hw_calidus
1.0.0
جدول المحتويات
يجب أن يصف هذا المستند المبررات المستخدمة لتصميم وبناء مضخم طاقة الصوت باستخدام دائرة متكاملة TDA7293.
تتكون بنية مكبر الصوت من الأقسام التالية:
لحماية المدخلات من EMI ، سنستخدم شبكة Zobel التالية:
بالنسبة لمعظم كابلات الإدخال ، تنخفض مقاومة المميزة في المدى بين 50 و 100OHM مقاومة ونحن نستخدم 75OHM كقيمة متوسطة. المقاوم RZI هو Rzi=75ohm و CASI CZI هو Czi=220pF . يجب وضع هذه الشبكة مباشرة في موصل الإدخال ، وليس على مكبر الصوت الرئيسي PCB.
أيضا ، يتم وضع مكثف 100N X7R بين SGND والهيكل مباشرة في موصل الإدخال. سيؤدي هذا المكثف إلى السير في الراديو وغيرها من الإشارة البينية في إمكانات الأرض الهيكلية.
بالنسبة لفلتر الإدخال ، نختار التردد بين 300 كيلو هرتز و 400 كيلو هرتز.
+ ---+ RLP1+ ---+ RLP2
0 ---++----+----++---+--- O نحو كتلة IC المضخم
+ ---+ | + ---+ |
----- CLP1 ----- CLP2
----- -----
| |
=== Ground === Ground
باستخدام حاسبة مرشح الترتيب 2nd CR على url: http://sim.okawa-denshi.jp/en/crcrtool.php نصل إلى:
RLP1 = 100 أوم ، RLP2 = 100 أوم
clp1 = 220pf ، clp2 = 2.2nf
FP1 = 352 كيلو هرتز
FP2 = 14MHz
لمزيد من التفاصيل ، يرجى الرجوع إلى: http://www.johnhearfield.com/rc/rc4.htm
يقع مقاوم Breaker Breaker المطحون بين أرض SGND و GNDPWR. يجب أن تكون قيمة هذا المقاوم حوالي 10 أوم.
تتكون شبكة الإخراج من شبكة Zobel في المنبع والمصابة بالملف ( Ld ) مع المقاوم المتوازي ، التخميد ( Rd ). توفر شبكة Zobel في المنبع حمولة منخفضة الحث لمرحلة الإخراج بترددات عالية جدًا وتسمح لتيارات عالية التردد بتعميم مرحلة الإخراج المحلية. توفر شبكة Zobel المصب لإنهاء مقاوم جيد مباشرة في محطات السماعات بترددات عالية ، مما يساعد على تقليل صدى RFI ورنين مع أو تأملات من كابلات السماعات. دائرة الإخراج هي ما يلي:
LD
xxx
+--- xx x ---+
| xxx |
| |
| + -------+ |
O ---+--- | | ---+--- س
Vout + ------- + | vspeaker
RD |
----- CZ2 = 100NF
-----
|
|
+-+ RZ1 = 10 أوم
| |
| |
+-+
|
===
يوفر لفائف الإخراج Ld عزلًا عالي التردد لحمل الإخراج من مرحلة الإخراج في TDA7293. يجب أن تكون قيمة الحث بين 2UH حتى 5UH. يجب أن يكون مقاوم التحويلة الناتج بين 2 و 5 أوم. انظر كتيب Douglas Self - Audio Power Amblefier Design ، الطبعة الثالثة ، شبكات الإخراج ، الفصل 7 للتأثير على وظيفة نقل مضخم الطاقة.
ملحوظة:
لحسن الحظ ، مع إشارات الموسيقى يجب أن يكون تبديد الطاقة أقل. تبلغ القوة الفعالة للإشارة الموسيقية حوالي 2 إلى 10 مرات أقل من القوة الفعالة للإشارة الجيبية. محول الطاقة هو 200VA ، مما يعني أن كل قناة تحصل على 100VA من السلطة.
Pdiss=50W ل TDA7293.LoadPHI=60degrees .| ZLOOD [أوم] | vsupply [V] | VDROP [V] | pdiss [w] |
| 16 | 33 | 2.2 | 31.4 |
| 12 | 29 | 2.3 | 31.6 |
| 8 | 25 | 2.5 | 34.2 |
| 6 | 22 | 2.6 | 34.7 |
| 4 | 19 | 2.9 | 37.4 |
يخبرنا هذا الجدول أنه إذا كنا نرغب في قيادة 4OHM تحميل في 33 فولت ، فنحن بحاجة إلى 4 قطع من TDA7293 بالتوازي. هذا عدد كبير من ICS ، ولكن لحسن الحظ ، يفترض الجدول أن مصدر الطاقة يمكن أن ينتج 33 فولت ثابتة عند الحمل المستمر والإشارة الجيبية. ليس هذا هو الحال مع إشارات الطاقة غير المنظمة وإشارات الموسيقى. يتعين علينا أن نأخذ في الاعتبار مقدار الطاقة المخزنة في مكثفات إمدادات الطاقة ومقدار الفولتية المحول في ظل هذه الظروف وأن إشارة الموسيقى لديها قوة فعالة أقل بكثير مقارنة بالطاقة الفورية.
S=200VA ، تصنيف الطاقة.Usn1=24Veff ، الجهد الاسمي الأول الثانوي.Usn2=24Veff ، الجهد الاسمي الثانوي الثاني.k=5% ، التنظيم.المقاومة الداخلية الثانوية هي:
USU = USN1*(1+ (K/100))
isn = s/(USN1+USN2)
RI = (USN1-USU)/isn
باستخدام القيم من الأعلى نحصل عليها:
USU = 24*(1+ (5/100)) = 25.2VEFF
ISN = 4.17AEFF
RI = 288mohm
يستخدم قسم إمدادات الطاقة بنك واحد من مكثفات 10MF.
باستخدام طوبولوجيا مقلوبة لأننا نريد تقليل تشويه الوضع الشائع في مرحلة الإدخال. ولكن في حالة TDA7293 IC ، ليس من السهل استخدام طوبولوجيا مقلوبة نظرًا لأن دائرة كتم الصوت يتم تنفيذها على إدخال أوبامب إيجابي.
تحتاج مقاومة الدائرة المكافئة للاكتساب إلى البقاء أقل من 600 أوه. وذلك لأن جميع قياسات الضوضاء في ورقة البيانات قد تم مع 600ohms أو 0ohms.
الربح الاسمي هو:
g = -rf/rg
باستخدام سلسلة المقاومات E24:
| RF [أوم] | RG [KOHM] | ز [v/v] |
| 510 | 7.5 | -14.7 |
| 510 | 8.2 | -16.0 |
| 510 | 9.1 | -17.8 |
| 510 | 10.0 | -19.6 |
| 510 | 11.0 | -21.5 |
باستخدام سلسلة المقاومات E24:
| RF [أوم] | RG [KOHM] | ز [v/v] |
| 511 | 7.50 | -14.7 |
| 511 | 7.87 | -15.4 |
| 511 | 8.25 | -16.1 |
| 511 | 8.66 | -16.9 |
| 511 | 9.09 | -17.8 |
| 511 | 9.53 | -18.6 |
| 511 | 10.00 | -19.6 |
| 511 | 10.50 | -20.5 |
| 511 | 11.00 | -21.5 |
لا توفر ورقة البيانات TDA7293 ما يكفي من البيانات ذات الصلة من أجل تصميم IC في مجال AC. نظرًا لأننا لا نستطيع تصميمها ، لا توجد تحسينات متاحة لدائرة التغذية المرتدة السلبية. ولكن يمكننا أن نفترض بأمان أن هناك أعمدة عالية التردد موجودة في وظيفة نقل TDA7293. لهذا السبب ، سنضيف بضع pF إلى مكثف تعويض الرصاص المحسوب أدناه (انظر Cadd ).
شبكة التعليقات المكافئة مع دائرة تعويض الرصاص:
يا فوت
|
*------+
| |
+-+ RF |
| | ----- CF = CL (+CSI ، انظر تعويض السعة الدبوس الإدخال)
| | -----
+-+ |
VF | |
O -----*------+
|
+-+ RG
| |
| |
+-+
|
o المدخلات
المقاومات RF و RG جزء من شبكة التغذية المرتدة. مكثف CF هو مكثف التعويض. يتم إعطاء وظيفة نقل هذه الشبكة على النحو التالي:
vf (s) = i (s)*rg
vout (s) = i (s)*(rf || cl+rg) = i (s)*(rf/(1+s*rf*cl)+rg)
h (s) = vf (s)/vout (s) = (rg/(rf+rg))*((1+s*rf*cl)/(1+s*re*cl)))
صفر:
WZ = 1/(RF*CL)
القطب:
wp = 1/(re*cl)
أين:
re = rf || rg = rf*rg/(rf+rg)
التقدير الخشن هو وضع 1-3PF إضافي بالتوازي مع Rf .
CADD = 3PF
دبابيس المدخلات لها السعة الطفيلية التالية المرتبطة:
لا تحدد ورقة البيانات TDA7293 أي معلمة فيما يتعلق بسعة الإدخال الطفيلية. عادةً ما يكون للتغذية المرتدة من الجهدات على حد سواء معاوقة الإدخال التفاضلية والوضع المشترك المحددة. في غياب أي معلومات ، من الآمن استخدام النموذج الوارد في الشكل التالي:
+ ----+ zdiff
+إدخال O ---+--- | | ---+--- O -input
| + ----+ |
| |
+-+ ZCM1+-+ ZCM2
| | | |
| | | |
+-++-+
| |
=== ===
يمكننا استخدام تقدير تقريبي للقيم استنادًا إلى الخبرة في استخدام Opamps الصوتية الأخرى ، والقيم النموذجية حول Cdiff=5pF و Cm=4pF و Cstray=3pF . ترتبط المكثفات المكافئة الثلاثة جميعها بالتوازي ، وبالتالي تصبح سعة الإدخال الكلية:
Cinput = cdiff+cm+cstray = 5pf+4pf+3pf = 12pf
للتخفيف من هذه السعة ، يمكننا إضافة السعة CSI موازية لمقاوم RF. للتعويض عن هذا ، يتم تطبيق المعادلة التالية:
rf*cf = rg*cinput
CSI = Cinput*rg/rf = 0.5pf
قيمة Cf النهائية هي:
cf = cl+csi+cadd = 0+2+0.5 = 2.5pf
أي مكثف يعتمد على NP0 حوالي 3pF سيكون جيدًا لهذا الغرض.
نحن نستخدم الإمدادات المتماثلة المزدوجة منذ المرتبات الثانوية المزدوجة. يتم تثبيت إمدادات الجهد العالي باستخدام منظمات LM317/LM337 وتستخدم لتغذية أقسام الإدخال من TDA7293.
يتم توفير إمدادات الجهد المنخفض مباشرة من المكثفات الخزان. يعمل هذا الإمداد على تشغيل أقسام إخراج الطاقة العالية العالية من TDA7293.
باستخدام الإمدادات المزدوجة والمستقلة لأقسام الإدخال وأقسام الطاقة ، يمكننا تحقيق نتائج PSRR جيدة جدًا.
قبل أن يتم وضع Diodes Diodes ، يجب وضع دائرة RC Snubber لتقليل الدافع الصمام الثنائي. القيم الموصى بها هي Rsn = 1 Ohm ، Csn = 470nF :
س vsupply | | ----- CSN = 470NF ----- | | +-+ RSN = 1 أوم | | | | +-+ | === الأرض
قد يتم وضع هذا snubber بالقرب من خطوط إمدادات الطاقة IC أيضًا.
سيتحكم وحدة التحكم في مكبر الصوت ومراقبة مكبرات الصوت. لديها المكونات التالية:
يا VDD
|
+-+
| | R2
| |
R1 +- +
+ ---+ |
س --- | | ---+------+--- O الإخراج التناظري (إلى MCU ADC)
+ ---+ | |
تمثيلي +- + |
المدخلات | | R3 --- C1
| | ---
+-+ |
| |
=== ===
enviromental parametars:
مواصفة:
هذا يعطي معادلتين مع 3 مجهولين:
(1 - كسب - 1)*G1 + G2 + G3 = 0
vref * g1 + vref * g2 + (vref - vhigh) * g3 = 0
مع الكسب = 16 ، VREG = 2.5V و VHIGH = 5V لدينا:
-15G1+G2+G3 = 0
2.5G1+2.5G2-2.5G3 = 0
ابدأ بـ G3 = 1/10:
-15G1+G2 = -0.1
2.5G1+2.5G2 = 0.25
G1 = 1.25E+3 => R1 = 80kohm
G3 = 8.75E-2 => R2 = 11.43KOHM
احتمال واحد هو:
R1 = 110kohm
R2 = 10kohm
R3 = 11kohm
هذا المزيج لديه كسب = 22
| # / اسم الإشارة | يكتب | 40 دبوس | 28 دبوس | وصف |
| التناظرية في | RD0 | يقيس جهد VCC | |
| التناظرية في | RD1 | يقيس جهد VEE | |
| التناظرية في | RA6 | RA6 | يقيس مظروف الإخراج الإيجابي (كلتا القنتين) |
| التناظرية في | RA7 | RA7 | يقيس المظروف السلبي للإخراج (كلتا القنتين) |
| التناظرية في | RA2 | RA2 | يقيس متوسط الإخراج اليسار |
| التناظرية في | RA4 | RA4 | يقيس متوسط الناتج الحق |
| التناظرية/شركات في | RA0 | RA0 | يقارن المخرجات اليسرى |
| التناظرية/شركات في | RA1 | RA1 | يقارن المخرجات اليمنى |
| التناظرية/شركات في | RA3 | RA3 | الجهد المرجعي للمقارنة |
| I2C SCL | RC3 | RC3 | شبكة المستشعر SCL |
| I2C SDA | RC4 | RC4 | شبكة المستشعر SDA |
| Uart RX | RC7 | RC7 | محطة الخدمة RX (من منظور الموافقة المسبقة عن علم) |
| Uart تكساس | RC6 | RC6 | محطة الخدمة TX (من منظور الموافقة المسبقة عن علم) |
| حفر | RA5 | RA5 | تمكين المصادر الحالية المقارنة |
| حفر | RB1 | RB1 | التحكم في ترحيل السلطة |
| حفر | RB2 | RB2 | التحكم في التتابع الالتفافية للطاقة |
| حفر | RB3 | RB3 | السيطرة على التتابع كتم |
| حفر | RB4 | RB4 | تمكين مكبر الصوت للسيطرة |
| حفر | RB5 | RB5 | مؤشر قوة/حالة مؤشر ، دبوس أ |
| حفر | RD2 | مؤشر الطاقة/الحالة الصمام ، دبوس ب | |
| حفر | RB6 | RB6 | المؤشر الزائد LED |
| حفر | RB7 | RB7 | وضعت الوضع على متن الطائرة |
| حفر | RB0 | RB0 | مفتاح الطاقة |
| حفر | RC5 | RC5 | مفتاح كتم الصوت |
| حفر | RC0 | RC0 | اكتشاف طاقة التيار المتردد |
| حفر | RC1 | RC1 | الكشف الزائد |
| حفر | RC2 | RC2 | اكتشاف الإشارة |
| حفر | RD3 | تكوين وضع التحكم في الطاقة | |
| حفر | RD4 | تكوين وضع اكتشاف طاقة التيار المتردد | |
| حفر | RD5 | تكوين وضع مراقبة المعاوقة | |
| حفر | RD6 | تكوين وضع المستشعرات | |
| RD7 | ||||
| RE0 | ||||
| RE1 | ||||
| RE2 |
وضع التحكم في الطاقة
وضع اكتشاف طاقة AC:
وضع مراقبة المعاوقة:
وضع المستشعرات:
مزود الطاقة:
كاشف القطع:
كاشف AC:
كاشف المقاومة:
كاشف درجة الحرارة:
مكثفات مزود الطاقة على لوحات مكبر للصوت:
