Äänivahvistimia, jotka on suunniteltu toimimaan 5 V: n virtalähteen kanssa USB-liitännästä, kuten tietokoneen USB: stä, kutsutaan USB-vahvistimiksi.

Tässä artikkelissa opit rakentamaan yksinkertaisen 3 watin vahvistinpiirin, joka voidaan virtaa suoraan tietokoneen 5 V: n USB-portista 8 ohmin 3 watin kaiuttimen ajamiseksi. Voit rakentaa pari tällaista virtapiiriä ja käyttää niitä stereolähdön luomiseen 8 ohmin kaiuttimien pariin.

Huomatkaa että TDA2822 IC on nyt vanhentunut siksi valitset piirin, joka käyttää tätä IC: tä keskusteltu projekti ei ehkä ole hyvä idea. Kuitenkin nykyinen muotoilu perustuu IC LM4871: een, joka on runsaasti saatavilla, oppitaan tämän IC: n pääpiirteet ja toiminta

Pääpiirteet

IC toimii ilman minkäänlaista kytkentää kondensaattorit tai bootstrap-kondensaattoreita tai snubber-kondensaattoreita
Se osoittaa äärimmäistä vakautta Unity Gainin kautta.
Mukana WSON-, VSSOP-, SOIC- tai PDIP-pakkaus
Sallii ulkoisen vahvistuksen ohjausverkon asettamisen

Tärkeät tiedot:

IC LM4871D on suunniteltu käsittelemään 3 ohmin tai 4 ohmin 3 watin kaiuttimia
Kaikki sarjan muut versiot on määritelty käsittelemään 1,5 wattia 8 ohmin kaiuttimella.
IC: n sammutusvirta on sisäisesti asetettu 0,6uA: iin
Työjännitealue on välillä 2,0 V - 5,5 V, joka sopii erinomaisesti työskentelemään PC: n USB-virralla.
Suurin harmoninen kokonaissärö 8 ohmin kaiuttimen kuormituksella 1 kHz: llä on noin 0,5%

Pinoutin tekniset tiedot ja paketti

Seuraava kuva näyttää IC: n ja käytettävissä olevien pakettimallien ja asettelujen pinout-tiedot:

5 V: n USB-vahvistinpiirin käyttö

5 V: n 3 watin USB-vahvistinpiiri tietokoneelle

Osaluettelo

Kaikki vastukset 1/4 wattia tai 1/8 wattia, 1% MFR tai SMD

20 K = 2 nro
40 K = 2 nos
100 K = 3 nos (mukaan lukien Rpu)

Kondensaattorit

0,39 uF keraaminen = 1 ei
1uF / 16V tantaali = 2 nos

Puolijohde

IC LM4871 = 1 ei

Kuten yllä olevasta kaaviosta voidaan nähdä, LM4871 sisältää pari operatiiviset vahvistimet sisäisesti tarjoamalla käyttäjälle mahdollisuus määrittää vahvistin muutamalla määritetyllä tavalla.

Ensimmäisen vahvistimen vahvistusta voidaan hallita ulkoisesti, kun taas toista vahvistinta on kytketty sisäisesti käänteisellä yksikön vahvistuksella.

Ensimmäisen vahvistimen suljetun silmukan vahvistus voidaan määrittää valitsemalla sopivasti Rf / Ri-suhteen arvot, kun taas sama on vahvistettu toiselle vahvistimelle sisäisesti parin 40K-vastuksen kautta.

Voimme nähdä, että vahvistimen # 1 lähtö on konfiguroitu vahvistimen # 2 tuloksi, jolloin molemmat vahvistimet voivat tuottaa signaaleja identtisillä arvoilla, vaikka ne voivat olla 180 astetta vaiheen ulkopuolella.

Tämän seurauksena IC: n differentiaalivahvistus on AVD = 2 * (Rf / Ri).

Tyypillisesti mihin tahansa vahvistimeen voidaan asentaa 'silloitettu tila' ajamalla kytkettyä kuormaa epäsuorasti muutaman lähdön Vo1 ja Vo2 kautta.

Siltatilassa konfiguroidulla vahvistimella on erilainen toimintaperiaate kuin perinteisillä yksipäisillä vahvistimilla, joiden kuorman toinen pää on johdettu maadoitusjohdon kanssa.

Silloitettu moodipiiri toimii tehokkaammin kuin yksipäinen vahvistin, koska kuormaa tai kaiutinta kytketään push-pull-tavalla, mikä mahdollistaa kaksinkertaisen jännitteen heilahtelun jokaiselle vaihtoehtoiselle taajuuspulssille.

Tämä antaa kaiuttimen tosiasiallisesti tuottaa neljä kertaa enemmän tehoa kuin yksipäinen versio samoissa olosuhteissa tai eritelmissä.

Kyky saavuttaa tällainen lisääntynyt teho antaa vahvistimen toimia ilman a virranrajoittimen vaihe ja siten ilman ei-toivottua leikkausta.

Lisäetuna silloitetusta erosta on verkkojännitteen puuttuminen liitetystä kaiuttimesta. Näin tapahtuu, koska VO1 ja VO1 ovat esijännitetyt identtisillä jännitetasoilla, eli tässä tapauksessa VDD / 2. Tämä antaa vahvistimen toimia ilman ulostulokytkentäkondensaattoria, josta muuten tulee pakollista yksipäisissä vahvistimissa.

Komponenttien työskentelyn ja teknisten tietojen ymmärtäminen

Ri on käänteinen tulovastus, jota käytetään asettamaan suljetun silmukan vahvistus yhdessä Rf: n kanssa. Lisäksi tämä vastus toteuttaa myös ylipäästösuodatintoiminnon, jossa Ci on fC = 1 / (2π RiCi).

Siellä muodostaa tulokytkentäkondensaattorin, joka on sijoitettu estämään tasavirta ja sallimaan äänen AC-taajuus tulonastojen yli. Tämä kondensaattori mahdollistaa myös ylipäästösuodattimen yhdessä Ri: n kanssa fC = 1 / (2π RiCi).

Rf tulee takaisinkytkentävastukseksi, joka korjaa suljetun silmukan vahvistuksen Ri: n avulla.

Cs toimii kuten syöttö ohituskondensaattori ja tarjoaa aaltoilevan suodatuksen virtalähteelle.

Cb on sijoitettu ohitustapakondensaattoriksi ja tämä kondensaattori pakottaa suodattamaan puolisyötön

Absoluuttinen enimmäisarvo

Tämän piirin suurin siedettävä luokitus selitetään alla:

Suurin syöttöjännite on 6 V, tyypillinen käyttöjännite on 5 V
Pienin ja suurin siedettävä lämpötilat ovat -65 ja 150 astetta.
USB: n sisääntuleva musiikkisignaali voi olla missä tahansa välillä -0,3 V - 5,3 V
Suurin tehohäviö on sisäisesti rajoitettu, joten sinun ei tarvitse huolehtia tästä asiasta.