Тема вихідного імпедансу та спотворення - це тема, оскільки вони не згадувались у першій роботі. - писав: bkercso, 5 років тому

Чому важливий імпеданс вихідної потужності?

Вихідний опір джерела живлення є часткою зміни напруги живлення та зміни струмового навантаження, що спричиняє це. Якщо напр. наше джерело живлення реагує на зміну навантаження 100 мА падінням напруги на 10 мВ, тоді його вихідний опір становить 0,1 Ом. З цього ми вже бачимо важливість цієї функції: вона характеризує стабільність нашої напруги живлення у разі зміни навантаження.

блок

Вихідний опір джерела живлення може залежати від поточного навантаження в певній конструкції, від джерела живлення - напр. на стабілізаторі IC - від напруги падіння, можливо від температури і частоти навантаження; Тому доцільно враховувати ці функції при характеристиці джерела живлення. Я хотів би виділити частотну залежність, оскільки це важливо з кількох аспектів: з одного боку, частотно-залежний вихідний опір потужності впливає на точність тональності звукового підсилювача; крім того, збільшення вихідного імпедансу частоти надає нашому блоку живлення індуктивний характер, що може призвести до збудження або поганої перехідної поведінки (коливань), утворюючи резонатор з буферними та охолоджувальними конденсаторами, підключеними до вихідної потужності.

Тому завжди читайте технічний паспорт даної мікросхеми перед тим, як використовувати мікросхеми стабілізатора: текст під таблицями та графіками охоплює необхідні параметри вхідних та вихідних конденсаторів! Тоді нам залишається лише пройти техпаспорт обраних конденсаторів і при необхідності послідовно підключити конденсатор до так званого опір демпфування - його роль і спосіб розрахунку будуть розглянуті далі.

Фігура 1. Схематичне креслення схеми живлення підсилювача: блок живлення підключений послідовно до гучномовця

Оголошення

Схему заміщення джерела живлення можна скласти за допомогою ідеального джерела живлення та послідовно підключеного (додатково залежного від частоти) резистора, який представляє вихідний опір джерела живлення (рис. 1). Оскільки цей імпеданс пов'язаний послідовно із навантаженням на підсилювач (динамік), відношення напруги на ньому до напруги на динаміку становить Z (потужність)/Z (динамік).

Оскільки ця відносна похибка напруги надходить не ззовні, а викликається роботою підсилювача, це називається індукованим роботою коливанням напруги живлення (ЩО) і виражається в децибелах: MI = 20 * lg (Z (потужність)/Z (динаміки))! Якщо напр. Ми управляємо 2 8-омними динаміками від загального джерела живлення з вихідним імпедансом 0,1 Ом, тоді MI = 20 * lg (0,1/(8/2)) = –32 дБ.

Для оцінки спотворень, спричинених ІМ, нам потрібно знати тиск сигналу живлення підсилювача, який у таблицях даних називається відхиленням джерела живлення (PSR або PSRR). (Звичайно, не тільки операційні підсилювачі мають тиск сигналу потужності, але для простоти та поширеності ми зараз наведемо їх на прикладі.) Розглянемо відповідний графік операційного підсилювача OPA2134 на малюнку 2 (паспорт даних на малюнку 11)!

Малюнок 2. Тиск сигналу живлення операційного підсилювача OPA2134 у залежності від частоти подається наполовину і в загальному режимі - типові криві. Я також залишив англійський підпис. (Деякі таблиці даних показують від’ємні значення, оскільки PSR обчислюється із зворотного значення вищезазначеного співвідношення.)

Можна помітити, що PSR є максимальним на низьких частотах, а потім зменшується з частотою після точки розриву, як правило, у зворотній пропорції. Віднімаючи від коефіцієнта підсилення розімкнутого циклу підсилювача, коефіцієнт підсилення, встановлений зворотним зв'язком, отримується так званим армування петлі; це відповідає за придушення як спотворень, так і шуму подачі: з більшим прикладеним коефіцієнтом посилення OPA має менший резерв посилення для придушення шуму подачі.

Оскільки PSR майже завжди вимірюється з одиничним коефіцієнтом посилення, для обчислення спотворень спочатку нормалізуйте MI на вхідний сигнал, а потім врахуйте значення PSR відповідно до технічного паспорта! MI, нормований на вхідний сигнал: MIjel= MI + посилення (хоча ми ділимо знаменник MI, тобто множимо MI, що означає додавання між логарифмічними величинами). Тобто, якщо коефіцієнт підсилення підсилювача згідно з прикладом скажімо в 10 разів (20 дБ), то значення сигналу МІ вже становить –12 дБ, тобто.

Оскільки PSR сильно залежить від частоти, ми розраховуємо спотворення на трьох частотах: 20 Гц, 1 кГц і 10 кГц! Як правило, підсилювачі не пригнічують коливання позитивної та негативної напів напруг однаково, тому візьміть нижню з двох кривих PSR, оскільки вона буде домінувати над спотвореннями.!

Залишаючись на нашому прикладі, нам потрібні значення, тобто мінімальний PSR на вищезазначених трьох частотах: 110 дБ, 80 дБ та 50 дБ відповідно. (Криву загального режиму зараз не можна розглядати, оскільки коливання напруги живлення загального режиму не зумовлене кінцевим вихідним імпедансом джерела живлення.) Приблизне зміщення, спричинене роботою: MT = MIjel - PSR, тобто –122 дБ, –92 дБ та –62 дБ (0,00008%, 0,0025% та 0,08%) на трьох обраних частотах відповідно.

Це хороші цінності? Оскільки всебічність людського слуху за інтенсивністю становить приблизно. 120 дБ, басові дані вражають. Як ми побачимо, вихідний опір джерела живлення в середньому та високому діапазонах буферними конденсаторами підтримується низьким, тому справжнім подвигом є підтримка вихідного імпедансу потужності на низькому рівні на низьких частотах і максимальна незалежність від частоти. То чи нам потрібно докладати зусиль для першого аспекту? Виходячи з мого досвіду прослуховування, так, варто прагнути до значно кращих цифр, ніж зазначені вище.!

Хоча ми щойно розглядали приклад з динаміком (типовим для 8-омних динаміків з опором), принципи роботи підсилювачів для навушників не змінюються. Ми побачимо лише кращі цифри завдяки більшому опору навушників; навіть набагато краще, оскільки ми розглянемо кілька макетів буфера OPA +: ця топологія також має велику перевагу в цьому відношенні - якщо реалізація правильна.

Нарешті, слід згадати, що наведені вище оцінки зміщення є лише приблизними наближеннями, оскільки ми ще не знаємо багато про структуру зміщення зі значень PSR: його частотні складові та фазові залежності, тобто зміщення, напр. Конвертувати в THD; однак ці цифри допомагають вам переміщатися між різними з'єднаннями під час вибору, проектування, побудови або настройки підсилювача.