12。 Power Audio運算放大器

Power Audio運算放大器

線性放大器的常見用途是為音頻系統提供增益。 一個 音頻放大器 接收來自麥克風,留聲機唱頭,磁帶卡座或AM / FM調諧器的輸入信號。 放大器的輸出驅動揚聲器系統,耳機或錄音機。 上述輸入設備通常可以通過具有低輸出電壓和高源阻抗的電壓源建模。 因此,跟隨該器件的放大器的輸入阻抗必須很高(遠大於輸入器件的源阻抗)。 以這種方式,放大器不會顯著地加載輸入設備並且增益不會降低。

由放大器驅動的器件通常具有低阻抗。 例如,單個揚聲器的阻抗通常為8Ω。 這些設備可能需要大約1到10 W的功率。

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圖48 - LM380音頻芯片和可選散熱器

電子設計工程師可以使用各種具有不同輸出功率的集成電路音頻功率運算放大器。 例如,我們介紹LM380音頻功率放大器[1] 用於唱機和磁帶卡座放大器,對講機,線路驅動器,報警器,電視音響系統,AM / FM收音機,小型伺服驅動器和電源轉換器等消費類應用。 它具有內部固定增益50(34 dB)和一個以電源電壓的一半為中心的輸出。 輸入可以參考地面或平衡。 輸出級採用短路電流限制和熱關斷電路進行保護。 放大器採用14引腳DIP封裝,如圖48(a)所示。

輸出電流額定值為1.3 A峰值。 由於器件在高於150的結溫下關閉 oC,散熱片[見圖48(b)]應焊接到裝置上。 最大輸出功率(帶散熱片)為3.7瓦特。 該器件內部偏置。

1數據和電路得到製造商National Semiconductor Corp.的許可印刷。敦促學生在設計帶有功率運算放大器的設備時使用數據手冊。

圖49顯示了完整的唱機放大器的電路配置。 本電路中包含音量和音調控制。

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圖49 - 使用LM380的Phono放大器

12.1運算放大器等效電路

如果特定應用需要比單個功率運算放大器更多的功率,我們可以使用圖50的橋接配置。

由於該系統在單個器件系統上提供兩倍於負載的電壓擺幅,因此理論上功率容量比單個放大器(對於給定的電源電壓)增加了4倍。 由於散熱是本設計中的一個限制因素,我們通常會保守地設計系統,並且只會使輸出功率加倍。

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圖50 - 用於高功率的橋接配置

12.2對講機

圖51顯示了一個內置通信功能,包括一個功率運算放大器和一些外部元件。

通過雙位雙位開關(S1A-S1B)處於通話位置(如圖所示),主站的揚聲器執行麥克風功能,通過升壓變壓器驅動功率運算放大器。 遠程揚聲器由電力運算放大器的輸出驅動。

將S1A-S1B切換到偵聽位置可以反轉主控和遠程的角色。 現在 遠程 揚聲器起到麥克風的作用,它通過升壓變壓器驅動功率放大器。 主揚聲器現在由功率運算放大器的輸出驅動。 學生應該在偵聽位置跟踪S1A-S1B的接線以驗證這一點。 可以使用匝數比為1:25的升壓變壓器和電位器, Rv,充當音量控制。

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圖51 –對講機

 

概要

本章以“理想的運算放大器”,我們專注於理想的運算放大器。 雖然這個重要的構建塊幾乎是理想的放大器,但設計工程師必須了解實際設備與理想模型之間的對比。

我們通過檢查差分放大器開始了本章。 我們研究了各種配置和傳輸特性。 然後我們檢查了典型的運算放大器,包括封裝和內部電路。 我們研究了製造商為放大器指定參數的方式。

然後介紹了實際運算放大器的特性,包括增益,失調電壓,偏置電流,共模抑制和電源抑制比。 接下來考慮計算機仿真模型,然後詳細分析非反相和反相放大器。

本章最後總結了各種設計考慮因素和例子。 我們研究了平衡輸入和輸出以及輸入之間的耦合。 我們還研究了電源音頻運算放大器,包括對講電路的一個例子。

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1數據和電路得到製造商National Semiconductor Corp.的許可印刷。敦促學生在設計帶有功率運算放大器的設備時使用數據手冊。