12. Power Audio Op Amps
AKTUELL - 12. Power Audio Op-amp
TIDLIGARE - 11. Koppling mellan flera ingångar
Power Audio Op Amps
En vanlig användning för linjära förstärkare är att ge vinst för ljudsystem. En ljudförstärkare tar emot en ingångssignal från en mikrofon, fonografpatron, bandspelare eller AM / FM-mottagare. Utgången från förstärkaren driver ett högtalarsystem, hörlurar eller en bandspelare. Inmatningsenheterna som nämns ovan kan vanligtvis modelleras av en spänningskälla med låg utgångsspänning och högkälla impedans. Därför måste ingångsimpedansen för förstärkaren som följer denna enhet vara hög (mycket större än källans impedans hos ingångsenheten). På detta sätt laddar förstärkaren inte signifikant inmatningsanordningen och förstärkningen minskar inte.
Apparaten som drivs av förstärkaren brukar ha låg impedans. Till exempel är impedansen hos en enda högtalare normalt 8 Ω. Dessa enheter kan kräva krafter i storleksordningen 1 till 10 W.
Figur 48 - LM380 ljudchip och valfri kylfläns
En rad integrerade krets-ljudströmförstärkare med olika utmatningsegenskaper är tillgängliga för den elektroniska designingenjören. Som ett exempel presenterar vi LM380 ljudförstärkaren[1] som används i sådana konsumentändamål som phono- och banddäckförstärkare, intercom, linjedrivare, larm, TV-ljudsystem, AM / FM-radioer, små servostyrningar och strömomvandlare. Den har en internt fixad förstärkning av 50 (34 dB) och en utgång som centrerar sig kring hälften av matningsspänningen. Ingångar kan antingen refereras till mark eller balanserad. Utgångssteget skyddas med både kortslutningsströmbegränsning och termisk avstängningskrets. Förstärkaren är förpackad i ett 14-stift DIP-paket som visas i figur 48 (a).
Utgångsströmmen är nominell till 1.3 A peak. Eftersom enheten stängs vid korsningstemperaturer över 150 oC, en kylfläns [Se figur 48 (b)] bör lödas till enheten. Maximal utgångseffekt (med kylfläns) är 3.7 watt. Enheten är internt förspänd.
1Data och kretsar skrivs ut med tillstånd från tillverkaren, National Semiconductor Corp. Studenten uppmanas att använda databöckerna när de utformar utrustning med effektförstärkare.
Figur 49 visar kretskonfigurationen för en komplett phono-förstärkare. En volym- och tonkontroll har inkluderats i denna krets.
Figur 49 - Phono förstärkare med LM380
12.1 Operativ Förstärkare Equivalent Circuit
Om en viss applikation kräver mer ström än vad som kan erhållas från en enda strömförstärkare, kan vi använda bryggkonfigurationen enligt Figur 50.
Eftersom detta system ger dubbelt så stor spänningshastighet över belastningen som ett-enhetssystem, ökar effekten teoretiskt med en faktor 4 över enstärkaren (för en given strömspänning). Eftersom värmeavledning är den begränsande oroen i denna design, utformar vi vanligtvis systemet konservativt och bara dubblerar uteffekten.
Figur 50 - Bridge-konfiguration för hög effekt
12.2 Intercom
Figur 51 visar en intercom som innehåller en strömförstärkare och några externa komponenter.
Med den dubbla tvåpositionsomkopplaren (S1A-S1B) i samtalspositionen (som visas i figuren) utför högtalaren på huvudstationen funktionen som en mikrofon och driver strömförstärkaren via en uppstartstransformator. Fjärrhögtalaren drivs från utgången på strömförstärkaren.
Om du byter S1A-S1B till lyssningspositionen, reverseras rollen som master och fjärrkontroll. Nu den avlägsen högtalaren spelar rollen som mikrofonen, och den driver effektförstärkaren genom en steg-up-transformator. Huvudhögtalaren drivs nu från utgången på strömförstärkaren. Studenten ska spåra ledningarna med S1A-S1B i lyssningspositionen för att verifiera detta. En uppbyggnadstransformator med svängförhållande 1: 25 kan användas, och potentiometern, Rv, fungerar som volymkontrollen.
Figur 51 - Intercom
SAMMANFATTNING
Detta kapitel bygger på det material som presenteras i kapitel “Perfekta operativa förstärkare ”, där vi fokuserade på den ideala operationsförstärkaren. Fastän detta viktiga byggstenar fungerar som en ideell förstärkare, måste designingenjören förstå kontrasterna mellan den praktiska enheten och den ideala modellen.
Vi började kapitlet genom att undersöka differentialförstärkaren. Vi tittade på de olika konfigurationerna och överföringsegenskaperna. Därefter undersökte vi den typiska operationsförstärkaren, inklusive förpackningar och interna kretsar. Vi tittade på det sätt på vilket tillverkaren anger parametrar för förstärkaren.
Kännetecken för praktiska op-ampar presenterades sedan, inklusive förstärkning, offset spänning, biasström, gemensamt modstötning och avstängt strömförbrukningsförhållande. Datorsimuleringsmodeller bedömdes därefter, följt av en detaljerad analys av icke-inverterande och inverterande förstärkare.
Kapitlet avslutades med en rad olika designhänsyn och exempel. Vi undersökte balanserade ingångar och utgångar och koppling mellan ingångar. Vi tittade också på strömförstärkare, inklusive ett exempel på en intercom-krets.
----
1Data och kretsar skrivs ut med tillstånd från tillverkaren, National Semiconductor Corp. Studenten uppmanas att använda databöckerna när de utformar utrustning med effektförstärkare.