Pil-Powered Audio Preamplifiers Matter

Portatif ses yakalama kurulumları genellikle zayıf mikrofon sinyallerinden muzdariptir, yüksek hacimli cihaz çıktılarına veya uzun kablo, bir rekora veya mixere ulaşmadan önce bu problemleri çözerek, yüksek performanslı bir önyükleme işlemi sizi bir duvar çıkışına zorlar.Bu alanda temiz bir kazanç sağlar, küçük bir gitar pedal dolabı içinde veya küçük bir stüdyo kutusu içinde. AC anas ve mizah takmak için sizi zorlayan bir önyükleme işlemi de sizi basitleştirir.

Böyle bir cihazın çizilmesi, sadece birkaç dirençle bir araya gelme ve kablolama gerektirir.Tek bir şekilde önyargılı, dikkatli bileşen seçimi, gürültü yönetimi ve PCB düzeni, tüm mevcut yükün pratik olarak teslim edilmesi için yeterince düşük tutmanız gerekir.Bu kılavuz, her şeyi korumak için af-amp parametrelerinden korumak için her şeyi kapsar, böylece performanstaki rakipleri önyükleme, ve portability içinde tüm yükler.

Operasyonel Ampirikler Core olarak

Operasyonel yükselteç, yüksek çözünürlükte (-) ve ses için, 20 Hz'ye kadar bu görevi doğrusal bir şekilde yerine getirebilmeli ve böylece 100 dB'yi aşabilecek bir gecikme kazanır.Rektörler küçük sinyal seviyelerini ele alır - sadece birkaç milivoltaik bir mikrofondan veya pasif bir gitar toplayarak - daha sonra herhangi bir hatanın elde edilmesi gerekir.

Kombinasyon yapılandırması, en önceden yapılan girişler için iş kodlayıcısıdır, çünkü yüksek giriş hatası (özellikle de af-amp'ın kendi giriş önyargı ağı tarafından belirlenir) ve sadece iki dirençli kontrol ile kolay kazanır.Bir tek bir tedarik bataryadan beslendiğinde, af-ampiyonun yarısına önyargılı olması gerekir.

Portatif Ses için kritik Op-Amp Parametreleri

Doğru operasyonel yükselteç seçmek, veri tablolarını batarya destekli ses için önemli parametrelere odaklanmak anlamına gelir. Bu beş özellik seçiminize rehberlik etmelidir:

  • [FONT=0]Input gerilim gürültü yoğunluk:[Dönetici:[Dönetici: · 3 ) veya [FLT: 5532[Dönemli: 5 nV / √Hz) [Döneticileri için, yüksek çözünürlükte seslendirmek için.
  • [FONT:0)Sürücü başına mevcut olan şu anki şu anki şu anki şu anki şu anki:[Dönetici:0)[Dönetici:0))Işıkçı bir çiftlik için geçerli olan şu anki bütçeye uygun olarak, klasik bir bipolar.Döneticileri (Dönetici: 2))))[değiştir | kaynağı değiştirmiş gibi modern bir CMOS arsası, kanal başına 4 mA'yı kanal başına çeker.
  • [FONT:0]Rail-to-rail çıkışı hızla artıyor: Tek bir 9V batarya ile, tedarik gerilimi yaklaşık 9V ve deşarjları 5.5V'e doğru hızla başlıyordu.Bir demiryolu-yaşlı çıkış aracı, demiryollarının milisleri içinde sallayabilir.
  • [FONT:0)Gain-band genişliği ürünü (GBWP): 20 kHz'de düşük bozulmayı korumak için, 20 dB (10×), bir GBWP'ye ihtiyacınız olan en az on kata ihtiyacınız var, 2 MHz. Bölümler.
  • [FONT=0]Slew oranı: [Dönder: [Dönder: 0,8|Dönderlik süresi: 0,0)Slew oranı: [Döneticileri hızlı olabilir. $ 5 V /μs tam ölçekli 20 kHz sinyalleri için tipik, ancak 3 V /μs line- seviye iş için yeterli olabilir.

Düşük güç ve düşük gürültü genellikle tam tersi yönde çeker.Bir pil-güçlü mikrofon önamp için, NE5532 mükemmel bir gürültü performansı sunar ancak daha yüksek bir tedarik akımına ihtiyacınız varsa, OPA1671 gibi modern bir parça iyi bir dengeye sahiptir.Bir gitar önamp için, sadece birkaç dB'ye ihtiyaç duyar, bir TL072 mükemmel bir şekilde yeterli olabilir.

Güç ve Biasing Challenges

9V alkalin bataryası (PP3) kompakt önamplar için en erişilebilir seçim olarak kalır.Bu, orta kapasiteye sahip nominal 9V sağlar (yaklaşık 500-600 mAh). Seride iki AA veya AAA hücresi 3V - birçok standart af-amp için çok düşük - küçük bir artış düzenleyicisi düşünün veya 3V-tolerant ray-to-ray I/O op-amp. A şarj edilebilir Li-Ion 9V blok daha düşük bir direnç ve daha uzun döngü yaşamı sağlar.

Sanal Bir Zemin Yaratmak

Ses sinyalleri iki kutuplu olduğundan, af-amp'ın girişi sabit bir DC dengelemede oturmak zorundadır, tipik olarak Vcc/2, bu nedenle çıktının hem olumlu hem de olumsuz bir referansa geçiş yapabilir ve Vcc'dan zemine kadar, yükleyiciye karşı çıkabilmeli, bu orta derece referans oluşturmak için yeterince yüksektir.

Vcc/2 referansını göz ardı etmek için ikinci bir af-amp kullanın, etkileşim olmadan birden çok aşamayı yapabilen düşük bir zemin oluşturmak.Bu teknik tek bir şekilde ses devrelerinde yaygındır ve birçok şekilde ayrıntılıdır.

Güç Kaynağı

Piller mükemmel bir gürültüsüz değildir; 100μF-470μF elektrolitik kapasitörünün yanında 0.1μF seramik kapasitör etkili bir dekoleksiyon sağlar. Daha iyi reddedilme için, bataryanın altında biraz daha düşük bir sabit bir lineer kullanın. 10 / 100-150-470-470-μF-aydakürücük, ancak bu, bir miktar hantalin akımı ile paralel olarak gerçekleşir.

Devre Tasarımı Adım Tarafından Step

Klasik non-inverting AC-coupled amplifik, en önbellek kanallarının arka kemiğini oluşturur. giriş sinyali DC-blocking kapasitor ile girer, bir sonraki aşamaya bağlanmadan önce DC dengelemeye karşı çıkıyor.

Set ve Band genişlik Kontrolü

[Dönetici olmayan bir yapılandırma için, = 1 + (R)[Dönetici[Dönetici:2)[Dönetici[Dönetici: 4 ))))))))))))))))))))))))))))))))))))) -Dörtücükler (veya yüksek çözünürlükte))))))))))

Değişken kazanç için R)f) veya R) .) güçlü birometre ile 10kULL-taper potu, R[FLT) ile birlikte, s.

Giriş Koruma ve RF Filtreleme

Battery-güçlü önampler genellikle öngörülemeyen kaynaklarla bağlanır.A 100pF-220pF kapasiteli bir yığınağı DC-blocking cap to shunt radyo frekansı müdahalesine ek olarak, 1kULL-10kULLI'nin bir dizi direnç noktası da yardımcı olabilir, ancak o zaman arka planda yer alan bir sürü kurtarma kaynağı ile etkileşime girer ve RF filtre kapağını düşük geçit filtresi oluşturabilir.

Bitirme Seçimi ve Hesaplamaları

1× (0 dB)'den 9V batarya kullanarak pratik bir tek kanal önamp tasarlayalım.

  • [FONT:0)Operasyonel yükselteç:[Dönetici: OPA1671 (düşük gürültü, 940 μA quiescent, demiryolu-to-rayış, 16V/μs slew oranı) Alternatif olarak, ultra-d tedarik akımı için, OPA1692[D] [Düşük gürültü, kanal başına 940 μA μA μm) μm
  • [FONT:0]DC-blocking kapasitors: Giriş: 1μF film veya NP0 seramik (ortak mikrofonikler için) girişleri önyargılı dirençle üst düzeye çıkarmak için.
  • [FONT:0]Bias dirençlidir (Vcc/2'ye girişten vazgeçerler): ). 100kULLAH. 1μF giriş kapağı ile bir araya gelir - 3 dB noktası yaklaşık 1.6 Hz, aşağıdaki ses.
  • [FONT:0)Gain ağı:[Dönetici: {0}[Dönetici) = 1kULL, C) 9 kULL D[Dönetici) = 10 x 10 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x
  • [FONT=0)Vcc/2 bölmek:[Dönetici:[Dönetici: 1 ) İki 10kULLAH, merkezden zemine 47μF kapasiteli bir merkezle direnir.
  • [FONT=0)Power decoupling:[Dönetici: 100μF elektrolitik ve 0.1μF seramik, af-amp V+ pin yakınında.

Daha yüksek bir kazança ihtiyacınız varsa (40-60 dB dinamik bir mikrofon için), daha düşük bir ön plana veya farklı bir af-amp (örneğin, 03.10) Eğer dengeli bir giriş inşa ederseniz, tek bir aşama yeterli sıklıkta yeterli kazanır.

Gürültü Azaltımı ve PCB Layout

En sessiz af-amp bile kötü bir düzen tarafından yenilebilir. Bir zemin uçağında dolaşıma girenler sinyal referansını modüle edebilir, mizahı ve uğurtunuzu sessiz tutmak için bu kuralları takip edebilir:

  • [FONT:0) Katı bir zemin uçağı [Döneci bir PCB üzerinde], ancak yüksek akım geri dönüş yollarına devam edin (prodüktif jacks ve pil negatif gibi) hassas giriş geri dönüşlerinden uzak dur. Gerekirse, tek noktalı bir bağlantı ile ses zemine katılın.
  • [FONT:0]Star zemining[[Dönetici: giriş Jack zemini bağlayın, ağ zemini, Vcc/2 referansı ve arka plandaki tek bir noktaya doğru doğru yola çıktı.Bu, hassas girişteki gerilim damlalarını geliştirmeyi önler.
  • [FONT=0)Bypass kapasitors[[Dönetici:0) Yerinden gelene kadar, zemin uçağa kısa izler ile fiziksel olarak yakın olmalıdır. daha büyük bir elektrolitik ile paralel olarak 0.1μF seramik kullanın.
  • [FONT:0) Giriş kısa bir süre boyunca devam eder (Dönder: 1) ve yüksek çözünürlükteki düğümlerden uzak dur.Eğer af-amp giriş yüksek oranda kesintiye uğramazsa, bir bekçi yüzüğü veya kalkanlama gerekli olabilir.
  • [FONT:0] Metal film direnişçilere karşı direnirler [DDDDDD:0) Düşük gürültü için sinyal yolunda (yüzde 1 veya daha iyi). Karbon kompozisyonu dirençliler gürültülüdür ve kaçınılmalıdır.
  • [FONT:0)Shielded kablo[Dönetici içinde giriş zorunludur. Birkaç santimetre bile, korumalı tel bir anten olarak hareket edebilir.
  • [FONT:0)Via dikme:[Dönedeki bir iki katmanlı yönetim kurulunu kullanarak, zemin indükleme ve yükseltilme alanı etrafında bir dizi alt yer.

PCB Tasarım ve Miniaturizasyon

Yüzey destekli bileşenler, büyük bir posta damgasının büyüklüğüne bir önyükleme sağlar. 0805 veya 0603 direnicilere ve kapasitörler uygulama ile el-solder'e kolaydır. SOT-23 op-amps küçük ama magnification altında yönetilebilir bir PCB. alt tabakada bir zemin uçağı ile ve sinyal izlerini üst düzeyde tutar.

PCB'yi ayarlama, giriş bağlantı, batarya klip ve çıktı konektörü mantıksal olarak yerleştirilir, minimiz tel çalışır.Eğer mümkünse tahtadaki güçlüometreyi doğrudan koyarsanız, eğer Jack ve pot için delik parçaları kullanıyorsanız, her şey için bir araya getirir.

Nihai kompakt tasarım için, batarya sahibi ile özel bir PCB'yi bütünleştirmiş bir sistem olarak düşünün. popüler bir platform, tüm devreyi içeren küçük bir PCB ile çırpılır, bataryanın kendisinden daha büyük bir alüminyum kutuya sığmalıdır.

Test ve Optimizasyon

Satıştan sonra, güç ve zemin arasında kısa bir şey olmadığını onaylayın. Mevcut çizilmeden önce taze bir 9V bataryaya bağlanın - af-amp'ın quiescent spesifikasyonunun altındaysa, bir hata bağlantı veya yanlış Vcc/2 bölmek.

Bir sinyal jeneratörü veya girişte bir akıllı ses testi uygulaması için 100 mV zirvesine dalga geçmek, çıktının temiz, biraz basitleştirilmiş bir kopya olması gerekir.Plattörün hala bir sinyal jeneratörü veya yüksek çözünürlük için kontrol etmek için simetrik olduğunu teyit etmek, bu yüzden yeterli miktardaki bilgileri kullanarak veya ayarlanan bir USB kodu kullanarak kolayca doğrulanabilir.

Battery Life Estimation

Batarya kapasitesinin (mAh) toplam mevcut çizerek (örneğin, önyargılı dirençler, LED kullanılırsa ve herhangi bir düzenleyici quiescent mevcut). Örneğin, bir OPA1671, 0,4 mA, artı 0,5 mA, 9V'den gelen iki 10kULLAH, LED'e karşı direnir, ancak ayrımcı her zaman çizim için 0,5 $ 'lık bir süre boyunca kullanmak için 1 mA'ya kadar verir.

Enküre ve Pratik İnşaat

Mekanik müdahaleye karşı etkili bir kalkan için alüminyum ölü kutu seçin. giriş ve çıktı jacks (örneğin, neutrik veya anahtarlama), kutunun içinde mümkün olduğunca kısa ve istenen bir güç ve zemin telleri kullanarak devreye bağlanır.Bir metal kutusu kullanarak bağlantıya bağlanırsa, küçük bir gazla zemine bağlanır.

Tamamen taşınabilir bir birim için, bir kemer klibi veya Velcro montajı eklemeyi düşünün. Etiket, sinyal kaybından kaçınmak için kazanç kontrol ve giriş / net bir şekilde. 10kULL LED (10kULL serisine karşı) güç katabilir, ancak mevcut çizerini hatırla.Eğer sessiz bir operasyona ihtiyacınız varsa, LED'i veya geçiş yaparken kısa sürede bir darbeyi kullanın.

Gerçek Dünya Uygulamaları ve Hazırlanmaları

Bir batarya destekli af-amp önamp birkaç pratik senaryoda parlar:

  • [FONT:0]Passive enstrümanı yükseltici:[Dönetici:[Dönetici:0)Bir gitarın içinde veya bir pedal dolabın yüksek hacimli pickup, uzun kabloları kaybolmaksızın sürüyor.
  • [FONT:0]Dynamic mikrofon preamp:[Dynamic mikrofonu yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bir aparat (e.g., NE5532 40 dB kazanç) bir çift 9V batarya tedariki (profesyonel ±9V) yüksek çözünürlükte daha fazla baş oda verebilir.
  • [FONT:0)Phono preamp (RIAA):), geri bildirim döngüsündeki dikkatli eşitleştirme ağları ile aynı temel mimari bir vinyl oyun geri dönüş öncesidir. Battery power, birçok phono aşamasını ortadan kaldırır.
  • [FONT:0) Balanced hattı sürücüsü: [Döntilmiş bir arsa, ikinci bir af-amp, profesyonel ekipman için dengeli bir çıktı oluşturmak için sinyalin tamamını tek bir bataryadan çalıştırın.
  • [FONT:0]Wireless mikrofon verici:[Dönetici:[Dönetici:0) Tamamen kablosuz bir kayıt için küçük bir FM veya dijital verici modülle bir araya gelir.

Birden çok Kanal ve Dengeli Giriş

Birçok kud op-amp paketleri (OPA4134 veya düşük güç TLV6744), tek bir çip üzerinde iki kanallı stereo önbellek oluşturmanıza izin verir.Mantıyı basitleştirmek için aynalı yarılar olarak çizin.Eğer mikrofonlar için gerçek bir dengesel giriş yapmanız gerekiyorsa, belirli bir araç yükselticiliği yükseltebilirsiniz.

ultra-düşük batarya, nano güç aktığına bak, örneğin 370-düşüktü:0)TSV912[Dönetici: 1 ) veya sinyal seviyesinin zaten nispeten yüksek olduğu noktada μA.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Kompakt, batarya destekli bir ses önbellekleri dikkatlice seçilmiş bir operasyonel yükselteç etrafında inşa edilmiş bir işletimsel yükselteç, sayısız durumda bir araç tedarik eden ve bir sistem olarak tek bir araya gelen bir araç-tavling ve kalkana karşı referansını tedavi ederek - sık sık sık hobistleri ortadan kaldıran gürültü ve kafa oda sınırlamaları ortadan kaldırır. Düşük notu kombinasyonu, düşünceli PCB düzeni ve sağlam bir metal kutusu, kendi başına bir kaynak olarak kendi başına, kendi başına ticari ürünlere karşı kendi başına sahip olabilir ve size ses elektronik elektronik elektronikleri öğretebilirsiniz.