hw_parvus
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목차
이 문서는 TDA7293 통합 회로를 사용하여 오디오 파워 앰프를 설계하고 구축하는 데 사용되는 이론적 근거를 설명해야합니다.
앰프 아키텍처는 다음 섹션으로 구성됩니다.
이 섹션 각각은 별도의 보드로 구현됩니다.
보드에는 다음과 같은 Conntectors가 있습니다.
- 전원 공급 장치 입력 -PSI : VCC, GND, VEE
- 스피커 출력 -SPO : Out, Gnd
- 신호 입력 -SGI : IN, SGND
- 제어 및 음소거 슬레이브 - CMS : 파워 감각, 음소거, 클립, GND
입력 필터의 경우 300kHz와 400kHz 사이의 주파수를 선택합니다.
+ ---+ rlp1+ ---+ rlp2
0 ---++----+----++---+--- o 앰프 IC 블록을 향해 o
+ ---+ | + ---+ |
----- CLP1 ----- CLP2
----- -----
| |
===지면 ===지면
URL에서 2 차 CR 저지대 필터 계산기 사용 : http://sim.okawa-denshi.jp/en/crcrtool.php 에 도착합니다.
rlp1 = 100 옴, rlp2 = 100 옴
Clp1 = 220pf, Clp2 = 2.2nf
FP1 = 352kHz
FP2 = 14MHz
자세한 내용은 http://www.johnhearfield.com/rc/rc4.htm을 참조하십시오
지상 루프 차단기 저항은 SGND와 GNDPWR 접지 사이에 있습니다. 이 저항의 값은 약 10 옴이어야합니다.
입력 단계에서 공통 모드 왜곡을 줄이려고하기 때문에 거꾸로 된 토폴로지 사용. 그러나 TDA7293 IC의 경우 음소거 회로가 양의 OPAMP 입력에서 구현되기 때문에 거꾸로 된 토폴로지를 사용하기가 쉽지 않습니다.
동등한 게인 회로 저항은 600ohms 이하로 유지해야합니다. 데이터 시트의 모든 노이즈 측정이 600ohms 또는 0ohms로 수행 되었기 때문입니다.
비 반전 증폭기의 공칭 게인은 다음과 같습니다.
g = RF/RG+1
앰프 앞쪽에 동일한 저항이있는 전압 분배기가 있으므로 총 게인은 다음과 같습니다.
G = RF/RG
TDA7293 데이터 시트에 지정된 최소 게인은 26DB 또는 20 배입니다. 안전한면에 있기 위해 우리는 10% 더 큰 가치를 선택합니다 : 22
TDA7293 데이터 시트는 AC 도메인에서 IC를 모델링하기 위해 충분한 관련 데이터를 제공하지 않습니다. 우리는 그것을 모델링 할 수 없기 때문에 음성 피드백 회로에 사용할 수있는 최적화가 없습니다. 그러나 우리는 TDA7293 전송 기능에 고주파 폴이 존재한다고 안전하게 가정 할 수 있습니다. 이러한 이유로 아래의 계산 된 납 보상 커패시터에 몇 개의 pF 추가합니다 ( Cadd 참조).
리드 보상 회로와 동등한 피드백 네트워크 :
o vout
|
*------+
| |
+-+ rf |
| | ----- CF = CL (+CSI, 입력 핀 커패시턴스 보상 참조)
| | -----
+-+ |
vf | |
o -----*------+
|
+-+ rg
| |
| |
+-+
|
o 입력
저항 RF 및 RG는 피드백 네트워크의 일부입니다. 커패시터 CF는 보상 커패시터입니다. 이 네트워크의 전송 기능은 다음과 같이 제공됩니다.
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))
영:
wz = 1/(rf*cl)
폴:
wp = 1/(re*cl)
어디:
re = rf || rg = rf*rg/(rf+rg)
대략적인 추정은 추가 1-3pf를 Rf 와 병렬로 두는 것입니다.
cadd = 3pf
입력 핀에는 다음과 같은 기생 커패시턴스가 있습니다.
TDA7293 데이터 시트는 기생 입력 커패시턴스에 관한 매개 변수를 지정하지 않습니다. 전압 피드백 OPAMP는 일반적으로 차등 및 공통 모드 입력 임피던스를 모두 지정합니다. 정보가 없으면 다음 그림에 제공된 모델을 사용하는 것이 안전합니다.
+ ----+ Zdiff
+입력 o ---+--- | | ---+--- o--
| + ----+ |
| |
+-+ ZCM1+-+ ZCM2
| | | |
| | | |
+-++-+
| |
=== ===
우리는 다른 오디오 FET OPAMP를 사용한 경험을 바탕으로 값의 대략적인 추정을 사용할 수 있으며, 일반적인 값은 Cdiff=5pF , Cm=4pF 및 Cstray=3pF 주위에 있습니다. 3 개의 동등한 커패시터는 모두 병렬로 묶여 있으므로 총 입력 커패시턴스는 다음과 같습니다.
cinput = cdiff+cm+cstray = 5pf+4pf+3pf = 12pf
이 커패시턴스를 완화하기 위해 RF 저항에 평행 한 커패시턴스 CSI를 추가 할 수 있습니다. 이를 보상하기 위해 다음 방정식이 적용됩니다.
rf*cf = rg*cinput
CSI = CINPUT*RG/RF = 0.5PF
최종 Cf 값은 다음과 같습니다.
CF = CL+CSI+CADD = 0+2+0.5 = 2.5pf
3pF 주변의 NP0 기반 커패시터 가이 목적에 적합합니다.
EMI로부터 입력을 보호하기 위해 다음 Zobel 네트워크를 사용합니다.
o 양의 입력 또는 음수 입력 | | ----- CZI ----- | | +-+ rzi | | | | +-+ | ===지면
대부분의 입력 케이블의 경우 특성 임피던스는 50 ~ 100ohm 임피던스 범위에 속하며 75ohm을 중간 값으로 사용하고 있습니다. 저항 RZI는 Rzi=75ohm 이고 커패시터 CZI는 Czi=220pF 입니다. 이 네트워크는 기본 앰프 PCB가 아닌 입력 커넥터에 바로 배치해야합니다.
또한 100N X7R 커패시터는 입력 커넥터의 SGND와 섀시 사이에 배치되어야합니다. 이 커패시터는 라디오 및 기타 간호 신호를 섀시 접지 전위로 분로합니다.
출력 네트워크는 업스트림 및 다운 스트림 조벨 네트워크와 평행 한 댐핑 저항 ( Rd )을 갖는 출력 코일 ( Ld )으로 구성됩니다. 업스트림 Zobel 네트워크는 매우 높은 주파수에서 출력 스테이지에 대한 저색도 부하를 제공하고 고주파 전류가 로컬을 출력 단계로 순환시킬 수 있습니다. 다운 스트림 조벨 네트워크는 고주파수의 스피커 터미널에서 우수한 저항성 종료를 제공하여 스피커 케이블과 함께 RFI 유입 및 습한 공명을 줄이고 습한 공명을 줄일 수 있습니다. 출력 회로는 다음과 같습니다.
LD
트리플 엑스
+--- xx x ---+
| xxx |
| |
| + -------+ |
o ---+--- | | ---+--- o
vout + ------- + | vspeaker
Rd |
----- CZ2 = 100NF
-----
|
|
+-+ rz1 = 10 옴
| |
| |
+-+
|
===
출력 코일 Ld TDA7293의 출력 단계에서 출력 부하의 고주파 분리를 제공합니다. 인덕턴스 값은 2UH에서 5UH 사이 여야합니다. 출력 분로 저항은 2 ~ 5 옴이어야합니다. Douglas Self -Audio Power Amplifier Design Handbook, 3rd ed., Output Networks, 7 장 전력 증폭기 전송 기능에 미치는 영향.
전원 공급 장치 섹션은 단일 뱅크의 10MF 커패시터를 사용하고 있습니다.
우리는 듀얼 2 차 이후의 듀얼 대칭 공급품을 사용하고 있습니다.
주요 전압 용품은 저수지 커패시터에서 직접 공급됩니다. 이 공급은 TDA7293의 고전류, 고출력 출력 섹션에 전력을 공급합니다.
정류기 다이오드 전에 다이오드 스위칭 임펄스를 줄이기 위해 Snubber RC 회로를 배치해야합니다. 권장 값은 Rsn = 1 Ohm , Csn = 470nF 입니다.
o vsupply | | ----- CSN = 470NF ----- | | +-+ rsn = 1 옴 | | | | +-+ | ===지면
이 snubber는 IC 전원 공급 장치 라인 근처에 배치 될 수 있습니다.
앰프 보드의 전원 공급 장치 커패시터 :
