Warum geht bei einer Lautstärke von über 80 % mein Lautsprecher kaputt (PAM8403, 3 W, 4 Ohm, 18650)?

Was Sie beschreiben, ist Verzerrung. Ihr Lautsprecher "bricht" nicht. Wenn es kaputt ginge, würde es danach nicht mehr funktionieren.

In Ihrem Fall gibt es einige mögliche Ursachen für Verzerrungen:

1. Die Batterie kann den benötigten Strom nicht liefern.
2. Ihr Audiosignal ist zu hoch.

Zuerst die Batterie:

• Sie verwenden eine 18650-Zelle, um Ihren Verstärker mit Strom zu versorgen.
• Sie verwenden einen Spannungsverstärker, um 5 V für den Verstärker zu erhalten.
• Sie haben zwei 3-Watt-Lautsprecher.
• Der Verstärker verliert ein wenig Leistung als Wärme, vielleicht 10 oder 15 Prozent.

Sie benötigen ca. 7 Watt bei 5 Volt. Das sind etwa 1,2 Ampere vom Spannungsverstärker. Das ist näher an 1,6 Ampere von der Batterie. Ohne Spezifikationen kann ich Ihnen nicht sagen, ob das zu viel für den 18650 ist, den Sie haben.

Ihr Spannungsverstärker ist für 2 Ampere ausgelegt. Es sollte in Ordnung sein.

• Reduzieren Sie die Lautstärke.
• Messen Sie die Batteriespannung und den 5-V-Ausgang. Schreib sie auf.
• Erhöhen Sie die Lautstärke bis kurz vor Beginn der Verzerrung.
• Messen Sie die Batteriespannung und den 5-V-Ausgang erneut. Schreibe die Werte auf.

Sie sollten beide stabil sein - keiner der Werte sollte stark fallen.

• Wenn die Batteriespannung abfällt, aber die 5 V hoch bleiben, ist die Batterie der Aufgabe nicht gewachsen.
• Wenn die Batteriespannung stabil ist, aber die 5 V abfallen, ist der Booster der Aufgabe nicht gewachsen.
• Fallen beide ab, ist die Batterie zu schwach und der Regler evtl. zu schwach. Verwenden Sie eine bessere Batterie, testen Sie erneut.

Wenn sowohl die Batteriespannung als auch die 5 V gut sind, liegt das Problem darin, dass Ihr Signal zu hoch ist.

Der in Ihren Modulen verwendete PAM8403-IC verstärkt sich um etwas mehr als das 100-fache.

Ein Signaleingang von 1 V Spitze zu Spitze würde eine Ausgangsspannung von 100 Volt Spitze zu Spitze ergeben.

Das ist natürlich unmöglich. Das Modul hat nur eine 5V Stromversorgung - der Ausgang darf nur maximal 5V Spitze zu Spitze betragen.

Sie müssen Ihr Eingangssignal so niedrig halten, dass das Ausgangssignal nach der Verstärkung weniger als 5 V von Spitze zu Spitze beträgt. Das wären etwa 50 Millivolt von Spitze zu Spitze.

Typische Kopfhörerausgänge wie Ihr Smartphone oder MP3-Player haben einen Ausgangspegel von 200 Millivolt Spitze zu Spitze – oder mehr.

Sie können die Verstärkung verringern, indem Sie zwei Widerstände ändern.

Hier ist Ihr PAM8403-Modul:

Es gibt dort zwei Widerstände, die mit "103" (schwarz mit weißer Schrift) gekennzeichnet sind. Das sind 10-Kiloohm-Widerstände.

Ersetzen Sie sie durch 47-Kiloohm-Widerstände. Das ist ein "beglaubigter" Wert, der die Verstärkung auf ein vernünftiges Niveau senken sollte. Wenn Sie bei hoher Lautstärke immer noch Verzerrungen bekommen, verwenden Sie einfach ein paar größere Widerstände.

Anstatt die Widerstände zu ersetzen, könnten Sie einfach einen Widerstand in Reihe mit jedem Eingang schalten. Dadurch sinkt auch die Verstärkung. Es wird jedoch auch den Bass-Sound durcheinander bringen.

Die 10k-Widerstände sind kleiner als die im PAM8403-Datenblatt empfohlenen Widerstände. Das gibt ihm mehr Verstärkung, als er haben sollte, und macht ihn anfälliger für Verzerrungen und möglicherweise andere Probleme.