Подборка усилителей мощности для домашнего DIY сабвуфера

Сегодняшний пост посвящен усилителям мощности для самодельного домашнего сабвуфера. В качественном сабвуфере усилитель играет не последнюю роль, он позволяет полностью раскрыть потенциал низкочастотного динамика, обеспечить высокий коэффициент демпфирования и провести необходимые регулировки громкости и частоты среза.

В DIY проекте сабвуфера можно использовать усилитель в виде отдельного блока (корпуса), в котором будет плата одноканального усилителя и блок питания. Такой блок будет соединятся с корпусом сабвуфера проводами. Либо врезать панель с усилителем и регулировками в корпус сабвуфера и получить более эстетичное исполнение, как в заводском изделии.

Рассмотрим несколько популярных вариантов одноканальных усилителей сабвуфера в разных исполнениях на площадке AliExpress. 

Плата на TPA3116D2

Открывает подборку простой и бюджетный вариант платы усилителя для сабвуфера на TPA3116 D2. За обработку сигнала отвечает пара ОУ TL072C. Блок питания для нее необходим от 12 до 24 В 5 А. Максимальная мощность около 100 Вт.

Такой вариант подходит для компактной, настольной системы 2.1. Размер НЧ динамика для проекта в районе 4-5″ сопротивление 4-8 Ом.

Размеры платы 83х55 мм, есть регулировка громкости и частоты среза (20-180 Гц). Вход на разъеме 3,5 мм или jst.

Плата на TPA3255

Далее, вариант платы на TPA3255 от GHXAMP. TPA3255 вариант усилителя класса D более современный и мощный, чем 3116. Плата оснащена пассивным охлаждением чипа с алюминиевым радиатором.

Максимальная мощность на нагрузку 4 Ом в режиме BTL 260 Вт (КНИ <1%). Это уже вкупе с мощным БП способно «раскачать» динамик 6-8″. Питание требуется 30-48 В DC.

Плата размером 150х74 мм. Частота среза фиксированная — 95 Гц (может работать и на всю полосу частот). 

Дискретный усилитель AIYIMA

Вариант дискретного моно усилителя с радиатором от AIYIMA. Комплект состоит из дух плат: непосредственно усилителя с алюминиевым радиатором и платы управления с регулировкой и входом на паре RCA. Регулируется уровень и частота среза.

Размеры усилителя: 157х107х42 мм, платы управления — 112х55 мм.

В усилителе используются две пары выходных транзисторов Sanken. Максимальная мощность 250 Вт. Для питания нужен сетевой трансформатор со вторичной обмоткой со средней точкой напряжением 24-32 В. Такие трансформаторы применялись, например, в мощных музыкальных центрах.

Плата на IRS2092+IRFB4227

Нельзя обойти вниманием очень мощные моно платы усилителя на связке IRS2092+мосфет IRFB4227. Для проектов с крупными НЧ динамиками 10″+ и низкой чувствительностью и оформлением закрытый ящик.

Плата размерами 175х96х55 мм выдает максимально целых 600 Вт на 8 Ом (900 Вт на 4 Ом). Но нужен мощный блок питания, а именно трансформатор с вторичными обмотками 65-80 В со средней точкой и дополнительно 12-15 В.

Регулировок нет, нужно использовать специальный предусилитель.

Панель для трифоника HIFIDIY

Переходим к панельным вариантам, встраиваемым в корпус. Недорогой вариант от HIFIDIY для системы 2.1 с мощностью до 50х2+100 Вт. Требуется внешний блок питания (отсюда и не высокая цена), параметры блока 12-24 В DC.

Усилитель со входами и регулировками смонтирован на алюминиевой пластине толщиной 2,5 мм. Размеры панели 115.7х125.7 мм.

В лоте есть выбор из нескольких вариантов: на TPA3118 (2х30+60 Вт), на TPA3116 (2х50+100 Вт) и оба варианта с Bluetooth или без. Второй ссылкой такая же панель но с ЦАПом на борту, можно подключать оптику и коаксиал. На основе этого варианта можно строить компьютерную акустическую настольную систему 2.1.

ZHANZHI

Далее, еще один панельный вариант, но с интегрированным импульсным блоком питания и наружным радиатором. В лоте можно выбрать необходимую мощность: 150 или 200 Вт.

Сердцем панели является чип усилителя TDA8950 или TDA8954 (200 Вт версия).

Размеры панели 200х145 мм. Все нужные размеры есть в описании лота. Есть полный набор входов: линейный и высокоуровневый. Из настроек имеется реверс фазы на 180 градусов и регулировка частоты среза (50-150 Гц). 

ZHANZHI с балансным входом

Завершает подборку продвинутый вариант панельного усилителя для самодельного сабвуфера от ZHANZHI. Заявленная мощность 350 Вт на 4 Ом, используются мощные транзисторы. Есть регулировка среза и плавная регулировка фазы (это полезно для настройки сабвуфера в помещении). Помимо линейного входа сигнала, есть балансный на разъемах XLR.

Импульсный сетевой блок питания интегрирован на панель, в лоте можно выбрать необходимую сетевую вилку.

Размеры панели 255х205 мм, вырез в корпусе нужен 225х175 мм.

Надеюсь, подборка усилителей для самодельного сабвуфера в аудиосистему 2.1 была полезна, и вы выберете вариант на свой вкус и бюджет. 

Приятных покупок! Не забывайте применять купоны и скидки площадки AliExpress. 

Автомобильный усилитель звука

Большинство современных магнитол со штатным усилителем мощностью от 4 до 20 Вт при работе на повышенной громкости искажают звук и дают различные шумы. Усилитель звука для автомобиля поможет избежать подобных неприятностей. Он придает звуку более естественное звучание и повышает качество акустической системы.

Вы можете купить усилитель звука для автомобиля в интернет-магазине Alphard Group с гарантией производителя. Мы предлагаем только сертифицированное оборудование собственного производства для решения задач любого уровня.

Для чего нужен усилитель звука в машину

Он помогает делать звук более качественным и увеличивать громкость воспроизведения музыки. Автомобильный усилитель позволит вам слушать любимые композиции громко и без звуковых искажений.

У нас вы можете купить автомобильный усилитель одного из трех типов:

• Моноблок. Этот одноканальный усилитель для акустики в машину используется в автомобильных системах для подключения сабвуфера.
• Двухканальный. Такой усилитель акустики авто может озвучить пару динамиков или сабвуфер через мостовое соединение.
• Четырехканальный. Самый распространенный автомобильный усилитель звука может обслуживать как 4 динамика, так и 2 динамика и сабвуфер, либо два саба.

Чтобы купить усилитель звука в машину и не прогадать, обращайте внимание на мощность. Она должна быть больше, чем мощность динамиков. Несоблюдение этого условия приводит к снижению качества звука при увеличении громкости. 

Еще одно важное условие для бесперебойной качественной работы системы – это совместимость усилителя с другими компонентами акустической системы. Подобрать подходящий усилитель звука для динамиков в машину помогут сотрудники Alphard Group. 

У нас вы найдете оборудование разных брендов собственного производства:

• Deaf Bonce. Усилители Doomsday, Machete и Apocalypse подходят и для соревнований, и для повседневного использования.
• Avatar. Бюджетные марки Storm, Tsunami, Volcano, Buran дают неплохой звук за свою невысокую стоимость.
• Black Hydra. Отличается высоким качеством передачи звука за счет использования при производстве материалов нового поколения.

Где купить автомобильный усилитель

Интернет-магазин Alphard Group предлагает большой выбор усилителей для решения разных задач – от любительских до профессиональных. Наши специалисты грамотно проконсультируют вас по любому вопросу и помогут найти лучшее решение. Мы отправляем заказы в течение 2-3 дней после оформления заявки на сайте и доставляем оборудование надежными транспортными компаниями в любой регион России.

Зачем нужен внешний усилитель, установка усилителя.

Зачем нужен внешний усилитель? Автовладельцы при выборе автоакустики в собственный автомобиль, часто задаются вопросом, а зачем же нужен отдельный усилитель, если уже в головном устройстве есть встроенный усилитель, мощность которого равна примерно так «4 по 50 Вт». Действительно, как бы показалось на первый взгляд это пустая трата денег, вот только, если бы не было одного «но».

Все производители, которые выпускают на рынок автозвука головные устройства, что бы заполучить как можно больше покупателей, начали записывать в паспортах, указывая в технических характеристиках данные, которые не соответствуют действительности. Например: мощность встроенного усилителя. Она оказывается максимальной, да и к тому же редко соответствует действительности. Вряд ли Вам кто-то назовет фирму, которая начала это делать первой, но, тем не менее, на данный момент на всех головных устройствах указываются данные с максимальной мощностью. Это можно считать и лукавством производителя, и обманом покупателя, но сейчас — это уже традиция, и так делают практически все производители. На самом деле реальная номинальная мощность таких встроенных усилителей составляет всего лишь 21-27 Вт на канал, что явно отличается от заявленной мощности.

Обычно в паспортах и технических характеристиках указывают номинальную мощность, а вот недобросовестные производители пишут максимальную мощность, тем самым поднимая свой рейтинг в глазах покупателей. Потому то, что указано на упаковке «4 по 50» в случаях со встроенными и внешними усилителями – это две разные мощности.

Кода Вы все-таки решитесь покупать внешний усилитель, то стоит так же выбрать такое головной устройство, функционал которого предусматривал отключение встроенного усилителя. Это очень важно. Если при подключении тыловых и фронтальных каналов у вас есть выбор: пользоваться встроенный усилителем иди же все-таки предпочесть внешний усилитель, то в случае добавления сабвуфера в систему автозвука очевидной и становиться необходимость установки внешнего усилителя.

Рассчитываем минимальную площадь сечений силового кабеля в зависимости от длины кабеля(мм2) и силы тока.

	0.1-2m	1.2-2.1m	2.1-3.0m	3.0-4.0m	4.0-4.9m	4.9-5.8m	5.8-6.7m	6.7-8.5m
300-225A	1/0 Ga	1/0 Ga	1/0 Ga	1/0 Ga	1/0 Ga	1/0 Ga	1/0 Ga	1/0 Ga
225-150A	2 Ga	1/0 Ga	1/0 Ga	1/0 Ga	1/0 Ga	1/0 Ga	1/0 Ga	1/0 Ga
150-125A	2 Ga	2 Ga	2 Ga	2 Ga	1/0 Ga	1/0 Ga	1/0 Ga	1/0 Ga
125-105A	4 Ga	4 Ga	4 Ga	2 Ga	2 Ga	2 Ga	1/0 Ga	1/0 Ga
105-85A	4 Ga	4 Ga	4 Ga	2 Ga	2 Ga	2 Ga	2 Ga	2 Ga
85-65A	4 Ga	4 Ga	4 Ga	4 Ga	2 Ga	2 Ga	2 Ga	2 Ga
65-50A	8 Ga	8 Ga	4 Ga	4 Ga	4 Ga	4 Ga	4 Ga	2 Ga
50-35A	8 Ga	8 Ga	8 Ga	4 Ga	4 Ga	4 Ga	4 Ga	4 Ga
35-20A	8 Ga	8 Ga	8 Ga	8 Ga	8 Ga	4 Ga	4 Ga	4 Ga
20-0A	10 Ga	10 Ga	8 Ga	8 Ga	8 Ga	8 Ga	8 Ga	8 Ga

Где лучше разместить усилитель.

Установка усилителя занимает немного времени и является не сложной в плане монтирования. Достаточно для установки усилителя всего на всего закрутить 4 самореза, и дело сделано. Совсем другое дело изначально выбрать правильное место для установки усилителя.

Во-первых, для усилителя необходим хороший теплоотвод. В процессе работы усилитель очень нагревается, потому это просто необходимая мера. В случае, если усилитель будет установлен в открытый объем (обшивка багажника, спинка сиденья, задняя полка и т.п), то дополнительно охлаждать усилитель не придется. В противном случае, если вы устанавливаете усилитель в закрытый объем, например, за обшивкой в нише крыла, декорирование усилителя стеклом, установка нескольких усилителей в маленьком пространстве или один на другом и т.п), то тогда потребуется дополнительно охлаждение. Охлаждение происходит с помощью кулеров, которые устанавливаются рядом с усилителями. Чаще всего используют кулеры от компьютеров. Обязательное условие установки кулеров – это расположить их так, что бы один кулер подавал воздух к усилителям, а другой кулер выводил воздух.

Во-вторых, не стоит забывать о таком аспекте установки, как расстояние от акустики и источника сигнала до усилителя. Этот аспект играет весомую роль в окончательном звучании всей акустики. Необходимо что бы провода всей системы были минимальными, то есть расстояние между этими агрегатами была минимальной, но при этом наиболее критично увеличение самой длины межблочных конвекторов.

В-третьих, что бы не допустить образование наводок, усилитель необходимо устанавливать таким образом, что бы на него ни в коем случае не подействовали другие компоненты и системы автомобиля. На образование наводок может влиять как сам усилитель, так и расположение каждого компонента системы. В теории очень тяжело, практически невозможно описать процесс избавления от наводок, потому в случае их возникновения, лучше всего обратиться к профессионалам.

Проводка.

Когда Вы наконец-то определились с местом для усилителя, пришло время продумать расположение и подключения все необходимой проводки, которая подходит к усилителю. В проводке можно запутаться, потому лучше всего нарисовать схему. Это можно сделать таким образом, что бы было видно вид сверху автомобиля, где уже и будет четко обозначена вся проводка. Скорее всего, для того что бы правильно установить и провести проводку Вам нужно будет демонтировать сидения и салонные ковры, потому стоит совместить установку проводки с шумовиброизоляцией кузова. О прокладывании проводки и подключении усилителей в интернете можно найти немало статей. Все это внимание обусловлено тем, что при установке сложных систем очень часто появляются разные электромагнитные наводки, которые могут свести на нет все старания по созданию системы. Для того, что бы все получилось правильно, стоит выделить несколько моментов, которые Вам обязательно помогут.

Силовая проводка.

При выборе кабеля большое внимание уделяйте площади поперечного сечения провода. Эту площадь необходимо определить правильно. В случае, если площадь будет больше расчетной, то это в итоге это не изменит результата и может даже пойти на пользу системе, но вот в противном случае, если выбран кабель площадь поперечного сечения которого меньше расчетного, то и расчетную мощность усилитель выдавать не сможет. Для того, что бы правильно определить площадь кабеля, который Вам необходим, нужно знать длину кабеля и силу тока потребления. В системе Си единицей измерения площади поперечного сечения вашего кабеля выражается в миллиметрах квадратных, так же наравне с этим обозначение существует и другая единица измерения, которая на данный момент приобрела большую популярность – это гейдж (AWG), американская единица измерения. Стоит обратить внимание, что при увеличении толщины кабеля в данном случае размерность в гейджах уменьшается.

«Минус» в случае с питанием усилителя, можно взять с кузова автомобиля, но в этом случае могут появиться дополнительные наводки. Также не стоит забывать и о сопротивлении, которое имеет сам автомобиль, и к тому же постоянно увеличивающееся пропорционально старению автомобиля.

Лучше всего прокладывать проводку вдоль той, стороны авто, где располагается аккумулятор. В этом случае Вы сможете уменьшить длину кабеля. Что бы перейти в салон из подкапотного пространства лучше всего использовать штатные отверстия. В случае, если это невозможно, тогда необходимо сделать отверстия (просверлить), и в них же вставить резиновые втулки. Никогда не прокладывайте провод в отверстия троса сцепления и в другие отверстия движущихся механизмов.

Общий предохранитель системы стоит устанавливать на расстоянии в 20см, хотя можно и в 15 см от плюсовой клеммы АКБ. Если Вы устанавливаете два или больше усилителей, то необходимо применять специальные разветвлители, а также дополнительные блоки предохранителей. Кабели, которые вы проложили в подкапотном пространстве стоит вложить в пластиковую гофру. C плюсовыми кабелями, которые проложены в багажнике и салоне необходимо поступить таким же образом. Что бы обеспечить надежный контакт кабелей необходимо использовать специальные клеммы, пропаивая места соединений клемм и кабеля.

Межблочные кабели.

Межблочные кабели необходимо прокладывать в отдельности от всех остальных кабелей, так как они больше, чем все остальные подвержены наводкам. Люди, которые явно разбираются в данной отрасли, самостоятельно приобретают кабели на метраж, а потом уже и самостоятельно паяют к ним разъемы RCA. Те, кто являются новичками, стоит обращать внимание на готовые межблочные кабели. Конечно, выбрать нормальный качественный кабель очень сложно, тем более без прослушки в эталонной аудиосистеме это и вовсе невозможно. Но, если следовать нескольким советам при выборе межблочных кабелей, все-таки можно выбрать нормальную продукцию.

Когда Вы планируете систему, спланируйте все так, что бы межблочные кабели имели минимальную длину. Минимальная длина необходима для того, что бы уберечь систему от наводок и уменьшить потери при звучании. В целях уменьшения длины кабелей, можно усилители установить под передним сиденьем. Когда Вы определились с местом установки усилителя, то лучше всего измерьте точную длину необходимого кабеля, для того, что выбрать кабель оптимальной длины. Но и этот подход имеет недостатки, так как в случае, если система начнет фонить, то межблочные кабели, скорее всего придется переложить по другому маршруту. По тому самым оптимальным вариантом в данной ситуации является наличие несколько комплектов кабелей, которые можно взять либо у знакомых, либо, в крайнем случае, приобрести, что бы прослушать систему в нескольких вариантах и подобрать лучшее выполнение.

Очень важно, что бы у межблочных кабелей был хороший экран. Этот экран может выглядеть как фольга, в которую были завернуты производителем сигнальные провода, так же он может быть в виде оплетки. В магазинах автозвука можно встретить кабели как безэкранные кабели, так и с двойным экранированием. Они отличаются естественно по цене, монументальности разьемов RCA и общей толщине. Самые дешевые кабели имеют пластиковые разъемы и являются достаточно тонкими. В своей системе такие кабели лучше не использовать. Не покупайтесь на дешевые цены, так как защищенность от помех у таких кабелей будет самая минимальная. Лучше всего использовать кабели с жилами, которые обернуты фольгой и с оплеткой. Именно такие кабели – это оптимальный вариант для современного авто, у которого много электросистем, которые разбросаны по всему кузову.

Акустические кабели.

Конечно же Межблочные кабели более капризны нежели акустические кабели, но неправильный выбор акустических кабелей может явно подпортить желаемый результат и все ваши старания пойдут насмарку. Никогда не забывайте, что уровень Вашей системы будет оценен по уровню состояния наихудшего компонента этой системы.

Ошибка, которая чаще всего встречается – это когда покупатель использует кабеля, которые идут в комплекте с динамиками. Только самые честные производители могут написать в инструкции, что те кабели, которые идут в комплекте, можно использовать только для того, что бы проверить работоспособность динамиков, но никак не для постоянной их работы. Даже, если использовать встроенный в головное устройство усилитель необходимо применить специальную акустическую проводку, сечение которой будет равна не менее 1,5 кв.мм. В случаях с соединениями, немаловажную роль играют хорошо припаянные клеммы. Не стоит так же перекидывать кабеля из-под одной обшивки под другую обшивку, всегда используйте резиновую гофру, при проведении кабелей в дверь.

Как устанавливать усилитель

Есть несколько способов установки усилителей. Самым простым является способ установки усилителя на поверхность. Для этого не потребуется изготавливать дополнительные панели или подставки. Этот вариант подходит для тех случаев, когда усилители устанавливаются в места, где их не будет видно. Например: под передние сидение или под заднюю полку и т.п. Если же усилитель вы будете устанавливать на видном месте, то естественно, провода необходимо спрятать, что бы они не портили внешний вид вашего усилителя. Для правильной установки необходимо сделать фальшпанель. Эти два варианта имеют много общего, в частности то, что в обоих случаях усилители будет видно. Охлаждать дополнительно их не будет нужды.

Другие способы установки предусматривают монтирование усилителей в закрытый объем. Вот в этом случае, уже необходимо думать о дополнительном охлаждении. Конечно это больше мороки, но, тем не менее, это вариант подходит владельцам, которые не хотят изменять интерьер автомобиля. Одним из самых оригинальных вариантов считается установка усилителя за панелью, но с окном. В таком случае охлаждение все равно необходимо. Оригинальность такого варианта заключена в надпись на окне, которая может быть подсвечена светодиодами и очень красиво выделять в темноте. Такая установка проводить исключительно с помощью профессионалов и профессиональной техники.

Назад в Статьи

Похожие статьи:

Усилитель для сабвуфера своими руками

Все любят слушать музыку, а вот слушать музыку в хорошем качестве с басами и на достаточной громкости получается не у всех. Но этого можно добиться, купив в свое авто усилитель. Хотя можно и не покупать, а сделать усилитель для сабвуфера своими руками, правда, для этого необходимо будет приобрести некоторые детали, а также обладать некоторыми знаниями в электронике и физике. С последними я вам помогу.

Итак, для начала нам понадобится усилитель большой мощности и преобразователь напряжения 12/40В (для автомобильного напряжения). Эти детали можно сделать самостоятельно (это тема уже для отдельной статьи, поэтому рассмотрим второй вариант), а можно купить в специализированных магазинах.

Приобретя эти две детали, начинаем процесс изготовления всего усилителя для сабвуфера. Для этого данные детали требуется согласовать между собой и защитить от перегрузки и помех.

А для того чтобы наш усилитель увеличивал стереосигнал, следует поставить модуль обработки и фильтрации звукового сигнала. Им сейчас и займемся.

Делаем модуль обработки звукового сигнала.

Для усилителя сабвуфера автомобильной магнитолы необходимо два канала, а наш усилитель пока одноканальный. Для исправления этого нюанса нужно слить воедино два канала магнитолы. В этом нам поможет сумматор. Непосредственно схему блока для обработки звукового канала можно найти на специальных сайтах или форумах.

Схема блока обработки звукового сигнала сабвуфера:

После подключения сумматора звуковой сигнал будет фильтроваться, в связи с этим исчезнут частоты менее 16Гц и более 300Гц. После сумматора сигнал будет попадать в фильтр, который уберет частоты от 35 до 150Гц.

А чтобы ваш сабвуфер лучше соответствовал всей акустике и регулятору громкости, на выходе должен иметься плавный регулятор фазы.

Важные моменты:

• при сборе модуля обработки звуков лучше всего пользоваться схемой платы данного модуля;
• для питания модуля обработки нужен двухполярный стабилизатор источника тока с напряжением +/- 15В.

Создаем следующий блок – стабилизации и коммуникации силовой цепи.

Схема блока коммутации:

На холостом ходу автомобиля усилителю необходим ток в 1-1,5А, который вырабатывает аккумулятор. Поэтому чтобы последний не садился, в машине устанавливается реле (для него делается отдельная клемма под названием «REM») с напряжением в 12В в катушке и током не меньше 20А.

REM подключается к отдельному выходу автомобильной магнитолы с напряжением +12В. Так, сабвуфер будет включаться совместно с магнитолой.

Еще установим два светодиода для контроля над включением и выключением, а для получения двухполярного питания блока — транзисторы, стабилитроны и интегральные стабилизаторы (для снижения напряжения и его стабилизации до 15 В).

Сборка всех деталей.

Когда все отдельные модули подготовлены, остается собрать усилитель воедино, т.е. разместить их все в корпусе усилителя и соединить друг с другом.

Если вы — только начинающий радиолюбитель, то описанная схема работ, как сделать усилитель для сабвуфера своими руками, вам более чем подойдет. А вот профессионалам рекомендую использовать более компактную сборку усилителя на одной плате. Также рекомендую прочитать — сабвуфер в машину своими руками.

Видео

Рекомендую прочитать:

Простой усилитель для домашнего сабвуфера

Многих интересует вопросы использования электронного трансформатора в качестве блока питания для усилителя низких частот и изготовления такого дешевого «усилка» для домашнего сабвуфера.

Плата для такого устройства была разработана за один час.

Она представляет собой совокупность усилителя мощности низких частот (примерно 70-100 Вт), фильтра низких частот для сабвуфера, чтобы выдавать только чистый бас без прочей музыки, сумматора для объединения сигналов со стереоканалов в один единый, а также импульсного источника питания, чтобы все устройство могло работать напрямую от сети 220 В без использования дополнительных приборов.

Получился маленький усилитель с большими возможностями.

Начнем с того, что усилитель одноканальный, работает в классе AB и построен на ультралегендарной микросхеме TDA7294, обеспечивая выходную мощность в 70 наичистейших Вт. Для домашнего сабвуфера это более чем достаточно.

Обвязка для этой микросхемы довольно стандартная.

Блок питания представляет собой самый обычный электронный трансформатор. Был использован трансформатор Taschibra мощностью 105 Вт.

Он был полностью разобран и собран вновь на общей плате. Вторичная обмотка силового трансформатора была перемотана. Родная выдавала 12 В выходного напряжения, а новая же стала выдавать двухполярные 28 В.

Сетевая обмотка состоит из 85 витков провода толщиной 0,5 мм. Вторичная обмотка была намотана скруткой, общий диаметр которой составляет 1,2-1,5 мм. Она состоит из 40 витков с отводом из середины.

Сетевую и вторичную обмотки нужно изолировать друг от друга. Для намотки возможно использование Ш-образного сердечника. Это будет даже удобнее для изолирования обмоток.

После входного выпрямителя рекомендуется поставить сглаживающий электролит на 100-120 мкФ 400 В.

Плата получилась очень компактной, несмотря на то, что на ней разместились 3 отдельных части системы, не считая пассивного сумматора.

Силовые транзисторы серии MJE13007 в корпусе ТО220 установлены на общий теплоотвод вместе с микросхемой усилителя мощности. Все силовые компоненты в лице микросхемы и транзисторов необходимо обязательно изолировать от теплоотвода. Не помешает и термопаста.

На плате не имеется защиты акустики от «постоянки», в случае если усилитель сгорит. Нет и защиты на блоке питания. При желании можно установить без проблем. Отсутствие защит не говорит о том, что схема ненадежна. Если ничего не замыкать, то все будет работать очень долго. В некоторых автомобильных усилителях промышленного производства также отсутствует защита – и ничего!

Для фильтрации сигнала задействована также довольно стандартная схема фильтра второго порядка, обеспечивающая срез 100 Гц.

Схема построена на основе дешевой и популярной микросхемы BA4558. Это сдвоенный операционный усилитель, который нашел широкое применение в аудиотехнике.

Питание фильтра однополярное. Напряжение питания составляет в районе 15 В. Резистор в цепи питания обеспечивает токогашение. Он должен быть 2-ваттный.

Далее, напряжение стабилизируется при помощи стабилитрона на 15 В и сглаживается небольшим электролитом.

Микросхему желательно установить на панельку типа DIP-8.

Как было упомянуто ранее, фильтр обеспечивает срез порядка 100 Гц, то есть все частоты, которые находятся выше, будут отсутствовать. При желании можно сделать частоту среза пониже.

Для объединения сигналов с обоих каналов до фильтра задействована простая схема пассивного сумматора.

Правильно собранная схема не нуждается в наладке. Все должно заработать сразу.

При сборке обратите внимание на наличие двух перемычек.

обратите внимание

После завершения сборки настоятельно рекомендуется проверить работоспособность отдельных частей. Сначала проверяется блок питания (фильтр и усилитель отключаются заранее). Если с блоком все в порядке, то подключается усилитель, и проверяется его работа. А в конце уже можно подключить и проверить фильтр низких частот. На плате выводы микросхем пронумерованы.

Итак, главный вопрос о возможности использования электронных трансформаторов для питания усилителей, наконец, получил ответ. Да, это возможно. Даже без всяких доработок, хотя использование сетевого фильтра на входе электронного трансформатора, а также сглаживающего электролита после моста пойдет только на пользу. Не помешали бы и дроссели после выходного моста. Но на слух никакой разницы в звучании обнаружено не было.

Прикрепленные файлы: СКАЧАТЬ

АВТОР: АКА КАСЬЯН.

---

 

 

Узнаем как ой усилитель для сабвуфера выбратьи нужен ли он вообще

Вы купили низкочастотный динамик или колонку, но не знаете, стоит ли тратить деньги на усилитель для сабвуфера. Данный вопрос не представляет особой сложности для профессионалов. Попробуем и мы разобраться, в чем плюсы таких усилителей и на что нужно в первую очередь обратить внимание при установке.

Купить недорогой пассивный сабвуфер и подключить напрямую к автомобильной магнитоле, конечно, можно. Ведь у нее супернавороченный встроенный усилитель и она «может» выдавать  по 50 Ватт на один канал. Давайте сразу разберемся в недостатках такого метода. Определитесь, что Вам именно нужно от сабвуфера. Хотите Вы ощущать субнизкие частоты или Вам нужен громкий басовый динамик, который будет не только увеличивать громкость низких частот, но и привнесет в воспроизведение такие элементы, как гудение и похрипывание. Нужен второй?  Смело выбирайте на магнитофоне канал-жертву и внедряйте Ваш сабвуфер. Дабы не столкнуться с полным разочарованием от покупки Вам требуется усилитель для сабвуфера.

Наверняка Вы знаете, что можно купить сабвуфер со встроенным усилителем. Да, такое чудо инженерной мысли, конечно же, есть. Называются такие «бочки» / «коробочки» активными. Как правило, оснащаются всем необходимым, а это и кроссовер, и эквалайзер, и фильтр частот. Такие колонки отличаются по стоимости от пассивных устройств, как минимум в два раза. Они просты в настройке, выдают плотный бас и оправдывают смелые ожидания большинства покупателей. Но стоит учесть, что активные сабвуферы, все-таки, никак не относятся к технике высокого класса. Если Вы хотите создать в автомобиле действительно качественный звук, Вам понадобится пассивная колонка и толковый мастер.

О том, как подобрать усилитель к сабвуферу лучше всего узнать у специалистов. Лучше, конечно, сказать не подобрать, а спросить у людей, которые знают толк в автозвуке. Пассивная колонка требует очень тонкой настройки, в отличие от активного аналога. Да и установка такого сабвуфера, нередко обходится дороже цены самого динамика. Хуже всего, если специалистов в Вашем городе нет. В таком случае не трудно узнать, как подобрать усилитель для сабвуфера в Интернете. Неплохим считается усилитель фирмы Revolt, JVC, KICKER.

Что же можно выделить из таких советов?

Усилители для автомобилей существуют 2-х канальные, 4-х канальные, 5-ти канальные и моноблоки. Имея достаточно ограниченное количество денежных средств, нетрудно приобрести усилитель с выходом на два канала. Лучше всего с поддержкой подключения типа «мост». Принцип основан на том, что Вы можете подать на  сабвуфер сигнал с левого и правого канала одновременно с нагрузкой 4 Ом. Таким нехитрым способом  устройство, рассчитанное на поддержку стереозвучания, трансформируется в усилитель для сабвуфера. Цена такого устройства начинается от $150. Такие усилители обычно наделены фильтром частот и всевозможными защитами от перегрузок и короткого замыкания. Устройства на четыре и более каналов работают по такому же принципу, просто если два канала «мостом» выделяются под сабвуфер, то у Вас остается возможность подключения дополнительных динамиков к системе усиления звука.

Моноблоки, вообще, отдельная история. Эти устройства, как правило, создаются для мощной акустики. Такой усилитель для сабвуфера чаще всего имеет номинальную мощность 100Вт и поддерживает нагрузку от 1 Ом. К нему лучше всего подключать только один динамик, но не исключена поддержка двух, ну, максимум трех громкоговорителей. Стоят такие устройства от $200 и чаще всего применяются профессионалами не только как усилитель для сабвуфера, но и для отдельной поддержки абсолютно каждого канала акустической системы. В любом случае решать придется только Вам и надеюсь, что данная информация Вам в этом поможет.

Автомобильный усилитель сабвуфера с фильтром и преобразователем

Автомобильный усилитель сабвуфера состоит из трех схем, которые смонтированы на одной печатной плате. Тем самым, усилитель сабвуфера представляет собой моноблок, что очень удобно при встраивании в небольшой корпус.

Сигнал, поступающий на вход усилителя мощности необходимо отфильтровать таким образом, чтобы его частота не была выше 60-200Гц. Для этого в составе усилителя сабвуфера включен фильтр низких частот (ФНЧ). Помимо ФНЧ на плате есть усилитель мощности звуковой частоты и повышающий преобразователь напряжения.

Сейчас я опишу немного подробнее каждый блок автомобильного усилителя сабвуфера.

Повышающий преобразователь

Преобразователь необходим данному усилителю для обеспечения развития мощности большей, чем развил бы усилитель с однополярным питанием от бортовой сети автомобиля +12В. Таким образом, преобразователь позволяет организовать двухполярное напряжение питания ±25В.

Схема примененного повышающего преобразователя была описана мною в статье «Автомобильный преобразователь на TL494 для усилителя НЧ».

Схема двухтактная, построенная на ШИМ-контроллере TL494. За частоту генерации отвечают элементы R3 и C4. С их номиналами, указанными на схеме, внутренний генератор TL494 работает на частоте 100кГц, частота на выходе контроллера делится на два и на трансформаторе присутствует прямоугольный импульс, образованный силовыми ключами VT3 и VT4 уже с частотой 50кГц. На частоту 50кГц и был рассчитан трансформатор Tr1.

Схема не имеет защиты от короткого замыкания и имеет постоянную ширину импульсов.

На печатной плате усилителя сабвуфера есть незначительные отличия: отсутствует предохранитель F1, предусматривается, что он будет установлен либо на корпусе устройства, либо в колодке автомобиля. Отсутствуют конденсаторы C5, C11 и C12. Присутствуют выходные дроссели. Вместо четырех отдельных диодов Шоттки VD3-VD6 применена диодная сборка и два отдельных диода.

Импульсный трансформатор

Наибольшее затруднение при сборке достается при намотке трансформатора. Попробую объяснить принцип его изготовления.

Я применил в качестве сердечника трансформатора ферритовое кольцо с маркировкой 2000HM и размерами 32?16?12мм.

Первым делом кладем несколько слоев изоляции.

Первичная обмотка

Первичная обмотка делится на две половинки. Каждая половинка содержит 5 витков. Так как токи в первичной цепи велики, то необходимо обеспечить хорошее сечение обмоточного провода. Для этого нужно мотать каждую половину 4 жилами провода ПЭТВ-2 диаметром 0.63мм. Я мотал 5 жилами (но это не обязательно и более трудно).

Да, кстати, если ваш сердечник имеет другие габариты и марку материала, то необходимо произвести пересчет минимального количества витков первичной обмотки в программе Lite-CalcIT.

Есть два способа намотки. При первом способе мотается 5 витков в один слой, равномерно распределенных по всей длине кольца. Далее делается отвод (это будет средняя точка) и от него мотается еще аналогичный слой с 5 витками, в том же самом направлении. Стоит не забывать про изоляцию между слоями проводов. В итоге мы должны получить две половинки, у которых конец одной соединен с началом другой. Обратите внимание, что соединение средней точки выполняется на печатной плате.

Я воспользовался вторым способом. Он заключается в намотке 5 витков в один слой сразу всеми жилами, в моем случае 10 жилами. Дальше нужно разделить (расщепить, вызвонить) по 5 жил и соединить общую точку так, чтобы конец одной половины соединялся с началом другой половины. Ошибкой будет соединение начала одной половинки с ее же концом, то есть образование короткозамкнутого витка.

Вторичная обмотка

Мотается аналогично первичной обмотке, одним из описанных выше способов. Число витков 10+10, двумя жилами провода ПЭТВ-2 диаметром 0.63мм. При таком количестве витков, на холостом ходу повышающего преобразователя, на его выходе присутствует напряжение ±25В, под нагрузкой усилителя сабвуфера оно будет немного проседать. Также выходное напряжение зависит от входного напряжения. При работающем генераторе автомобиля, в моем случае, напряжение на борту составляло +13.5В, а выходное напряжение преобразователя ±26В.

Соединение выводов вторичной обмотки на плате.

Соединение выводов первичной обмотки на плате.

Дроссели

Через входной дроссель L1 протекает достаточно сильный ток, который может достигать 10 Ампер на пиках, поэтому диаметр провода должен быть не менее 1мм. Мотается дроссель на ферритовом стержне диаметром 5-6мм и имеет 10-20 витков. Также его можно выполнить на кольце из распыленного железа желтого цвета.

 

Выходные дроссели аналогичные, диаметр провода может быть меньше (0.7-0.8мм и более) из-за меньшего тока, протекающего через них.

Я применил стержневые дроссели, от старых импульсных блоков питания.

Компоненты и охлаждение

Все номиналы указаны в схеме.

Все резисторы мощностью 0.25Вт за исключением R4, R9 и R10, их мощность 2Вт.

Неполярные конденсаторы могут быть керамическими.

В качестве диодной сборки необходимо применить Шоттки с током 2?5А и напряжением 100В, например MBR10100CT.

VD4 и VD5 должны быть также диодами Шоттки, либо очень быстрыми импульсными диодами на ток не менее 3А и напряжение не менее 100В. Подойдут SR5100, SF56, UF5408 и им подобные.

На силовые ключи VT3 и VT4 необходимо установить небольшую алюминиевую пластинку через изоляционные втулки и прокладки. После установки теплоотвода нужно проверить сопротивление между фланцами ключей и радиатором, сопротивление должно быть бесконечным.

Фильтр низких частот

Активный фильтр НЧ собран на сдвоенном операционном усилителе (ОУ) широкого применения NJM4558D. Нет необходимости в автомобильном усилителе сабвуфера применять дорогостоящие малошумящие ОУ.

Напряжение питания ФНЧ однополярное, поэтому он запитан от одного плеча преобразователя. Ограничительный резистор R8 и стабилитрон VD1 стабилизируют напряжение на уровне +15В. Резистор R8 может быть мощностью 0.25Вт, так как на нем рассеивается малое количество мощности (на плате я установил резистор 2Вт – ошибочно).

Канал U1.1 включен в инвертирующем режиме с ООС. На неинвертирующий вход подано напряжение смещения, равное половине напряжения питания (+15В), тем самым давая возможность работать, как с отрицательной полуволной, так и положительной полуволной.

Коэффициент усиления фильтра равен 3. Частота среза ФНЧ находится в районе 60Гц. Ток потребления NJM4558D всего 3.5мА.

Для увеличения частоты среза необходимо уменьшить одновременно емкости C4, C6 и C8.

Резистором R11 можно установить необходимую амплитуду сигнала, поступающего на вход усилителя мощности звуковой частоты. Также он частично изменяет частоту среза, так как совместно с конденсатором C8 образует ФНЧ.

Усилитель мощности звуковой частоты

В качестве УНЧ применена схема усилителя Дорофеева. Про его сборку я подробно писал в статье «Качественный усилитель класса B».

Все номиналы компонентов представлены на схеме, дефицитных элементов в ней нет. Резистор R11 мощностью 1Вт, остальные резисторы мощностью 0.25Вт.

Неполярные конденсаторы могут быть керамическими, разницы в качестве звука при прослушивании вы не увидите, тем более в автомобиле и на низких частотах.

При замене транзисторов на аналоги, обязательно проверяйте расположение выводов, так например транзисторные пары TIP42-TIP41 и КТ818-КТ819 по параметрам могут заменять друг друга, но имеют разную цоколевку.

Транзисторы необходимо установить на радиатор через изоляционные прокладки и втулки. Площадь теплоотвода должна быть 600см². Для проверки я использовал алюминиевую пластинку с площадью охлаждаемой поверхности 70см².

Печатная плата

Печатная плата автомобильного сабвуфера разведена известным в сети радиолюбителем под ником DTS.

Печатная плата кому-то может показаться неудобной, но DTS разводил ее под свои нужды, параметры и габариты. В любом случае, можно развести свой вариант. Я лично использовал печатную плату от DTS, мне нравится ее компоновка и размеры.

Хочу заметить, что плата имеет множество перемычек, поэтому будьте внимательны при повторении схемы, не забывайте их впаять.

После монтажа обязательно нужно смыть остатки флюса (канифоли).

Рекомендации по сборке

Сборку автомобильного усилителя сабвуфера необходимо начинать с повышающего преобразователя. Выполнив монтаж компонентов, необходимо проверить его, нагрузив выход резистором с сопротивлением 50-70Ом.

Убедившись в исправной работе преобразователя, приступаем к сборке фильтра НЧ и усилителя мощности.

Наладка усилителя мощности осуществляется установкой напряжения постоянного тока на базах VT1 и VT2 относительно общей точки (GND) в районе 0.4-0.5В. Более подробно о наладке рассказано в указанной выше статье.

Печатная плата усилителя сабвуфера СКАЧАТЬ

Буферный и неинвертирующий операционный усилитель

Буферный усилитель с единичным коэффициентом усиления реализован с использованием операционного усилителя в конфигурации с отрицательной обратной связью. Выход подключается к его инвертирующему входу, а источник сигнала подключается к неинвертирующему входу. Хотя его коэффициент усиления по напряжению равен 1 или единице, он имеет высокий коэффициент усиления по току, высокий входной импеданс и низкий выходной импеданс. Используется, чтобы избежать загрузки источника сигнала.

Выходное напряжение операционного усилителя определяется уравнением: \begin{уравнение} V_{out} = {A_{OL} \, (V_{\!+} — V_{\!-})} \end{уравнение} где V+ — напряжение на неинвертирующем выводе, V− — напряжение на инвертирующем выводе, а A _OL — коэффициент усиления усилителя без обратной связи.

Переставить уравнение \begin{уравнение} {V_{out} \over A_{OL}} = V_{\!+} — V_{\!-} \end{уравнение}

Если предположить, что A _OL равно ∞, то \begin{уравнение} {V_{выход} \над A_{OL}} = 0 \end{уравнение} и подставляя уравнение 3 в уравнение 2, получаем \begin{уравнение} В_- = В_+ \end{уравнение} Только для схем на операционных усилителях с отрицательной обратной связью мы используем уравнение 4, чтобы упростить анализ схем.

Для этого буферного усилителя, используя уравнение 4, мы можем путем проверки получить \begin{уравнение} V_{выход} = V_- = V_+ = V_{вход} \end{уравнение} и получить коэффициент усиления буферного операционного усилителя \begin{уравнение} V_{выход} = V_{вход} \end{уравнение}

Неинвертирующий усилитель на операционных усилителях обеспечивает усиление по напряжению.Буферный усилитель можно рассматривать как частный случай этого усилителя с Rf = 0 и Rg = ∞.

Если мы допустим входной ток на инвертирующий вход I- = 0 и применим КВЛ к контуру Vвых, Rф и Rг \begin{уравнение} V_- = {V_{out}} {{R_g}\over {R_f + R_g}} \end{уравнение} Применяя уравнение 4, \begin{уравнение} V_{in} = V_+ = V_- = {V_{out}} {{R_g}\over {R_f + R_g}} \end{уравнение} Переформулируйте уравнение, чтобы получить коэффициент усиления неинвертирующего операционного усилителя. \begin{уравнение} V_{out} = (1 + {{R_f}\over {R_g}}) {V_{in}} \end{уравнение}

Поскольку доходы от рекламы падают, несмотря на увеличение числа посетителей, нам нужна ваша помощь, чтобы поддерживать и улучшать этот сайт, что требует времени, денег и тяжелой работы.Благодаря щедрости наших посетителей, которые пожертвовали ранее, вы можете пользоваться этим сайтом бесплатно.

Если вы воспользовались этим сайтом и можете, пожалуйста, дайте 10 долларов через Paypal . Это позволит нам продолжаться в будущем. Это займет всего минуту. Спасибо!

Я хочу дать!

Усилитель тока, повторитель напряжения, повторитель тока, буфер напряжения, буфер тока

Усилитель тока и буферы.

Буферный усилитель.

Буферный усилитель представляет собой схему, преобразующую электрическое сопротивление одной цепи в другую. Основная цель буфера — предотвратить загрузку предыдущей цепи последующей. Например, датчик может иметь возможность производить напряжение или ток, соответствующие определенной физической величине, которую он измеряет, но он может не иметь мощности для управления схемой, к которой он подключен. В таких случаях можно использовать буфер. Буфер, подключенный между датчиком и последующей схемой, легко управляет схемой по току или напряжению в соответствии с выходным сигналом датчика.Буферы подразделяются на буферы напряжения и буферы тока. Символы идеального буфера напряжения и буфера тока показаны на рис. 1 и рис. 2 соответственно.

Символ буфера идеального напряжения

Символ идеального текущего буфера

Буфер напряжения.

Цепь, которая передает напряжение от цепи с высоким выходным сопротивлением к цепи с низким входным сопротивлением, называется буфером напряжения. Буфер напряжения, подключенный между этими двумя цепями, предотвращает нагрузку на первую цепь с низким входным сопротивлением (вторая).Бесконечный входной импеданс, нулевой выходной импеданс, абсолютная линейность, высокая скорость и т. д. — вот особенности идеального буфера напряжения.

Если напряжение передается от первой цепи ко второй цепи без изменения амплитуды, то такая цепь называется буфером напряжения с единичным коэффициентом усиления или повторителем напряжения. Выходное напряжение просто отслеживает или следует за входным напряжением. Коэффициент усиления повторителя напряжения равен единице (Av = 1). Даже при отсутствии усиления по напряжению будет достаточное усиление по току.Поэтому, когда повторитель напряжения подключен между двумя цепями, он будет передавать напряжение с первой на вторую без какого-либо изменения амплитуды и управлять второй схемой, не нагружая первую цепь.

Буфер напряжения может быть реализован с использованием операционных усилителей, BJT или MOSFET. Повторитель напряжения с использованием транзистора (BJT) показан на рис. 3. Повторитель напряжения с использованием BJT также известен как эмиттерный повторитель. +Vcc — это напряжение коллектора транзистора, Vin — входное напряжение, Vout — выходное напряжение, а Re — эмиттерный резистор транзистора.

Повторитель напряжения

, реализованный с использованием операционного усилителя, показан на рис. 2. Это делается путем применения полной последовательной отрицательной обратной связи к операционному усилителю, т.е. подключив выходной контакт к инвертирующему входному контакту. Здесь операционный усилитель настроен в неинвертирующем режиме (см. рис. 2). Таким образом, уравнение для коэффициента усиления: Av= 1 + (Rf/R1).

Поскольку выход и инвертирующий вход закорочены, Rf=0 .

Поскольку заземление R1 отсутствует, это можно рассматривать как разомкнутую цепь, поэтому R1 = ∞

Следовательно, (Rf/R1) = (0/∞)  = 0.

Следовательно, коэффициент усиления по напряжению Av = 1 + (Rf/R1) = 1+0 =1.

Повторитель напряжения на транзисторе

Повторитель напряжения на ОУ

Текущий буфер.

Токовый буфер представляет собой схему, которая используется для передачи тока из цепи с низким входным сопротивлением в цепь с высоким входным сопротивлением. Буферная схема тока, подключенная между двумя цепями, предотвращает загрузку первой схемы второй схемой.Характеристики идеального буфера тока — бесконечное входное сопротивление, нулевое выходное сопротивление, высокая линейность и быстрая реакция. Текущий буфер с единичным усилением (B=1) называется текущим буфером с единичным усилением или повторителем тока. Здесь выходной ток просто отслеживает или следует за входным током. Буфер тока может быть реализован с использованием транзистора (BJT или MOSFET).

Цепь усилителя тока.

Цепь усилителя тока — это цепь, которая усиливает входной ток с фиксированным коэффициентом и подает его на последующую цепь.Усилитель тока чем-то похож на буфер напряжения, но разница в том, что идеальный буфер напряжения будет пытаться обеспечить любой ток, необходимый для нагрузки, сохраняя при этом входное и выходное напряжения одинаковыми, где усилитель тока подает на последующий каскад ток, который является фиксированным кратным входному току. Усилитель тока можно реализовать на транзисторах. Схема схемы усилителя тока на транзисторах показана на рисунке ниже. В этой схеме используются два транзистора.β1 и β2 — коэффициенты усиления по току транзисторов Q1 и Q2 соответственно. Iin — входной ток, Iout — выходной ток, а +Vcc — напряжение коллектора транзистора T2. Уравнение для выходного тока: Iout = β1 β2 Iin.

Усилитель тока на транзисторах Операционный усилитель

— инвертирующий буфер с операционными усилителями Операционный усилитель

— инвертирующий буфер с операционными усилителями

Сеть обмена стеками

Сеть Stack Exchange состоит из 178 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

Посетите биржу стека

2. 0
3. +0
6. Авторизоваться Зарегистрироваться

Электротехника Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для специалистов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация занимает всего минуту.

Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

Любой может задать вопрос

Любой может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются на вершину

спросил 7 лет, 1 месяц назад

Просмотрено 33 тысячи раз

\$\начало группы\$

Я знаю, что можно легко сделать буфер единичного усиления с операционным усилителем (как повторитель напряжения):

^{имитация этой схемы — схема создана с помощью CircuitLab}

Я также знаю, что инвертирующий буфер легко сделать на ОУ (инвертирующий усилитель с \$R_1 = R_2\$):

^{имитация этой схемы}

Однако точность этого инвертирующего усилителя зависит от точности \$R_1\$ и \$R_2\$ — если они не совпадают, выходной сигнал будет немного отличаться от \$-V_{in}\ $.

Есть ли способ сделать инвертирующий буфер с операционным усилителем, который не зависит от точности этих резисторов, таких как повторитель напряжения? Не лучше ли получить более высокоточные резисторы?

Создан 09 янв.

Грег д’ЭонГрег д’Эон

3,71744 золотых знака2222 серебряных знака4949 бронзовых знаков

\$\конечная группа\$ \$\начало группы\$

Нет, нет возможности сделать инвертирующий буфер только на операционном усилителе, который не зависит от номиналов резисторов.Вы можете получить резисторы с очень высокой точностью и стабильностью (по такой же впечатляющей цене), или вы можете получить схемы с согласованными (по значению и температурному коэффициенту), где абсолютная точность может быть не такой впечатляющей, но соотношение жестко контролируется.

Существует способ инвертирования сигнала без точных резисторов — так называемый метод летающих конденсаторов, но он довольно сложен, а резисторы — лучшее решение для большинства ситуаций вплоть до точности на уровне ppm.

ответ дан 09 янв.

Spehro PefhanySpehro Pefhany

316k1313 золотых знаков275275 серебряных знаков681681 бронзовый знак

\$\конечная группа\$ 6 \$\начало группы\$

Одна возможность.Раньше они делали несколько специализированных операционных усилителей с дифференциальными выходами, положительным и отрицательным, вероятно, для управления дифференциальными парами линий. Ни разу не пользовался и номера деталей не помню. Но я предполагаю, что если бы вы подключили положительный выход как повторитель напряжения, отрицательный выход был бы столь же отрицательным.

Обратите внимание, что даже операционный усилитель с повторителем напряжения не идеален. Существуют внутренние спецификации усиления, и небольшие смещения, хотя и небольшие, могут привести к неидеальным выходным сигналам по отношению к одному из входов.

ответ дан 11 янв.

НеддНедд

11122 бронзовых знака

\$\конечная группа\$ 1 \$\начало группы\$

В дополнение к ответу Недда, прецизионные интегральные схемы дифференциального усилителя с единичным усилением, которые вы ищете, относятся к типу INA105, DRV134, THAT1240 и т. Д.Есть несколько качеств, марок и производителей и, конечно же, разный ценовой диапазон. Рассматриваемая схема будет показана ниже из таблицы данных INA105.

ответ дан 22 окт.

йильский

53311 золотой знак77 серебряных знаков1616 бронзовых знаков

\$\конечная группа\$ \$\начало группы\$

Практический опыт часто отличается от учебника, особенно в аналоговой области.Если вы используете резисторы хорошего качества от одного и того же производителя и из одной партии, точность между отдельными резисторами лучше, чем указанный допуск номинального значения.

Если вам нужен инвертирующий операционный усилитель с единичным усилением на практике с использованием устройства общего назначения, такого как LM324, просто рассчитайте значения резисторов, чтобы получить расчетное усиление. Г = -1,009 Например, Rin = 218k, Rf=220k . Это даст вам фактическое измеренное усиление G = -1 с вашим вольтметром.

Я никогда не использовал ничего более экзотического, чем LM324, я использовал эту часть для интерфейса с датчиками, требующими микровольтного уровня точности, без проблем, обеспечивая стабильный выходной сигнал. Ваши трудности начинаются с попытки добиться стабильной работы AD-преобразователя вашего микроконтроллера.

ответ дан 18 авг.

\$\конечная группа\$ \$\начало группы\$

Подойдет два инвертирующих усилителя, но вот противоположность: вам придется использовать два.Поскольку операционные усилители свободно доступны в двойном или счетверенном корпусе, это не проблема для большинства приложений.

ответ дан 20 март 2021, в 00:57

\$\конечная группа\$ 2 Очень активный вопрос .Заработайте 10 репутации (не считая бонуса ассоциации), чтобы ответить на этот вопрос. Требование к репутации помогает защитить этот вопрос от спама и отсутствия ответа. Электротехника Stack Exchange лучше всего работает с включенным JavaScript

Ваша конфиденциальность

Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь с тем, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой использования файлов cookie.

Принять все файлы cookie Настроить параметры

 

Как спроектировать буферный усилитель для АЦП STM32

Как спроектировать буферный усилитель для АЦП STM32

Сеть обмена стеками

Сеть Stack Exchange состоит из 178 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

Посетите биржу стека

2. 0
3. +0
6. Авторизоваться Зарегистрироваться

Электротехника Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для специалистов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация занимает всего минуту.

Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

Любой может задать вопрос

Любой может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются на вершину

спросил 4 года, 6 месяцев назад

Просмотрено 3к раз

\$\начало группы\$

Таким образом, целью этой схемы является буферизация сигнала 0-5 В, поступающего от датчика потенциометра.Процессор 3,3В терпит. сопротивление переключателя выборки как 6K. процессор STM32F429

есть ли проблемы с тем, что я сделал?

Создан 11 авг.

Райзер94Райзер94

15522 серебряных знака88 бронзовых знаков

\$\конечная группа\$ 4 \$\начало группы\$

есть ли проблемы с тем, что я сделал?

Возможно: —

• Входное напряжение смещения операционного усилителя может достигать 3 мВ, так что это приведет к небольшой ошибке на выходе потенциометра, но, вероятно, это нормально.
• Входные токи для этого устройства довольно малы, поэтому любое падение напряжения на резисторе R101, скорее всего, будет незначительным.
• Диапазон входного сигнала в синфазном режиме БУДЕТ проблемой — при питании от 5 вольт максимальное входное напряжение обычно составляет 4 вольта, а ваш потенциометр может выдавать 5 вольт. Я думаю, что это звучит как демонстрация.
• Выходное напряжение высокого уровня обычно составляет 4,65 при нагрузке 1 мА (и ваша нагрузка будет больше похожа на 6 или 7 мА, так что это показатель.

Таким образом, у вас есть пара концентраторов, но если вы используете резисторы с очень высокими значениями и формируете делитель потенциала на выходе потенциометра, вы можете жить с отсутствием линейности из-за нагрузки на потенциометр.Затем используйте схему усилителя без выходного делителя резисторов R102 и R103.

ответ дан 11 авг.

Энди ака Энди ака

368k2222 золотых знака306306 серебряных знаков641641 бронзовый знак

\$\конечная группа\$ 4 \$\начало группы\$

Я думаю, что вы просто усложняете вещи.

Для потенциометра просто резисторный делитель напряжения. Не думаю, что кто-то сможет так быстро его крутить — а 20-100 конверсий в секунду будет более чем достаточно. Буфер полезен, когда вам нужно сделать быстрое преобразование из источника с высоким импедансом.

ответ дан 11 авг.

0___________0___________

2,16099 серебряных знаков1919 бронзовых знаков

\$\конечная группа\$

язык-с

Электротехника Stack Exchange лучше всего работает с включенным JavaScript

Ваша конфиденциальность

Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь с тем, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой использования файлов cookie.

Принять все файлы cookie Настроить параметры

 

Буферный усилитель – обзор

9.13 Тепловые искажения

Поскольку напряжения и токи электронных компонентов изменяются, их рассеиваемая мощность также изменяется.Для компонентов, на параметры которых существенно влияет температура, этот самонагрев можно рассматривать как температурный сигнал. Электрический отклик представляет собой своего рода динамическое тепловое искажение или шум.

Полупроводниковые приборы очень чувствительны к изменению температуры. Напряжение p-n-перехода TC обычно составляет -2 мВ/°C. Когда диод нагревается, его кривая v-i смещается к вертикальной (токовой) оси, как видно на индикаторе кривой. β BJT чувствителен к температуре, но его трудно вывести теоретически.Обычно она составляет около +1%/°C для кремниевых биполярных транзисторов. Наиболее значимым параметром для изменения усиления с температурой является r _e , который прямо пропорционален тепловому напряжению,

VT=kTq

. V _T ) равно

TC%(VT)=dVT/dTVT=1T=1300K≅0,33%/K=0,33%/°C

Так как BJT нагревается на копировальной машине, не только vi кривая уменьшения напряжения, ее наклон при заданном токе становится менее крутым; то есть r _e увеличивается.Эти три тепловых эффекта необходимо учитывать при проектировании схем.

Хорошо спроектированный усилитель не очень чувствителен к бета-излучению; α появляется перед большинством выражений усиления и зависит от β как

(9,126)dαdT=(1β+1)2dβdT

Для β = 100 TC(α) ≅ 1 ppm, и им можно пренебречь.

Хорошая конструкция усилителя также сводит к минимуму зависимость коэффициента усиления от r _e . Оставшийся эффект — это TC v _BE . Переходы BJT b-e сильно легированы и имеют TC около -2.2 мВ/°С; диоды слегка легированы для увеличения напряжения пробоя и имеют TC ближе к -1,8 мВ / ° C, аналогично переходу b-c биполярных транзисторов при работе в инверсном режиме. Таким образом, тепловые эффекты в основном являются результатом смещения смещения b-e при изменении температуры. Этот сдвиг проявляется как динамический сигнал b-e и моделируется как источник напряжения, последовательно соединенный с фиксированным В _BE .

Температура перехода T _j может быть получена из тепловой модели, показанной на рис.9.39. Температура окружающей среды T _A моделируется источником напряжения. Последовательно с ним находится тепловое сопротивление от перехода к окружающей среде. В этом сопротивлении рассеивается мощность p _D , моделируемая как ток. Температура перехода

РИС. 9.39. Электрический аналог тепловой модели. Температура аналогична напряжению, а рассеиваемая мощность — току.

(9.127)TJ=pDRθJA+TA

Максимальная мощность, которую может рассеивать транзистор, ограничена максимальной температурой перехода.Для кремния это около 200°С. Тепловая модель (9.127) приводит к кривой снижения мощности на рис. 9.40. Выше T _A = 25°C максимальная мощность уменьшается линейно вплоть до максимальной температуры перехода. Наклон кривой снижения номинальных характеристик представляет собой коэффициент теплопроводности в Вт/°C. 16-выводная двухрядная (DIP) микросхема имеет тепловое сопротивление около 100 °C/Вт, а корпус транзистора TO-92 — около 300 °C/Вт.

РИС. 9.40. Типичная кривая снижения мощности транзистора.

Минимизация динамических тепловых эффектов требует минимизации R _θJA или Δ P _D .Полупроводниковая упаковка часто ограничивает минимум R _θJA , хотя добавление радиаторов может значительно уменьшить его. Вместо этого мы будем искать пути минимизации Δ p _D . Прямое уменьшение p _D происходит за счет уменьшения рассеивания статической мощности P _D . Колебания сигнала вокруг этой мощности покоя соответственно уменьшаются. К сожалению, поскольку мощность часто связана с величинами сигнала, они также уменьшаются с тепловым шумом.Подход, который мы используем здесь, состоит в том, чтобы найти рабочую точку, в которой отклонение сигнала вызывает минимальное изменение рассеиваемой мощности.

Простая схема СЕ на рис. 9.41а иллюстрирует основную идею тепловой компенсации. Рассеиваемая мощность BJT по закону Ватта составляет

РИС. 9.41. Изменение рассеиваемой мощности в CE BJT по сравнению с по сравнению с _CE .

(9.128)pD=υCEiE≅υCE(VCC−υCERL)=(VCCRL)υCE−υCE2RL

Кривая, описываемая уравнением (9.128), является параболической (рис. 9.41б). Максимум P _D Происходит на V _CC /2 и

(9.129) MaxPD = VCC24RL, CE = VCC2

Наклон DP _D / DV _CE минимум при максимальной мощности. Если мы смещаем транзистор на максимальную мощность, выбросы сигнала из состояния покоя вызывают минимальные изменения мощности.

Этот усилитель сильно зависит от β и r _e , но не чувствителен к Δ v _BE .При подаче шага базового тока i _C увеличивается, вызывая уменьшение v _CE , и мощность понижается по кривой от пика. Транзистор остывает. При этом температура перехода уменьшается со временем, при этом скорость охлаждения определяется массой, нагретой между спаем и окружающей средой, и удельной теплоемкостью массы. Когда T _J уменьшается, v _BE увеличивается, а V _T и r _e уменьшаются, вызывая увеличение коэффициента усиления.Это еще больше уменьшает v _CE , что способствует тепловому «просадке» (рис. 9.42) из-за увеличения коэффициента усиления. Но доминирующий эффект обусловлен β-зависимостью. При охлаждении β уменьшается, в результате чего i _C уменьшается больше, чем увеличивается от Δ r _e . Оба эффекта имеют тенденцию компенсироваться, но здесь доминирует β. Эта схема не типична для хорошей конструкции, но иногда тепловые эффекты β и r _e неизбежны.

РИС.9.42. Влияние на переходную характеристику (б) динамического изменения рассеиваемой мощности (а).

Лучшей схемой усилителя является CE на рис. 9.43. Он относительно β и r _e нечувствителен, но имеет вход источника напряжения и усиливает Δ v _BE . Принимая α = 1 и R _E ≫ r _e , мы получаем рассеиваемую мощность BJT:

РИС. 9.43. Цепь СЕ с эмиттерным сопротивлением.

(9.130)pD≅υCE·iC=[VCC−(υ1−VEERE)(RL+RE)−VEE](υ1−VEERE)

Дифференцирующий p _D и решение для v 5 1 , дает

(9.131)υ1|maxpD=(VCC−VEE2)(RL+RERE)+VEE

Обычно v ₁ определяется входным уровнем постоянного тока V ₁ . Вместо этого можно отрегулировать напряжение питания − В _EE . Решение (9.131) для В _EE дает

(9.132)VEE|maxpD=(2υ1−VCC)RE−VCCRLRE−RL>0

При данных напряжениях питания В _{EE может быть равно 90 сделал эквивалентное напряжение Тевенена, добавив эмиттерный резистор к земле.}

Пример 9.6

Тепловая компенсация буфера CS

Буферный усилитель на полевых транзисторах × 1 на рис. E9.6 (также на рис. 2.15a) использует согласованный полевой транзистор в качестве источника тока. Резистор его истока выбирается из В _ГС на В _ГСЗ так, что I _D = I _ДЗ , а ток равен нулю TC. (См. раздел 9.12.) Ток от этого источника равен I ₀ . Наша цель — выбрать V _CC таким образом, чтобы тепловой баланс был достигнут, когда R _L = 1 кОм и I ₀ = 5 мА.

РИС. Е9.6.

В данном случае задействованы два устройства. Мы хотим, чтобы разница мощности между полевыми транзисторами изменялась минимально, поскольку изменение мощности одного из них по отношению к другому вносит тепловые искажения. Разность мощностей между ними составляет −VEE)I0 ​​

Максимальная разность мощностей возникает при

(E2)υ1|max△pD=VCC2−I0RL⇒VCC|maxpD=2(υ1+I0RL)

, где v ₁ — значение покоя.Подставляя в (E2), мы получаем

VCC=10V

Если доступный источник питания не равен 10 В, источник питания, эквивалентный Тевенину, может быть сконструирован из большего источника. Если в сток Q ₁ вставить последовательный резистор R _C , то

(E3)VCC=2[υL(1+RCRL)+I0(RC+RL)]

Для В _СС = 12 В, R _С = 200 Ом. Чтобы избежать эффекта Миллера, сток Q ₁ зашунтирован конденсатором для нагрузки на землю.

Для приложений, в которых смещение постоянного тока должно быть сведено к минимуму, добавление резистора смещения с нулевой температурой в истоке нижнего полевого транзистора должно быть согласовано с резистором равного номинала между истоком верхнего полевого транзистора и выходом. На этом резисторе падает то же напряжение, что и на В _GS нижнего полевого транзистора, тем самым компенсируя такое же напряжение В _GS верхнего полевого транзистора, когда через него протекает тот же ток. Выходная нагрузка также должна быть минимальной, чтобы I _или проходили через оба полевых транзистора.

Изменение температуры в месте соединения b-e биполярного транзистора представляет собой термический шум. Из формулы мощности для BJT можно рассчитать изменение мощности с учетом изменения входного сигнала. Результирующее изменение мощности Δ p _D приводит к изменению v _BE . Это Δ v _BE последовательно с основанием и добавляет к v ₁ (рис. 9.43). Зная усиление, мы можем найти влияние на выход Δ v _BE , если мы знаем

(9.133)dυBEdpD=dυBEdTJ·dTJdpD≅(−2 мВ/°C)RθJA

Для 16-выводного корпуса DIP,

(9.134)dυBEdpD=≅(−2 мВ/°C)(100°C/Вт)=− 200 мВ/Вт

Для динамического анализа R _θJA — тепловой импеданс, но здесь рассматривается только резистивная составляющая. Реактивная составляющая, теплоемкость, аппроксимирует реакцию на тепловой эффект. Фактический отклик представляет собой решение уравнения Лапласа и только аппроксимируется емкостной моделью первого порядка. На практике компенсационные сети используют несколько постоянных времени для аппроксимации теплового отклика.Полная модель BJT с включенной тепловой системой показана на рис. 9.44.

РИС. 9.44. T-модель BJT, включая тепловые эффекты на β, r _e и V _BE . Предполагается тепловой отклик первого порядка.

Дифференциальные усилители подавляют тепловой шум как синфазное напряжение, если электрически и термически сбалансированы. С транзисторами на каждой стороне, работающими на максимуме p _D в состоянии покоя и работающими с одной и той же кривой мощности, вход положительного скачка в дифференциальном усилителе на рис.9.45а вызывает действие, показанное в (б) и (в). Оба транзистора удаляются от точки максимальной мощности. Q ₂ проводит больший ток и его v _CE уменьшается, тогда как Q ₁ проводит меньше при увеличении v _{CE . Каждый из них симметрично смещается вниз по кривой мощности на одинаковую величину. Эффект заключается в том, что один и тот же тепловой Δ v BE возникает для обоих как небольшой синфазный вход.}

РИС.9.45. Дифференциальный усилитель CE (a), рассеиваемая мощность (b) и переходная характеристика. Тепловой провал в переходной характеристике подавляется синфазным сигналом в дифференциальном усилителе с термокомпенсацией.

Теперь выведем приблизительную формулу для ошибки шага, начиная с выражений для p _D для каждой стороны. Каждый транзистор проводит I _C при V _CE . Входной шаг v _i выводит усилитель из состояния покоя. Q ₁ сейчас проводит I _C1 = I _C — I _C на V _CE1 = V _CE + V _CE .Для Q ₂ , I _{C 2} = I _C + I _C на V _CE2 = V _CE — V . Выражения для мощности: изменение дифференциальной мощности,

(9.136)ΔpD=p1−p2=−2(VCEic−ICυce)

Тепловой отклик v _BE за счет Δ p _D

равен

6 9.137)thermalΔυBE≅dυBEdpD·ΔpD

Выразим теперь инкрементальные переменные i _c и v _ce в v _i

6. Пренебрегая α и

r _c , и применяя метод транссопротивлений, получаем усиления для v _ce уже в (9.135). Подставляя эти выражения и (9.136) в (9.137) получаем выражение для Δ v _BE . Тепловая погрешность, отнесенная к входу, составляет + R _E равны, они оба составляют половину питания, а тепловая погрешность равна нулю.

Уравнение (9.136) применимо для дифференциальных ступеней вообще. Для конкретного каскада для вычисления тепловой ошибки требуются два инкрементных несимметричных усиления, v _ce / v _i и i _c / v _i .Общая формула для дробной тепловой погрешности, приведенной к входным данным, выглядит следующим образом:

(9.141)тепловая ошибка=-(VCE-IC.υceic)       (dυBEdpD)

Общее условие тепловой компенсации состоит в том, что тепловая погрешность равна нулю. Тогда

(9.142)нулевая тепловая ошибка→υceic=VCEIC

На рис. 9.46 показан дифференциальный усилитель с параллельной обратной связью. (Обратитесь к разделам 4.15–4.17 по теории шунтирующей обратной связи.) Уравнение (9.141) может быть выражено как

РИС. 9.46. Дифференциальный усилитель с параллельной обратной связью.

(9.143)thermal error=-(VCE-IC·υceic)(icυi)(dυBEdpD)

БЮТ. Тогда

(9,144)υceic=υceic·icic≅Rf(RLRf+RL)=Rf‖RL

Первый фактор – идеальная крутизна шунтирующей обратной связи. Второй фактор — это делитель тока для i _c . В идеале v _i = 0. Таким образом, R _f и R _L параллельны в коллекторном узле.Второй коэффициент усиления равен

(9,145)icυi=1Rf

Напряжение, последовательное с базой, вызывает ток, который может протекать только через R _f . Идеальный усилитель реагирует, пропуская ток как i _c . Это вызывает падение между R _f из v _i , сохраняя вход на виртуальном заземлении. Ток определяется R _f . Когда эти выражения подставляются в (9.143), тепловая погрешность для дифференциального усилителя с параллельной обратной связью составляет

(9.146)шунтовая обратная связь тепловая  ошибка =-VCE-IC(Rf‖RL)Rf(dυBEdpD)

При В _CE / I _C

5 |

R R | R _L достигается термокомпенсация.

Наконец, КЭ каскодного усилителя (рис. 9.47а) требует термокомпенсации. Его коллектор находится на фиксированном напряжении базы выключателя. Тепловая ошибка обнаружена, отметив, что V _CE = V _I и I _C / V _I = 1/ R _E .Тогда v _ce / i _c = R _E . Подстановка в (9.143) дает

. РИС. 9.47. Термокомпенсация каскодного усилителя CE (а) с последовательным резистором R _C (b), который динамически компенсируется резисторами C _C на основе r 5 6o и 2 C

5 6o

_или СЕ, (с).

(9.147)cascode тепловая ошибка =-VCE-ICRERE(dυBEdpD)

Термическая компенсация требует В _CE / I _C

6

6 R Часто это невозможно, потому что V _CE частично определяется V _B . Для компенсации добавьте последовательный резистор коллектора R _C . Тогда тепловая погрешность КЭ выражается формулой (9.140). Добавление R _C имеет динамические последствия, и его можно обойти с помощью конденсатора C _C (см. рис. 9.47b). Поскольку R _C C _C образует постоянную времени, то естественно задаться вопросом, по какому критерию следует выбирать ее значение.Во-первых, C _C должны быть достаточно большими, чтобы иметь пренебрежимо малое реактивное сопротивление в ВЧ-диапазоне транзистора CB. Но это по-прежнему оставляет широкий диапазон для C _C . Брюс Хофер заметил, что выходная емкость ВЭ образует шунтирующую постоянную времени RC с r _o ВЭ, как на рис. 9.47в. Установив

(9.148)RCCC=roCo

, мы формируем компенсированный делитель тока коллекторного тока CE, а i _e CB

(9.149)CBie=(roro+RC)ic

В несимметричных и несимметричных дифференциальных усилителях после минимизации Δ p _D тепловые эффекты сохраняются. В этот момент требуется электрическая компенсация. Сеть серии RC обычно используется в схеме эмиттера для устранения тепловой ошибки. Кроме того, простая однополюсная тепловая модель, которую мы использовали, является лишь приближением доминирующего полюса к большинству температурных функций теплопередачи. Таким образом, нет ничего необычного в том, что для достижения приемлемого отклика требуется несколько сетей серии RC .

AD8244 Спецификация и информация о продукте

Особенности и преимущества

• Низкая мощность
  Максимальный ток питания 250 мкА на усилитель
• Вход FET
  Максимальный входной ток смещения 2 пА при 25°C
  Чрезвычайно высокое входное сопротивление
• Низкий уровень шума
  Шум напряжения 13 нВ/√Гц при частоте 1 кГц
  Шум напряжения 0,4 мкВ пик-пик
  (0.от 1 Гц до 10 Гц)
  Токовый шум 0,8 фА/√Гц при 1 кГц
• Высокая точность постоянного тока
  Максимальный дрейф смещения 3 мкВ/°C
  (класс B)
• Полоса пропускания 3 МГц
• Уникальная разводка контактов
  Отсутствие утечки от входов к контактам питания
  Обеспечивает защиту
• Рельсовый выход
• Работа от однополярного питания
  Входной диапазон распространяется на землю
• Широкий диапазон питания
  Однополярное питание: от 3 В до 36 В
  Двойное питание: от ±1,5 В до ±18 В
• Доступен в компактном 10-выводном корпусе MSOP

Информация о продукте

AD8244 — это прецизионный, маломощный входной транзистор на полевых транзисторах со счетверенным буфером с единичным коэффициентом усиления, предназначенный для изоляции очень больших импедансов источника от остальной цепи сигнала.Максимальный ток смещения 2 пА, ток шума, близкий к нулю, и входной импеданс 10 ТОм практически не вносят погрешности даже при импедансе источника в мегаомах.

Многие традиционные операционные усилители имеют контакт питания, который находится рядом с неинвертирующим входом. Между этими контактами должна быть проложена защитная дорожка, чтобы избежать токов утечки, намного превышающих ток смещения входного операционного усилителя на полевых транзисторах. Защитные трассы могут быть проложены между выводами для больших корпусов, таких как DIP или даже SOIC; однако площадь платы, занимаемая этими пакетами, непомерно высока для многих современных приложений.AD8244 решает эту проблему с помощью уникальной схемы выводов, которая физически отделяет входы с высоким импедансом от источников питания и выходов с низким импедансом других буферов. Эта конфигурация упрощает защиту и уменьшает пространство на плате, обеспечивая высокую производительность и высокую плотность в одном и том же дизайне.

Конструкция AD8244 ориентирована на решение проблем, характерных для буферов. Это включает в себя точное согласование каналов, что позволяет использовать каналы AD8244 в цепях дифференциальных сигналов с минимальной ошибкой.Благодаря низкому напряжению шума, широкому диапазону питания и высокой точности AD8244 также достаточно гибок, чтобы обеспечить высокую производительность везде, где требуется буфер с единичным коэффициентом усиления, даже при низком сопротивлении источника.

AD8244 рассчитан на промышленный температурный диапазон от −40°C до +85°C. Он доступен в пакете MSOP с 10 отведениями.

ПРИМЕНЕНИЕ

• Биопотенциальные электроды
• Медицинские инструменты
• Подготовка высокоимпедансного датчика
• Фильтры
• Фотодиодные усилители

4-кратный буферный усилитель JFET уменьшает шум вдвое

Во многих электронных схемах всегда требуется устройство для изоляции или отделения одной цепи от другой.Это специальное устройство называется буфером. Буфер представляет собой усилитель с единичным коэффициентом усиления, который имеет чрезвычайно высокое входное сопротивление и чрезвычайно низкое выходное сопротивление. Это означает, что буфер можно смоделировать как источник напряжения, управляемый напряжением, с коэффициентом усиления, равным единице. Поскольку в идеале буфер имеет бесконечное входное сопротивление, эффект нагрузки отсутствует, так что V _IN = V _OUT . Кроме того, выходное напряжение буфера нечувствительно к сопротивлению нагрузки, поскольку идеализированный буфер имеет выходное сопротивление, практически равное нулю.Поместив буфер с единичным усилением между цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП) и нагрузкой, можно легко решить проблему нагрузки.

При добавлении в систему буфера с единичным усилением важно поддерживать точность и производительность. Наиболее важным соображением является расчет добавленного шума:

Где:

e _n = плотность шума входного напряжения буфера
i _n = плотность шума тока входа буфера
f = полоса входного сигнала устройства (Гц)

В схеме на Рисунке 1 каждый канал имеет чрезвычайно низкий токовый шум (0.8 фА/√Гц) по сравнению с шумом напряжения (13 нВ/√Гц). Поэтому, когда требуется уменьшить дополнительный шум в системе, очень важно уменьшить этот шум напряжения. Шум напряжения можно уменьшить, подключив несколько буферов параллельно. Например, два параллельных буфера уменьшают шум напряжения на √2, или все четыре буфера, размещенные параллельно, действуют как буфер с ½ шума. Недостатками этого метода являются повышенный ток смещения, токовый шум и входная емкость, но в данном случае этими результатами можно пренебречь.Поместите небольшой резистор, например, 50 Ом, между выходами, чтобы избежать протекания дополнительного тока из-за небольших различий между каждым выходом. Для менее чувствительных к мощности приложений эти резисторы 50 Ом можно не использовать, чтобы увеличить доступный выходной ток.

Рис. 1. Новый малошумящий буфер AD8244.

Схема на Рисунке 1 представляет собой новую конфигурацию буферного усилителя, которая вдвое снижает шум напряжения. AD8244 — это счетверенный входной JFET-буфер с единичным коэффициентом усиления, спроектированный так, чтобы превзойти все ожидания.Максимальный ток смещения 2 пА, ток шума, близкий к нулю, и входной импеданс 10 ТОм практически не вносят погрешности даже при импедансе источника в мегаомах. Благодаря низкому напряжению шума, широкому диапазону питания и высокой точности это устройство также является достаточно гибким, чтобы обеспечить высокую производительность везде, где требуется буфер с единичным усилением, даже при низком сопротивлении источника.

График на рис. 2 представляет собой сравнение шумовых характеристик обычного одноканального буфера и нового буфера AD8244, использующего четыре параллельных канала.

Рис. 2. Производительность нового буфера AD8244: шум составляет ½ от нормального буфера.

.