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Tratando de hacer un amplificador para el trabajo

Estoy diseñando un amplificador de auriculares alrededor de la IC TL074. Tengo este circuito tan lejos.

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Este circuito es casi buena, pero el sonido que ver en la salida es ligeramente distorsionada. Creo que tiene que ver con el cruce entre la salida de los transistores T1/T1 y T2/T2.

Entonces traté de hacer un AB amplificador mediante la conversión en el circuito de...

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Y ahora no tengo sonido en la salida.

Estos fueron mis problemas:

  1. Yo no estaba seguro de si podría dirigir la par que el op amp y la base de los transistores, así que he añadido un electrolítico, C2 y C3 (220uF x 16V).
  2. No estoy seguro de si he calculado R27, R28, R29 y R31 correctamente.

Yo no tengo ningún sonido en absoluto.

  • VCC = 9V
  • VCC_1 = 4.5 V
  • carga = auriculares de 32 ohmios

Alguna idea?

4voto

RelaXNow Puntos 1164

Hay aquí algunas preguntas para usted a la dirección:

  1. Tenga en cuenta que sólo podemos ver cualquier imagen que has puesto aquí con 640 píxeles de ancho máximo. En la disposición de su esquemático para no perder el espacio horizontal. Los opamps podría haber sido mucho más cerca de la etapa de salida de los transistores, por ejemplo. Recuerde que usted está pidiendo a voluntarios para un favor.
  2. VCC_1 debe ser aproximadamente la mitad de la tensión de alimentación en este diseño. Que es su señal interna de reposo nivel. Conseguir que la derecha y bajo nivel de ruido es importante, pero no está demostrado.
  3. Vcc debe ser grande, como de 24 V o menos. El TL07x opamps necesitan varios voltios espacio libre en cada extremo. No son buenas para los 5 V de la operación, por ejemplo. En general, usted quiere usar ±12 V (24 V total) al menos con opamps.
  4. La banda muerta debido a la doble seguidor de emisor de la etapa de salida es una obvia fuente de distorsión. Hay alrededor de 1.4 V gama saliendo de los opamps que no va a la salida. Que podría ser una gran fracción de la señal en pequeños auriculares. No es de extrañar este resultado en muy distorsionado y mal sonido.
  5. Un truco rápido para lidiar con la banda muerta es incluirlo en el bucle de realimentación. En lugar de tomar la retroalimentación de la salida del amplificador operacional, lo toma de lo que realmente quiere el control, que es el controlador de la etapa de salida. Con los comentarios alrededor de la banda muerta, el amplificador operacional se trate de "saltar" la banda muerta rápidamente. Esto no será perfecto, pero lo suficientemente bueno para su funcionamiento básico. Yo recuerdo vagamente que el TL07x puede mató a alrededor de 8 V/µs, por lo que el pequeño fallo en el cruce debe ser pequeño.
  6. Teniendo en cuenta que usted necesita el opamp para saltar por encima de la banda muerta tan rápido como sea posible, no disminuir la velocidad al usar el bucle de retroalimentación para agregar el filtro de paso bajo. Si desea que el filtro de paso bajo, añadir en la parte delantera del amplificador operacional.
  7. Si el amplificador operacional es inestable después de la salida de los conductores dentro del bucle de retroalimentación, que permita tener algún beneficio en vez de estar tratando de reducir la velocidad. Actualmente tiene una ganancia de 3.8, así que tal vez no deliberada compenstation requiere tapa. Pruébalo y verás.
  8. La entrada las tapas están al revés. Es de suponer que el nivel promedio es de tierra a la izquierda, y la mitad de la oferta a la derecha.
  9. 22 µF para la entrada de las tapas es absurdo. Con 18 kΩ en serie, el filtro de paso alto valor de atenuación es de 400 mHz. Que va a tomar mucho tiempo para asentarse. Sólo 1 µF le da 9 Hz atenuación con 18 kΩ. Que es mucho más adecuado para el audio. Ahora usted puede utilizar una de cerámica y no tener que lidiar con la polaridad de la vida y de los problemas de electrolytics. Usted necesita recoger una cerámica que no presentan piezo efectos, y que no es demasiado no-lineal con la tensión. Una cosa que ayuda con el último es conseguir que las tapas de calificación para obtener más voltaje del que necesita. La parte inferior de la capacitancia de nuevo ayuda con esto. Por ejemplo, 1 µF 50 V tapas de los hechos con el derecho de cerámica son más apropiados que los electrolíticos de tapas a las que mostrar.
  10. 220 µF para la salida de las tapas puede no ser suficiente. No decir lo que la impedancia de los auriculares son, pero si son 8 Ω, luego el filtro de paso alto valor de atenuación es de 90 Hz. Por el contrario, para obtener 20 Hz, los auriculares deben ser 36 Ω. Al menos, comprobar que todo esto es lo que pretende.

3voto

ianb Puntos 659

Trate de ampliar el local bucle de retroalimentación de todo el op-amp para incluir el push pull de salida: -

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Esto le dará una cierta mejora y probablemente va a funcionar mejor cuando los transistores de salida son sesgados, como por su 2da imagen (pero usted tendrá que utilizar el valor bajo del emisor de las resistencias en cada transistor para establecer el sesgo correctamente).

3voto

AitorTheRed Puntos 241

Para un \$9\:\text{V}\$ de la batería, usted tiene que ser consciente del hecho de que la batería tiene una serie de la resistencia interna de alrededor de \$2\:\Omega\$. Este no es el detalle más importante. Pero es una razón por la que usted desea en paralelo a la batería con un condensador. Necesita de uno. También, mientras que el \$9\:\text{V}\$ de la batería puede entregar un promedio de \$100\:\text{mA}\$ o más, que no va a hacer que por un largo tiempo y el voltaje definitivamente decaen muy rápidamente bajo una carga pesada. Así que eso es un detalle a tener en cuenta lo siguiente: (1) corto tiempo de vida en condiciones de carga pesada, (2) la caída de voltaje a través de su vida, y (3) la necesidad de un condensador a ayudar un poco. Menciono esto en primer lugar porque es más fácil de entender, no porque sea el detalle más importante.


El siguiente punto fácil de hacer es que la adición de resistencias y diodos para el sesgo de su salida BJT cuadrantes (canal) no es tan bueno. Como el amplificador operacional de las unidades de la señal hacia arriba, esto reduce la caída de voltaje en la parte superior de la resistencia, la reducción de la corriente disponible a través de ella, la reducción de la corriente disponible a partir de la cual el cuadrante superior BJT puede fuente de su necesaria corriente de base, y todo esto sucede justo cuando el cuadrante superior BJT las necesidades de una creciente corriente de base para hacer su trabajo. El uso de resistencias de aquí significa usar innecesariamente bajos valores de la resistencia (pérdida de potencia), de mayor sink/source capacidad de los opamp sí mismo, y una reducción de la gama de útiles oscilaciones de voltaje en la salida.


Siguiente, usted quiere que su NFB a la fuente de la salida, sí. No la salida del opamp. Hacer la salida del opamp siga su entrada tiene un aspecto agradable, pero no es lo que realmente necesita. Desea que la salida de todo el sistema de amplificador de seguir a la entrada (con la ganancia.) No la salida del opamp, sí. Cosas diferentes.


No como la siguiente idea porque es ... más complicado. Aún así, todavía no lidiar con los muertos-protección contra cortocircuitos/limitador de corriente que puede ser añadido. Pero se ocupa de algunos detalles importantes para hacer que funcione. Use esto como una fuente de ideas para examinar y considerar, al menos.

El siguiente es organizado por un \$32\:\Omega\$ auriculares. Diferentes de los auriculares se requieren algunos cambios. (Y si desea utilizar un \$8\:\Omega\$ altavoces, en lugar, te gustaría dividir los valores de \$R_1\$ a través de \$R_6\$ por un factor de aproximadamente 2 o más).

Nota la gran capacitor a través de la batería. También tenga en cuenta el uso de dos potenciómetros. \$R_{14}\$, junto con \$R_{15}\$, se establece la corriente de reposo.

El propósito de \$R_{15}\$ es para ajustar las cosas para que usted obtenga un "parabólico" el comportamiento de la VBE multiplicador con diferentes corrientes a través de ella. Pero no es crítico. Así que basta con retirar/bypass \$R_{15}\$ si quieres. No duele mucho, a todos. Es justo allí, así que si algún día quieres volver a este pequeño detalle, puede. (O mantenerlo, pero no te preocupes acerca de su contexto, se reservan para más tarde jugar.)

\$R_{14}\$, una vez \$R_{15}\$ se ignora por ahora, es lo que establece la corriente de reposo. Usted puede medir esto mediante la colocación de un voltímetro a través de \$R_1\$ y la medición de la tensión que hay cuando no hay señal aplicada. Usted quiere perder alrededor de 5%-10% de la potencia máxima, quiescently. El voltaje que usted desea encontrar a través de \$R_1\$ será algo como esto:

$$V_1\ge 5\%\cdot\frac{R_1}{R_\text{SPKR}}\cdot\frac{\left(V_\text{CC}-4\:\text{V}\right)^2}{V_\text{CC}}$$

Tan sólo hay que aplicar el voltímetro a \$R_1\$ y ajustar \$R_{14}\$ hasta que vea que figura en el medidor. Será en milivoltios.

He seleccionado un riel a riel opamp que no es demasiado caro, viene en dos paquetes (LT1801), y es un buen amplificador operacional. Siéntase libre de sustituto. Pero uno de los criterios críticos para el opamp es que su salida puede llegar a cerca del ferrocarril negativo (suelo). (El positivo límite de salida no es tan importante.) Tenga en cuenta que la gran capacitor a través de la batería. Usted probablemente querrá algo grande. No crítico. Pero hacerlo tan grande como usted puede permitirse.

schematic

simular este circuito – Esquema creado mediante CircuitLab

Yo también guardo la ganancia que había especificado. Siéntase libre de ajustar la relación de \ $R_{19}\$ \ $R_{20}\$ a sus necesidades, sin embargo.

La disipación en \ $Q_1\$ \ $Q_2\$ probablemente estará bien, incluso para la A-92 embalaje. Pero si usted decide disparar un \$8\:\Omega\$ altavoz y ajustar \$R_1\$ a través de \$R_6\$ y el uso de mayor volumen posible, entonces puede que necesiten para convertirse en TO-220, empaquetado dispositivos, en lugar. De lo contrario, se puede conseguir demasiado caliente (aunque la batería no durará mucho tiempo.)

Los cuadros verdes de relieve los dos cuadrantes controlador de secciones y la sección azul es el VBE multiplicador. \$R_{11}\$ suministro de una cerca de corriente constante que es suficiente para estos cuadrantes de la base de la unidad.

2voto

boss Puntos 71

Pulgares arriba para tomar un ejercicio clásico de audio analógico aplicaciones de diseño :-)

El BC5xx transistores son de la OMI un poco demasiado débil para un amplificador de potencia, aunque sólo para los auriculares. Me gustaría usar algo con permisible de corriente de 1A+, y su diseño sería probable que el uso de otra etapa como conductores para la alimentación de transies. O, simplemente, utilizar darlingtons. Qué se expande el diseño hacia una adecuada potencia de audio amplificador de clase AB, ver el Señor Jonk bien la respuesta.

La segunda versión del diseño ya contiene rudimentario "de corriente de reposo de polarización" para la salida totem - bravo, estás yendo en la dirección correcta. Tenga en cuenta que la llanura resistencias a VCC y GND no son óptimos para la polarización. En la amplitud máxima, donde usted tiene que conducir el transies más hacia la fuente de alimentación rieles, estas resistencias proporcionar menos actual. Esto dará como resultado en el recorte. Fuentes de corriente constante, sería mejor. Tal vez basado en los espejos. Y que pueden orientar a los espejos, de alguna etapa anterior en la amp, con la variable de la señal... hay un montón de posibilidades y el diseño rápidamente se vuelve complicada.

Si eres aventurero, echa un vistazo a los MOSFET. Su "umbral de la puerta de tensión" va a ser un dolor de cabeza a pesar de que, en su razonablemente bajo de la fuente de alimentación de ferrocarril voltajes. Hay hoteles de MOSFET para uso en CPU VRM (buck SMPS), y otros, en SO8 o TO252 y paquetes similares. Tienen sólo sobre el derecho de Vds para su aplicación y su Vgsth es algo soportable. Tenga en cuenta que ellos son "la conmutación de los dispositivos" - su Rdson cuando está completamente abierto es en mω y sus permisible corriente puede ser de alrededor de 100, pero tenga cuidado con sus SOAR = ellos tienen una muy limitada dissipatable poder. También su puerta de entrada de la capacitancia no es trivial (nanofaradios), no está seguro de si un op-amp estaría dispuesto a conducir directamente. Y vamos, rápido, optimizado para el cambio, y pueden estar muy dispuestos a oscilar si sesgada justo por encima de Vgsth en una forma lineal. Me gustaría probable que el uso de algunos bipolar op-amp a la unidad de la FET, NE5532 viene a la mente (si no controlador discreto transistores). Nunca he probado esto, así que puede ser una broma :-) E incluso con MOSFET, usted debe tomar los comentarios de los discretos de energía tótem muy de salida (como otros han sugerido).

Un osciloscopio ayudaría jugando con estos - que es bastante universal y caro asesoramiento en nada para hacer con la electrónica :-)

Entiendo que su misión es la de aprender algo de este ejercicio - y aplaudo eso. Si usted desea aprender más acerca de los principios de las diversas etapas de un op-amp / audio amplificador de potencia, sugiero un libro llamado "Diseño Analógico Chips" de Hans Camenzind. Disponible para descarga en formato PDF desde la web del autor. Una lectura interesante y no dolorosa matemática. He aprendido sobre el libro aquí en SA (gracias). En su circuito, que podría emplear varios de los op-amp bloques de construcción mencionados en el libro.

Si el punto era realmente improvisar una aplicaciones de teléfonos rápidamente para algunos misc aplicación, que haría uso de un TEA2025 (EOL, quizás todavía disponible en algunas tiendas como overstock) o alguna de esas. Estos amplificadores lineales son sin salir de la vogue, en favor de la clase D de los dispositivos...

0voto

kolstad Puntos 6

Con respecto a la polarización....

Para reducir la distorsión crossover aún más podría intentar agregar un diodo schottky (por ejemplo BAT85) en serie con D3 y D5 a aumentar la polarización entre el transistor bases en 0,3 ó 0,4 voltios. Si usted hace esto, asegúrese de agregar 10R emisor de resistencias.

Otras sugerencias incluyen el aumento de la Vcc, tomando la retroalimentación negativa de la salida, la eliminación de C2 Y C3, aumentar la actual capacidad de control de los transistores de salida (por ejemplo, el uso de BC337 y BC327).

Con el extra de diodo y 10R del emisor de las resistencias de la corriente de reposo debe ser de alrededor de 0,2 V/10R = 20mA.

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