohne Verzerrung zu erreichen wäre, läge bei 0.98W an 8 Ohm!

Der beste Weg um mit 8V annähernd an 2W heran zu kommen ist eine Brückenschaltung.
Und spätestens da kommst du um IC keinesfalls mehr herum.

Anbieten würde sich der TDA7056 B.
Der TDA7056 bzw TDA7056A ist für 16 Ohm Lautsprecher gedacht und bei 8 Ohm Last auf eine Versorgung mit maximal 6V beschränkt.
Der TDA7056B ( http://www.datasheetcatalog.org/datashe ... 056B_3.pdf ) dagegen darf auch durchgängig 8 Ohm Lasten treiben und erreicht laut Datenblatt (Fig. 9) etwa 2W Ausgangsleistung an 8 Ohm bei 8V Versorgung.
Ausserdem lässt er sich in der Verstärkung (Lautstärke) durch eine Gleichspannung kontrollierten, was wiederum ein Stereopoti unnötig macht.
Allerdings müsste man bei einem 2-Kanal-(Stereo)-Betrieb die Schaltung zweimal aufbauen.

Für Stereo würde sich daher der TDA7057AQ anbieten. http://www.datasheetcatalog.org/datashe ... 7057AQ.pdf

Er enthält praktisch zwei der TDA7056B und liefert laut Datenblattkurve je 2W bei 8V Versorgung an 8 Ohm.
Da er ebenfalls mit gleichspannungsgesteuerter Lautstärkeregelung arbeitet, entfällt auch hier ein teures Stereopoti.
http://www.ferromel.de/tronic_234.htm
http://www.lerneaenhydra.net/2009/08/simple-audio-amp/
http://www.uwe-freese.de/hardware-proje ... erker.html


Ganz großen Dank dafür!! :top:

Gruß
Dennis
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Re: Kleiner Verstärker mit 2W (TDA, ...)

Neuer Beitragvon laemmen am Dienstag 21. August 2012, 11:01

Nochmal eine Frage zum genauen Aufbau. Auf Seite 10 des Datenblatts:
Bild

Die Betriebsspannung liegt hier bei 12V und die Lautsprecher haben eine Impedanz von 16Ohm. Kann ich die Schaltung so übernehmen, trotz dass ich eine variable Betriebsspannung habe oder muss ich die Werte anpassen? Was beudetet das Symbol bei DC-volume?

Gruß
Dennis
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Re: Kleiner Verstärker mit 2W (TDA, ...)

Neuer Beitragvon BernhardS am Dienstag 21. August 2012, 13:20

Hallo,

das kann so bleiben. Wenn Du genau hinschaust, dann ist das ja nur
1) ein bißchen Entkoppelung der Versorgungsspannung, das ist ein kleinerer Folienkondensator gegen Hochfrequenz und ein größerere Elko gegen niederfrequentere Störungen - die genauen Werte sind nicht so wichtig
2) ein bißchen Anpassung am Eingang - das ist von der Versorgungsspannung (fast) völlig unabhängig

Das DC-Volume an den Pins 1 und 7 soll wohl ein Meßgerät für Gleichspannung sein. Das kannst Du erstmal weglassen.

Bernhard
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Re: Kleiner Verstärker mit 2W (TDA, ...)

Neuer Beitragvon laemmen am Dienstag 21. August 2012, 14:18

BernhardS hat geschrieben:Hallo,

das kann so bleiben. Wenn Du genau hinschaust, dann ist das ja nur
1) ein bißchen Entkoppelung der Versorgungsspannung, das ist ein kleinerer Folienkondensator gegen Hochfrequenz und ein größerere Elko gegen niederfrequentere Störungen - die genauen Werte sind nicht so wichtig
2) ein bißchen Anpassung am Eingang - das ist von der Versorgungsspannung (fast) völlig unabhängig

Das DC-Volume an den Pins 1 und 7 soll wohl ein Meßgerät für Gleichspannung sein. Das kannst Du erstmal weglassen.

Bernhard


Vielen Dank für die Aufklärung. Die Widerstände Rs an Eingang 1 und 2 haben jeweils 5k. Ich habe hier nun folgendes dazu gelesen:
Ein gewisser Nachteil ist darin zu sehen, das die Eingänge einen niedrigen Quellwiderstand erfordern, der durch den 5,1k-Widerstand am Eingang erzwungen wird. Falls die Signalquelle diese Belastung nicht verträgt, ist in die Eingangsleitung ein Vorwiderstand (z.B. 22k) zu legen, die dadurch zufolge Spannungsteilung verminderte Eingangs-Signalspannung dürfte durch die hohe Spannungsverstärkungs-Reserve des ICs kompensierbar sein.

Woher weiß ich ob und wann z.B mein iPhone oder MP3-Player diese Belastung verträgt? Sollte man daher vorbeugend Rs mit einem höheren Widerstand wählen?

Pin6 ist als Singal GND gekennzeichnet, Pin 9 & 12 als Power GND. Alle drei Pins hängen aber an derselben Masseleitung. Muss hier getrennt werden?

Gruß und vielen Dank!
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Re: Kleiner Verstärker mit 2W (TDA, ...)

Neuer Beitragvon BernhardS am Dienstag 21. August 2012, 18:38

Ich würde das so sehen, daß der Ausgang eines mp3-Players für das Anstecken eines Ohrhöreres ausgelegt ist. Die Impedanz von diesen Dingern kenne ich nicht im Detail, die die man im Flugzeug bekommt haben 300 Ohm und sind damit weit über den "normalen".
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