Wird zwischen dem Ausgang eines lm386 und einem Lautsprecher eine Kapazität von mindestens 1000µF benötigt, und wenn ja, warum?

In diesem Video, in dem erklärt wird, wie ein Audioverstärker hergestellt wird , warnt der Erzähler

Lassen Sie sich nicht von beschissenen Schaltplänen irreführen… mit niedrigen Werten wie 100 µF. Sie möchten mindestens 1000 µF [zwischen dem Ausgang des LM386 und dem Lautsprecher] verwenden, um einen guten Bass mit einer Vielzahl von Lautsprechern zu gewährleisten.

In der Schaltung, die ich gemäß den Anweisungen dieses Videos erstellt habe, führte das Ersetzen einer 1000-µF-Kappe durch eine Kappe mit niedrigerem Wert zu keinem für mich hörbaren Unterschied in der Klangqualität.

Stimmt die Behauptung, dass ein Kondensator von 1000 µF oder höher notwendig ist? Wenn ja, und wenn der im Video angegebene Grund dafür ist, "guten" Bass zuzulassen, wie ermöglicht eine solche Kapazität dies? Wenn dies nicht der Grund (oder der einzige Grund) ist, was ist ein anderer?

(Ich habe nicht mit einer Vielzahl von Lautsprechern getestet. Gibt es bestimmte Lautsprecher, bei denen der Unterschied zwischen den Kapazitäten stärker ist?)

Der im Video genannte Kondensator bildet mit dem Lautsprecher ein Hochpassfilter (CR-Filter).

Sein Frequenzgang wird durch die folgende Formel angegeben:

Mit diesem Rechner können Sie sehen, dass ein 4-Ohm-Lautsprecher und 1000 uF eine "Grenzfrequenz" bei etwa 40 Hz ergeben. 100 uF würden eine "Grenzfrequenz" bei etwa 400 Hz ergeben.

Ob es hörbar ist oder nicht, hängt von der Musik ab, die Sie hören, von Ihrem Lautsprechersystem usw.

Beachten Sie, dass ich in Anführungszeichen "Cut-Off" erwähne, da dies keine harte Barriere darstellt. Es wird normalerweise durch ein Diagramm wie dieses gegeben:

Hinzufügen zu Wesleys großartiger Antwort.

Dies hängt auch von der Größe des Lautsprechers ab. Wenn es sich um einen kleinen 2- oder 3-Zoll-Lautsprecher handelt, wird der Bassausgang bereits stark gedämpft. Wenn Sie also einen kleineren Kondensator verwenden, können Sie wahrscheinlich keinen Unterschied feststellen. Wenn Sie einen 12+ Zoll Tieftöner verwenden, werden Sie es mehr bemerken.

Der Grund, warum Sie überhaupt eine brauchen, ist übrigens, dass Lautsprecher keine Gleichspannungen mögen. Gleichstrom drückt die Spule aus dem Magneten oder zumindest bis zu ihrem Grenzpunkt und kann sie beschädigen.

Hinzu kommt, dass es auch um die Ausgangsleistung geht. Die Empfindlichkeit des menschlichen Gehörs fällt schnell unter etwa 100 Hz ab. Ein effizienter Lautsprecher wird sicherlich "einen Raum mit Ton füllen" für 1 W Leistung, verteilt über einen Frequenzbereich von 100 Hz bis 5 kHz (wie im Video angegeben), der den größten Teil der Schallenergie für Sprache und Musik abdeckt, aber wie die folgende Darstellung zeigt 1 W bei 20 Hz wäre im Vergleich zu 1 W bei 100 Hz praktisch unhörbar.

Tatsächlich filtern viele Audioaufnahmen Audiofrequenzen unter etwa 40 Hz heraus, einfach weil Audiosysteme mit relativ geringem Stromverbrauch "Consumer Grade" sie sowieso nicht reproduzieren und es effektiver (dh lauter!) Ist, mehr Schallenergie bei höheren Werten zu haben Frequenzen.

Wenn Sie niedrige Frequenzen genau wiedergeben möchten , gibt es keinen Ersatz für physisch große Lautsprecher (z. B. mit mehreren 12- oder 18-Zoll-Treibern) und hohe Leistungspegel (Hunderte von Watt, nicht ein Watt).

Beachten Sie, dass "Subwoofer" für die Installation von Heimkinos usw. so konzipiert sind , dass sie effizient viel Rauschen erzeugen. Sie sind jedoch normalerweise sehr schlecht darin, niederfrequente Audiodaten genau wiederzugeben, wie dies für HiFi-Musik erforderlich ist - aber niemand weiß, was für eine "genaue" Die Reproduktion einer Explosion klingt sowieso so, also spielt das keine Rolle!

Natürlich ist der durchschnittliche Leistungspegel eines Instruments wie einer Bassdrum ziemlich niedrig, da es die meiste Zeit tatsächlich leise ist, aber die Spitzen sind hoch - und das Lautsprechersystem muss in der Lage sein, diese Spitzen zu verarbeiten.

Der Frequenzgang von "billigen" Kopfhörern oder Ohrhörern ist normalerweise viel breiter als bei einem kleinen Lautsprecher - aber 1 W ist zu viel Leistung, um Kopfhörer anzutreiben, ohne Ihr Gehör zu schädigen. Daher ist das Verstärkerdesign die falsche Wahl.

(Bild von http://www.engr.uky.edu/~donohue/audio/fsear.html )

Der gesamte Frequenzgang ist korrekt. Ich würde eine 1000-Mikrofarad-Kappe verwenden, selbst wenn der Lautsprecher ein kleiner Magnet vom Typ schlechter Qualität ist. Es gibt Gründe. Elektrokappen halten nicht ewig, tatsächlich können sie sich im Laufe der Zeit verschlechtern, was zu einer verringerten Kapazität führt Es ist besser, einen Margian mit einer großen Kappe zu bauen. Weniger offensichtlich ist, dass die Impedanz um die Bass-Cut-Frequenz konstanter bleibt. Als ich ein aktives Crossover-System für einen alten College-Kollegen baute, bekam ich einen Stereo-Verstärker von der Stange Der Verstärker hatte 1000 Mikrofarad-Ausgangskappen, weshalb er nicht für Bässe verwendet wurde. Ich verwendete herkömmliche rauscharme JFET-Operationsverstärker, um die Überkreuzungsfunktion auszuführen. Ich experimentierte mit einer Metallfilmkappe in der Ausgangsstufe, die dimensioniert war deutlich unterhalb der Crossover-Schnittfrequenz.Ich habe den Verstärker auf dem Signal getestet, um den Ausgang meiner 8-Ohm-Dummy-Last auf einem analogen Oszilloskop zu überwachen. Eine Verzerrung wurde um die Grenzfrequenz deutlich unterhalb des normalen Clipping-Punkts festgestellt. Eine Erhöhung des Cap-Werts auf 470 Mikrofarad führte zu dieser Verzerrung verschwinden .