To może być głupie pytanie, ale nie udało mi się znaleźć rozwiązania bezpośrednio w dowolnym miejscu w Internecie. Mam też kilka powiązanych ze sobą pytań, które, mam nadzieję, nie odbiegają zbyt daleko od tematu.
W sprzęcie profesjonalnym sygnały audio na poziomie liniowym są w przybliżeniu ~ 3,5 V między szczytami , więc dlaczego obwody audio rutynowo wymagają lub zalecają napięcia szynowe w zakresie +/- 12 V lub wyższych?
Czy to jest tylko kwestia zapasów? Czy też nieliniowości wzmacniaczy operacyjnych zależą od napięcia zasilania?
Lub w celu wspierania tańszych komponentów? Patrząc na arkusz danych TL072, maksymalne napięcie wyjściowe może wynosić nawet 2/3 szyny, jeśli opór obciążenia obniży się (2 k Ohm), ale zwykle wynosi 90% szyny dla obciążenia 10 k Ohm. Ale czy mógłbyś również użyć wyższej klasy wzmacniacza operacyjnego, który łączy szynę?
Najważniejsze, co powoduje to pytanie, to przeglądanie arkusza danych dla Cirrus CS4272 i schematów / danych na płycie ewaluacyjnej. W takim przypadku, mimo że ADC działa w zakresie od 0 V do 5 V, nadal decydują się na użycie dwubiegunowego zasilania +/- 18 V dla bufora wejściowego. W tym konkretnym przykładzie używają NE5532D8, który ma najgorsze wychylenie wyjściowe wynoszące 80% szyny i obsługuje szyny tak niskie, jak +/- 3v.
Dlaczego więc mieliby stosować źródła +/- 18 V, jeśli ADC obsługuje tylko dźwięk 0–5 V (przypuszczalnie nastawiony na napięcie około 2,5 V), a zastosowanie źródła +/– 3 V nadal zapewniałoby swobodny zakres wartości od szczytu do szczytu 3,5 V?
Zgodnie z arkuszem danych w tym obwodzie nie występuje również skalowanie (wzmocnienie lub tłumienie):
Złącza XLR zasilają wejścia analogowe CS4272 poprzez wzmocnienie jedności, obwody różnicowe sprzężone z prądem przemiennym. Sygnał różnicowy 2 Vrms doprowadzi wejścia CS4272 do pełnej skali.
Tak więc każdy sygnał przekraczający poziom linii zostałby i tak przycięty przez ADC. Czy lepiej jest mieć przycinanie w ADC kontra wzmacniacz operacyjny? Czy też wymagana jest wyższa szyna dla stopnia wyjściowego, mimo że nadal zapewniałby jedynie sygnał wyjściowy o poziomie ~ 3,5 V międzyszczytowym?
Jakie są powody, dla których w przypadku napędzania zasilacza ADC 5 V z pojedynczym zasilaniem lepsze jest zastosowanie stopnia wejściowego z wyższymi, dwubiegunowymi zapasami niż użycie czegoś takiego jak LT1215 na pojedynczym zasilaniu przy 5 V? (Nie mogę opublikować linku, ponieważ nie mam jeszcze 10 reputacji na tej konkretnej giełdzie stosów ... Łatwo jest google)
Dzięki!
źródło
Odpowiedzi:
EDYCJA: Ze względu na ciągłą poprawę poziomu szumów DC i układów scalonych audio to warto wspomnieć, że w pewnym momencie stary „standardowy” +/- 10 woltów przy specyfikacji 600 omów zostanie zastąpiony niższymi napięciami do 600 omów. Standard 600 omów pochodzi z dni prowadzenia 200 stóp 32-kanałowych ekranowanych skrętek (STP) ze sceny koncertowej do wieży dźwiękowej oddalonej o 200 stóp, a wtedy był wygodny dla mikserów analogowych z wejściami XLR 600 omów .
Wszystkie te drogie kroki były potrzebne, aby utrzymać hałas z dala od mikrofonu i kabli instrumentów, takich jak górne światła, światła stroboskopowe, lasery, krótkofalówki, z których korzystała ekipa estradowa itp.
To powiedziawszy, jasne jest, że w miarę upływu czasu więcej źródeł dźwięku jest digitalizowanych u źródła, co pozwala uniknąć potrzeby „węża” o długości 200 stóp. W pewnym momencie w przyszłości wszystkie źródła zostaną natychmiast zdigitalizowane i mogą nie zostać ponownie analogowe, dopóki sygnał nie dotrze do słuchawek i głośników, co spowoduje, że moja obecna odpowiedź stanie się przestarzała pod względem sygnałów, ale nie mocy.
źródło
W dawnych czasach wzmacniacze potrzebowały sporego marginesu między zakresem napięcia wyjściowego a napięciem zasilającym. Starsze opampy często miały spadek napięcia 3V na szynę.
Co więcej, wyjście sygnału dalej od tego limitu gwarantuje lepszy współczynnik odrzucenia zasilania (starsze konstrukcje często używały źle regulowanych dostaw, używając tylko zenera + NPN jako regulatora). I te opampy ogólnie miały lepszą ogólną specyfikację (PSRR, CMR, THD + N, ...), gdy napięcia zasilania były wyższe. Jako przykład zobacz specyfikacje THD + N OPA134 (który pojawił się w połowie lat 90.), popularnego opampa stosowanego w wysokiej klasy dźwięku:
Widać wyraźnie, że THD + N jest lepszy przy wyższych napięciach zasilania. Nie wspominając nawet, że te starsze opampy zwykle nigdy nie były w pełni określone przy +/- 5 V.
Dlatego wszyscy używali raczej wysokich napięć zasilania. To było po prostu naturalne.
W dzisiejszych czasach nie jestem pewien, czy jest to nadal uzasadnione. Nowsze opampy wyjściowe typu rail-to-rail mają dobre specyfikacje, a jeśli twoje zapasy są wystarczająco stabilne, odrzucenie podaży nie stanowi problemu. Ale często ludzie projektujący „wysokiej klasy sprzęt Hi-Fi” nie zaczynają łatwo używać nowszych rzeczy, więc chyba nadal mają ten zwyczaj.
Teraz, jeśli chcesz użyć LT1215 z pojedynczym zasilaniem 5V, a jeśli specyfikacje LT1215 są dla ciebie wystarczająco dobre, to w porządku. Jego specyfikacje nie są śmieszne. Po prostu sprawdź, czy zakres napięcia wejściowego / wahania napięcia wyjściowego są odpowiednie dla Twojej aplikacji. Jeśli ADC ma zakres wejściowy 0-5 V, to mając LT1215 z ograniczoną mocą wyjściową ~ 4,4 V maks. Wycina trochę zakres dynamiczny, ale może to być do zaakceptowania. Zależy od Ciebie.
źródło
Myślę, że dzięki czapce blokującej prąd stały na wejściu i kolejnej czapce blokującej prąd stały na wyjściu, każdy obwód wzmacniacza operacyjnego zasilany dwubiegunowo może zostać ponownie ustawiony do pracy z pojedynczym zasilaczem.
i myślałem, że sprawiły, że niektóre wzmacniacze operacyjne działały aż do zasilania 3,3 V. oto przykład, który po prostu znalazłem w Internecie:
źródło