12. Силови аудио усилватели

Силови аудио усилватели

За линейни усилватели обикновено се използва усилване за аудиосистемите. Една аудио усилвател получава входен сигнал от микрофон, фонографски касета, касетъчен дек или AM / FM тунер. Изходът на усилвателя задвижва система от високоговорители, слушалки или касетофон. Въведените по-горе устройства обикновено могат да бъдат моделирани от източник на напрежение с ниско изходно напрежение и висок импеданс на източника. Следователно входният импеданс на усилвателя, следващ това устройство, трябва да е висок (много по-голям от импеданса на източника на входното устройство). По този начин усилвателят не натоварва значително входното устройство и усилването не се намалява.

Устройствата, задвижвани от усилвателя, обикновено имат нисък импеданс. Например, импедансът на един високоговорител обикновено е 8 Ω. Тези устройства могат да изискват правомощия по реда на 1 на 10 W.

Power Audio Op-усилватели, операционни усилватели, оп-усилватели, симулация на вериги

Фигура 48 - Аудио чипът на LM380 и допълнителен радиатор

Разнообразие от аудиосистеми за интегрирана аудиосистема с различна изходна мощност са на разположение на инженера по електронен дизайн. Като пример, представяме LM380 аудио усилвател[1] който се използва в такива потребителски приложения като усилватели за фоно и касетъчен дек, домофони, линейни драйвери, аларми, телевизионни звукови системи, AM / FM радио, малки сервоприводи и преобразуватели на енергия. Той има вътрешно фиксиран коефициент на усилване на 50 (34 dB) и изход, който се центрира около половината от захранващото напрежение. Входовете могат да бъдат или съотнесени към земята или балансирани. Изходният етап е защитен с ограничаване на тока на късо съединение и термично изключване. Усилвателят е опакован в 14-DIP пакет, както е показано на фигура 48 (a).

Изходният ток се оценява на връх 1.3 A. Тъй като устройството се изключва при температура на свързване над 150 oC, радиатор [виж Фигура 48 (b)] трябва да бъде запоена към устройството. Максималната изходна мощност (с радиатор) е 3.7 вата. Устройството е вътрешно предубедено.

1Данните и веригите се отпечатват с разрешението на производителя, National Semiconductor Corp. Студентът се приканва да използва книгите с данни, когато проектира оборудване с мощни операционни усилватели.

Фигура 49 показва конфигурацията на схемата на пълен phono усилвател. В тази верига е включен контрол на силата на звука и тона.

Power Audio Op-усилватели, операционни усилватели, оп-усилватели, практически усилватели, симулация на вериги

Фигура 49 - Phono усилвател, използващ LM380

Еквивалентна верига за операционен усилвател 12.1

Ако определено приложение изисква повече мощност, отколкото може да бъде получено от единично захранващо усилвател, можем да използваме конфигурацията на моста от фигура 50.

Тъй като тази система осигурява два пъти по-голямо напрежение на натоварването от системата с единично устройство, мощността е теоретично увеличена с коефициент 4 над единичния усилвател (за дадено захранващо напрежение). Тъй като разсейването на топлината е ограничаваща загриженост в този проект, ние обикновено проектираме системата консервативно и само удвояваме изходната мощност.

операционни усилватели, оп-усилватели, практически усилватели, симулация на вериги

Фигура 50 - Мостова конфигурация за висока мощност

12.2 Интерком

Фигура 51 показва интерком, включващ захранващ усилвател и няколко външни компонента.

С двойния двупозиционен превключвател (S1A-S1B) в говоримата позиция (както е показано на фигурата), високоговорителят на главната станция изпълнява функцията на микрофон, задвижвайки захранващия усилвател чрез увеличаващ се трансформатор. Дистанционният говорител се задвижва от изхода на захранващия усилвател.

Превключването на S1A-S1B в позицията за слушане обръща ролята на главния и отдалечения. Сега отдалечен високоговорителят играе ролята на микрофона и задвижва усилвателя на мощност чрез увеличаващ се трансформатор. Сега главният високоговорител се задвижва от изхода на захранващия усилвател. Ученикът трябва да проследи кабелите с S1A-S1B в позицията на слушане, за да провери това. Може да се използва увеличаващ се трансформатор с коефициент на завъртане 1: 25 и потенциометър, Rv, действа като контрол на силата на звука.

операционни усилватели, оп-усилватели, практически усилватели, симулация на вериги

Фигура 51 - Интерком

 

ОБОБЩЕНИЕ

Тази глава се основава на материала, представен в глава „Идеални операционни усилватели ”, където се фокусирахме върху идеалния операционен усилвател. Въпреки че този важен градивен елемент се държи почти като идеален усилвател, проектантът трябва да разбере контрастите между практическото устройство и идеалния модел.

Започнахме главата чрез изследване на диференциалния усилвател. Разгледахме различните конфигурации и трансферни характеристики. След това изследвахме типичния операционен усилвател, включващ опаковки и вътрешни схеми. Разгледахме начина, по който производителят определя параметрите на усилвателя.

След това бяха представени характеристиките на практическите оп-усилватели, включително коефициент на усилване, напрежение на компенсиране, ток на отклонение, отхвърляне в общ режим и отхвърлено съотношение на захранване. След това бяха разгледани компютърни симулационни модели, последвани от подробен анализ на неинвертиращи и инвертиращи усилватели.

Главата завършва с разнообразни дизайнерски съображения и примери. Изследвахме балансираните входове и изходи и свързването на входовете. Разгледахме и оп-усилвателите за захранване, включително пример за интерком верига.

----

1Данните и веригите се отпечатват с разрешението на производителя, National Semiconductor Corp. Студентът се приканва да използва книгите с данни, когато проектира оборудване с мощни операционни усилватели.