+/- 9В живлення постійного струму

Я працюю над проектом простого звукового мікшера. Операційні підсилювачі, які я використовую (LM741), приймають + 9 В та -9 В. Наразі це я отримую, з'єднавши два батареї 9В разом, підключивши + один - інший та заземлюючи пару. Це, здається, працює, але зараз я хотів би перейти на джерело живлення. Я можу знайти купу джерел живлення 9 В, але всі вони мають лише одну полярність. Чи є простий спосіб отримати + 9 В від джерела живлення, що негативно впливає на центр? Я думаю, що мені, мабуть, потрібна схема інвертора чи щось таке, але я не дуже розумію, що я роблю.

Якщо принаймні один із джерел живлення є ізольованим (що буде правдою, якщо вони хороші джерела живлення, але, можливо, ні, якщо вони дешеві), ви можете зробити стек з двох джерел живлення, тож у вас є вихід на 0 В, 9 В і 18 В. Потім підключіть схему свого підсилювача так:

• Блок живлення 18 В -> 9 В оп-підсилювача
• Блок живлення 9 В -> 0 В оп-підсилювача
• Блок живлення 0 V -> -9 V контактний підсилювач

Ще один спосіб подумати над цим - зрозуміти, що земля (0 V) є відносним вибором; Ви можете змінити свій вибір, якщо ви послідовні в межах одного кола.

Ще одна примітка - я повинен пояснити, що я маю на увазі під "ізольованим". Дешевий блок живлення матиме його заземлювальний штифт, підключений до нейтрального проводу його шнура живлення. Здебільшого це добре. Але якщо ви хочете скласти запаси, вам потрібен ізольований блок живлення, тобто такий, де жоден вихідний контакт не підключений внутрішньо до шнура живлення.

Якщо ви намагаєтесь укладати неізольовані запаси, ви підключите позитивний вихід до нейтрального проводу, що таке ж, як і відключення живлення, тому його внутрішній запобіжник буде вибухнутим. (Якщо це дійсно дешева доставка, це знищить її.)

Ще одне рішення

Якщо ви не можете покласти руки на ізольоване джерело живлення, ви можете використовувати перемикач напруги з переключеним конденсатором . Це мікросхема, яка заряджає конденсатор, а потім швидко зміщує штирі, так що раніше позитивний провід з'єднується з землею, а стара земля стає негативною. Ця функція зарядки / комутації працює на 10-100 кГц, тому для людей це виглядає як негативна подача.

1. LM741 - це жахливий підсилювач для аудіо. NE5532 - це щось на кшталт тиші 15 дБ і все ще дешевий. Примітки щодо аудіосигналів
2. Ви повинні використовувати рейки якомога вище для найкращого динамічного діапазону. Змішувачі, над якими я працюю, завжди є ± 15 В, тому що це найвища напруга, яке рекомендується для більшості підсилювачів.
3. Блоки живлення з розділеними центральними виходами існують, хоча я зараз не можу знайти жодного. Це по суті те саме, що складати два ізольованих приладдя. Крім того, ви завжди можете створити свій власний за допомогою трансформатора з центральним націленням і навчитися будувати лінійні запаси. Це не надто складно: високоякісний аудіо-мікшер - етап 3 - джерела живлення

Одне, що ви можете зробити, коли ви не збираєтесь джерело або занурюєте багато струму у свій 0В, і маєте лише один джерело живлення, - це використовувати "віртуальну землю".

Наприклад, припустимо, що у вас є лише 24В джерело живлення - два виводи, подача та повернення. Ви можете отримати -12V / 0V / + 12V, виділивши підсилювач для стабілізації точки на півдорозі, а потім використайте його як 0V. Іншими словами, 24В джерело живлення стає вашою лінією + 12В, повернення напруги 24В стає лінією -12V, а виділений підсилювач виробляє лінію 0В. Все, що вам потрібно зробити - це поставити подільник напруги 50% поперек 24В, щоб дати точці на півдорозі, а потім залити його буфером з конфігурацією послідовника напруги.

В основному ваші підсилювачі в будь-якому разі живляться від рейок + V / -V, проблема в тому, що немає місця. Підписник напруги на півдорозі ефективно "регулює" середину для вас. Обмеження полягає в тому, що ви не можете подати або затонути більше віртуального струму у віртуальну землю, ніж операційний підсилювач, який він може обробити, або ви втратите посилання.

Зазвичай я використовую інвертуючий зарядний насос для подачі моїх негативних напруг, звертаю увагу на ваші вимоги до шуму, інколи я використовую LC-фільтр на виході, щоб зменшити пульсацію комутації. У категорії дигікі lingo, що ви хочете, це "інвертується комутаційний конденсатор DC-DC регулятор". Це перетворить ваш вхід + 9 В на -9 В (більше схожий на -8,8 В або щось близьке).

Якщо ви працюєте зі звуком, виберіть ІМС з частотою перемикання значно вище діапазону звуку, 400 Гц - це загальне значення, але вони варіюються від 10 кГц до 2 МГц. Якщо ваша схема також має в собі цифрову схему і є компактною, розгляньте зарядний насос з комутаційним входом синхронізації. Тримайте перемикаючі конденсатори якомога ближче до ІМС, щоб мінімізувати шум.

Якщо ви шукаєте digikey / mouser, вам буде запропоновано багато варіантів, просто введіть потрібні параметри / пакет, який буде входити в усі, від SOT-23-5 до DIP-8.

Ви можете використовувати буфер високого струму для створення віртуальної землі:

BUF634 використовується тут може поставити 150 мА (250 мА в версії TO-220), який буде більше , ніж ви хочете зробити з вашої батареї 9V.

(зображення тут безсоромно вкрадено )

Хоча приємно мати +/- запаси для наземних сигналів, але це не обов'язково у багатьох випадках, включаючи ваш. Це може зробити конструкцію концептуально простішою, але складніший блок живлення, ймовірно, буде більше проблем, ніж проектування підсилювача для роботи з однократним джерелом живлення, особливо у вашому випадку.

Варто зазначити, що аудіо лише для змінного струму. Ви можете ігнорувати, насправді слід ігнорувати, компонент постійного струму будь-якого вводу. Аналогічно, вихід не повинен мати середніх компонентів постійного струму. За допомогою цього спостереження ви можете зрозуміти, що і вхід, і вихід можуть бути конденсаторами, сполученими з якоюсь іншою напругою, на яку працює підсилювач.

Ви не сказали, звідки взялося значення 9V. Незрозуміло, чи це було пов’язано з ретельним врахуванням напруги, яка вам потрібна, чи просто зручністю через наявне джерело живлення або напруги акумулятора. Без додаткової інформації ми повинні припустити, що вам потрібен діапазон вихідної напруги. Оскільки настінні бородавки легко доступні в широкому діапазоні напруг, я б спроектував підсилювач для запуску з однофазного живлення постійного струму в діапазоні 18-28 вольт.

Як зазначають інші, LM741 є досить поганим для аудіо. Існує кілька opamps спеціально для таких додатків, але для цілей хобі ви можете подивитися на дуже доступний і дешевий TL07x (TL072 для подвійного, TL074 для квадратичного). У них набагато нижчий шум і більша швидкість забивання. Їм потрібно декілька вольт на передньому плані на кожному кінці, але з напругою 24 В і так залишилося багато. 741 теж потребував певного простору.

Створіть схему з усіма входами ємнісними в поєднанні з внутрішніми сигналами, ухиленими до половини живлення. Обов’язково фільтруйте цей половинний сигнал живлення, щоб неминучий шум від джерела живлення не потрапляв у вихід. Це насправді не повинно бути повноцінним віртуальним майданчиком, оскільки воно не потребує потоку або джерела великої кількості струму. Це скоріше "упередженість", ніж земля.

Якщо вам цікаво переконатись у цьому напрямку, дайте мені знати, і ми можемо детальніше розібратися.

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Малюнок 1. Регулярна напруга настінного блоку напругою 9 В. Малюнок 2. Змінено для + 9/0 / -9 В.

Ви можете легко змінити стандартне живлення для настінних бородавок напругою 9 В, як показано на малюнку 2. Напруга пульсації буде гіршою, а максимум струму на кожній подачі буде половиною від початкової характеристики, тому я рекомендую кілька великих ковпачків або регуляторів напруги для усунення гудіння.

Якщо ви хочете зберегти стандартний роз'єм на блоці живлення, перетворіть його на блок живлення змінного струму, видаливши випрямляч та конденсатори, і поставте діоди та ковпачки в корпус проекту.

Ви можете використовувати віртуальну схему заземлення, щоб отримати +/- vcc для вашого opamp за допомогою цієї схеми