KHAI THÁC. Op-amps âm thanh
HIỆN TẠI - 12. Bộ khuếch đại âm thanh nguồn
TRƯỚC-11. Khớp nối giữa nhiều đầu vào
Op-amps âm thanh
Một sử dụng phổ biến cho các bộ khuếch đại tuyến tính là để cung cấp mức tăng cho hệ thống âm thanh. An âm thanh khuếch đại nhận tín hiệu đầu vào từ micrô, hộp ghi âm, sàn băng hoặc bộ chỉnh AM / FM. Đầu ra của bộ khuếch đại điều khiển hệ thống loa, tai nghe hoặc máy ghi âm. Các thiết bị đầu vào có tên ở trên thường có thể được mô hình hóa bằng nguồn điện áp với điện áp đầu ra thấp và trở kháng nguồn cao. Do đó trở kháng đầu vào của bộ khuếch đại theo thiết bị này phải cao (lớn hơn nhiều so với trở kháng nguồn của thiết bị đầu vào). Theo cách này, bộ khuếch đại không tải đáng kể thiết bị đầu vào và mức tăng không bị giảm.
Các thiết bị được điều khiển bởi bộ khuếch đại thường có trở kháng thấp. Ví dụ, trở kháng của một loa đơn thường là 8. Các thiết bị này có thể yêu cầu quyền hạn theo thứ tự 1 đến 10 W.
Hình 48 - Chip âm thanh LM380 và tản nhiệt tùy chọn
Một loạt các op-amps công suất âm thanh mạch tích hợp, với các công suất đầu ra khác nhau, có sẵn cho các kỹ sư thiết kế điện tử. Ví dụ, chúng tôi trình bày bộ khuếch đại công suất âm thanh LM380[1] được sử dụng trong các ứng dụng tiêu dùng như bộ khuếch đại phono và sàn băng, hệ thống liên lạc nội bộ, trình điều khiển đường truyền, báo động, hệ thống âm thanh TV, radio AM / FM, trình điều khiển servo nhỏ và bộ chuyển đổi nguồn. Nó có mức tăng cố định bên trong là 50 (34 dB) và đầu ra xoay quanh một nửa điện áp cung cấp. Đầu vào có thể được tham chiếu đến mặt đất hoặc cân bằng. Giai đoạn đầu ra được bảo vệ với cả mạch giới hạn dòng ngắn và mạch ngắt nhiệt. Bộ khuếch đại được đóng gói trong gói DIP-chân-pin như trong Hình 14 (a).
Dòng điện đầu ra được đánh giá ở mức đỉnh 1.3 A. Vì thiết bị tắt ở nhiệt độ đường giao nhau trên 150 oC, một bộ tản nhiệt [Xem hình 48 (b)] nên được hàn vào thiết bị. Công suất đầu ra tối đa (có tản nhiệt) là 3.7 watt. Thiết bị được thiên vị nội bộ.
1Dữ liệu và mạch được in với sự cho phép của nhà sản xuất, National Semiconductor Corp. Sinh viên được khuyến khích sử dụng sách dữ liệu khi thiết kế thiết bị với op-amps nguồn.
Hình 49 cho thấy cấu hình mạch của bộ khuếch đại phono hoàn chỉnh. Một điều khiển âm lượng và âm thanh đã được bao gồm trong mạch này.
Hình 49 - Bộ khuếch đại phono sử dụng LM380
Mạch tương đương bộ khuếch đại hoạt động 12.1
Nếu một ứng dụng cụ thể đòi hỏi nhiều năng lượng hơn mức có thể thu được từ một op-amp công suất đơn, chúng ta có thể sử dụng cấu hình cầu của Hình 50.
Do hệ thống này cung cấp hai lần điện áp xoay trên tải như hệ thống một thiết bị, nên về mặt lý thuyết, khả năng công suất được tăng lên nhờ hệ số 4 so với bộ khuếch đại đơn (đối với điện áp nguồn cung cấp nhất định). Vì tản nhiệt là mối quan tâm hạn chế trong thiết kế này, chúng tôi thường thiết kế hệ thống một cách bảo thủ và chỉ tăng gấp đôi công suất đầu ra.
Hình 50 - Cấu hình cầu cho công suất cao
Liên lạc 12.2
Hình 51 cho thấy một hệ thống liên lạc kết hợp với op-amp công suất và một vài thành phần bên ngoài.
Với công tắc hai vị trí kép (S1A-S1B) ở vị trí đàm thoại (như trong hình), loa của trạm chủ thực hiện chức năng của micrô, điều khiển op-amp công suất thông qua một biến áp tăng cường. Loa từ xa được điều khiển từ đầu ra của op-amp công suất.
Chuyển S1A-S1B sang vị trí nghe sẽ đảo ngược vai trò của chủ và từ xa. Bây giờ xa loa đóng vai trò của micrô và nó điều khiển bộ khuếch đại công suất thông qua một biến áp tăng cường. Loa chính bây giờ được điều khiển từ đầu ra của op-amp công suất. Học sinh nên theo dõi hệ thống dây điện với S1A-S1B ở vị trí nghe để xác minh điều này. Một biến áp tăng cường với tỷ lệ lần lượt là 1: 25 có thể được sử dụng và chiết áp, Rv, hoạt động như điều khiển âm lượng.
Hình 51 - Intercom
TÓM TẮT
Chương này được xây dựng dựa trên tài liệu được trình bày trong Chương “Bộ khuếch đại hoạt động lý tưởng ”, nơi chúng tôi tập trung vào bộ khuếch đại hoạt động lý tưởng. Mặc dù khối xây dựng quan trọng này hoạt động gần như là bộ khuếch đại lý tưởng, kỹ sư thiết kế phải hiểu được sự tương phản giữa thiết bị thực tế và mô hình lý tưởng.
Chúng tôi bắt đầu chương bằng cách kiểm tra bộ khuếch đại vi sai. Chúng tôi đã xem xét các cấu hình khác nhau và đặc điểm chuyển giao. Sau đó, chúng tôi đã kiểm tra bộ khuếch đại hoạt động điển hình, bao gồm cả bao bì và mạch bên trong. Chúng tôi đã xem xét cách thức mà nhà sản xuất chỉ định các tham số cho bộ khuếch đại.
Các đặc tính của op-amps thực tế sau đó đã được trình bày, bao gồm mức tăng, điện áp bù, dòng điện phân cực, loại bỏ chế độ chung và tỷ lệ loại bỏ nguồn điện. Các mô hình mô phỏng máy tính đã được xem xét tiếp theo, tiếp theo là phân tích chi tiết về các bộ khuếch đại không đảo và đảo.
Chương kết thúc với một loạt các cân nhắc thiết kế và ví dụ. Chúng tôi đã kiểm tra đầu vào và đầu ra cân bằng và khớp nối giữa các đầu vào. Chúng tôi cũng đã xem xét các op-ampe âm thanh nguồn, bao gồm một ví dụ về mạch liên lạc.
----
1Dữ liệu và mạch được in với sự cho phép của nhà sản xuất, National Semiconductor Corp. Sinh viên được khuyến khích sử dụng sách dữ liệu khi thiết kế thiết bị với op-amps nguồn.