12. Virranhallintavahvistimet
VIRTA - 12. Tehoäänen vahvistimet
PREVIOUS- 11. Kytkentä useiden tulojen välillä
Virranhallintavahvistimet
Lineaarivahvistimien yleinen käyttö on saada aikaan äänenvoimakkuus äänijärjestelmille. audio vahvistin vastaanottaa tulosignaalin mikrofonista, fonografikasetista, kasettidekkistä tai AM / FM-virittimestä. Vahvistimen lähtö johtaa kaiutinjärjestelmää, kuulokkeita tai nauhuria. Edellä mainitut syöttölaitteet voidaan yleensä mallintaa jännitelähteellä, jolla on alhainen lähtöjännite ja suuri lähdeimpedanssi. Sen vuoksi tämän laitteen jälkeen tulevan vahvistimen tuloimpedanssi on oltava korkea (paljon suurempi kuin syöttölaitteen lähdepedanssi). Tällä tavalla vahvistin ei kuormita merkittävästi syöttölaitetta ja vahvistusta ei vähennetä.
Vahvistimen käyttämillä laitteilla on yleensä pieni impedanssi. Esimerkiksi yhden kaiuttimen impedanssi on yleensä 8 Ω. Nämä laitteet voivat vaatia voimia 1: n järjestyksessä 10 W.
Kuva 48 - LM380-äänisiru ja valinnainen jäähdytyselementti
Elektroniikkasuunnittelijalle on saatavana erilaisia integroitujen piirien äänitehokäyttäjiä, joiden lähtöteho on erilainen. Esimerkkinä esitämme LM380-audiotehovahvistimen[1] jota käytetään sellaisissa kuluttajasovelluksissa, kuten phono- ja kasettisovittimet, sisäpuhelimet, linjaohjaimet, hälytykset, TV-äänijärjestelmät, AM / FM-radiot, pienet servoajurit ja tehonmuuntimet. Siinä on sisäisesti kiinteä 50-vahvistus (34 dB) ja lähtö, joka keskittää itsensä noin puoleen syöttöjännitteestä. Tulot voidaan joko viitata maahan tai tasapainottaa. Tulostusvaihe on suojattu sekä oikosulkuvirran rajoittamisella että lämpöpysäytyspiirillä. Vahvistin on pakattu 14-pin DIP-pakettiin, kuten kuvassa 48 (a) on esitetty.
Lähtövirta on luokiteltu 1.3 A -huipuksi. Koska laite sammuu liittymislämpötiloissa yli 150 oC, jäähdytyselementti [Katso kuva 48 (b)] juotetaan laitteeseen. Suurin lähtöteho (jäähdytyselementillä) on 3.7 wattia. Laite on sisäisesti puolueellinen.
1Tiedot ja piirit tulostetaan valmistajan National Semiconductor Corp. luvalla. Opiskelijaa kehotetaan käyttämään tietokirjoja suunnitellessaan laitteita, joissa on tehovahvistimet.
Kuva 49 esittää täydellisen phono-vahvistimen piirikokoonpanon. Tässä piirissä on mukana äänenvoimakkuuden ja äänen säätö.
Kuva 49 - Phono-vahvistin LM380illa
12.1-toimintavahvistimen vastaava piiri
Jos tietty sovellus tarvitsee enemmän tehoa kuin voidaan saada yhdestä teho-op-vahvistimesta, voimme käyttää kuvion 50 silta-konfiguraatiota.
Koska tämä järjestelmä tarjoaa kaksinkertaisen jännitteen kääntämisen kuorman yli yksittäislaitteistona, tehon kapasiteettia kasvatetaan teoreettisesti 4: n kertoimella yhden vahvistimen yli (tietylle syöttöjännitteelle). Koska lämpöhäviö on tässä suunnittelussa rajoittava huolenaihe, suunnittelemme järjestelmää yleensä konservatiivisesti ja vain kaksinkertaistamme lähtötehon.
Kuva 50 - Sillan konfiguraatio suuritehoiseksi
12.2 Intercom
Kuva 51 esittää sisäpuhelimen, jossa on teho-op-vahvistin ja muutama ulkoinen komponentti.
Kun kaksoisasentoinen kytkin (S1A-S1B) on puheasioissa (kuten kuvassa on esitetty), master-aseman kaiutin suorittaa mikrofonin toiminnon, joka ajaa tehonoperaattoria porrasmuuntajan kautta. Etäkaiutin ohjataan teho-op.
S1A-S1B: n vaihtaminen kuunteluasentoon kääntää pää- ja kauko-ohjaimen roolin. Nyt kaukosäädin kaiuttimella on mikrofonin rooli, ja se ajaa tehovahvistinta porrasmuuntajan kautta. Pääkaiutin on nyt ajettu virranhallintayksikön ulostulosta. Oppilaan tulisi jäljittää johdotus S1A-S1B: n kanssa kuuntelupaikassa tämän tarkistamiseksi. Voidaan käyttää porrasmuuntajaa, jonka kääntösuhde on 1: 25, ja potentiometri, Rv, toimii äänenvoimakkuuden säädönä.
Kuva 51 - Sisäpuhelin
YHTEENVETO
Tämä luku on rakennettu luvussa “Ihanteelliset operatiiviset vahvistimet ”, jossa keskityimme ihanteelliseen operatiiviseen vahvistimeen. Vaikka tämä tärkeä rakennuspalikka käyttäytyy lähes ihanteellisena vahvistimena, suunnittelijan on ymmärrettävä käytännön laitteen ja ihanteellisen mallin väliset kontrastit.
Aloitimme luvun tarkastelemalla differentiaalivahvistinta. Tarkastelimme eri kokoonpanoja ja siirto-ominaisuuksia. Tämän jälkeen tarkastelimme tyypillistä operatiivista vahvistinta, mukaan lukien pakkaukset ja sisäiset piirit. Tarkastelimme tapaa, jolla valmistaja määrittää vahvistimen parametrit.
Tämän jälkeen esiteltiin käytännön opti- mien ominaisuuksia, kuten vahvistusta, siirtymäjännitettä, biasvirtaa, yhteismoodin hylkäämistä ja virransyötön hylkäämistä. Seuraavaksi tarkasteltiin tietokone- simulaatiomalleja, joita seurasi yksityiskohtainen analyysi ei-käänteisistä ja kääntyvistä vahvistimista.
Luku päättyi erilaisiin suunnittelunäkökohtiin ja esimerkkeihin. Tarkastimme tasapainotettuja tuloja ja lähtöjä ja kytkentää tulojen välillä. Tarkastelimme myös tehosignaalien vahvistimia, mukaan lukien esimerkki sisäpuhelinpiiristä.
----
1Tiedot ja piirit tulostetaan valmistajan National Semiconductor Corp. luvalla. Opiskelijaa kehotetaan käyttämään tietokirjoja suunnitellessaan laitteita, joissa on tehovahvistimet.