hw_parvus
1.0.0
Оглавление
Этот документ должен описать Rationales, используемые для проектирования и создания усилителя мощности звука с использованием интегрированной схемы TDA7293.
Архитектура усилителя состоит из следующих разделов:
Каждый из этих разделов реализован как отдельная доска.
Плата имеет следующие Conntectors:
- Вход источника питания - PSI: VCC, GND, VEE
- Вывод динамика - SPO: OUT, GND
- Вход сигнала - SGI: In, SGND
- Управление и немой раб - CMS: смысл питания, немой, клип, GND
Для входного фильтра мы выбираем частоту от 300 кГц до 400 кГц:
+ ---+ rlp1+ ---+ rlp2
0 ---++----+----++---+--- o к блоку IC усилителя
+ ---+ | + ---+ |
----- CLP1 ----- CLP2
----- ------
| |
=== земля === земля
Используя калькулятор фильтра с низким проходом 2-го порядка при URL: http://sim.okawa-denshi.jp/en/crcrtool.php Мы прибываем на:
RLP1 = 100 Ом, RLP2 = 100 Ом
CLP1 = 220PF, CLP2 = 2,2NF
FP1 = 352 кГц
FP2 = 14 МГц
Для получения дополнительной информации, пожалуйста, см.
Резистор выключателя заземления расположен между территориями SGND и GNDPWR. Значение этого резистора должно составлять около 10 Ом.
Использование инвертированной топологии, так как мы хотим уменьшить искажение общего режима на входной стадии. Но в случае IC TDA7293 он не прост в использовании инвертированной топологии, поскольку схема немой реализована на положительном входе опала.
Эквивалентное сопротивление цепи усиления должно оставаться ниже 600 Ом. Это так, потому что все измерения шума в листовых листах были сделаны с 600 Ом или 0 Ом.
Номинальный прирост не инвертирующего усилителя составляет:
G = RF/RG+1
Поскольку у нас есть делитель напряжения с теми же резисторами в передней части усилителя, общее усиление становится:
G = RF/RG
Минимальное усиление, указанное в таблице данных TDA7293, составляет 26 дБ или 20 раз. Просто чтобы быть на безопасной стороне, мы выбираем на 10% большую ценность: 22
Количество данных TDA7293 не предоставляет достаточно соответствующих данных для моделирования IC в домене AC. Поскольку мы не можем моделировать его, для схемы отрицательной обратной связи нет оптимизации. Но мы можем с уверенностью предположить, что в трансферной функции TDA7293 присутствуют высокочастотные полюсы. По этой причине мы добавим несколько pF к расчетному конденсатору компенсации свинца ниже (см. Cadd ).
Эквивалентная сеть обратной связи с схемой компенсации свинца:
o Vout
|
*------+
| |
+-+ rf |
| | ----- cf = cl (+csi, см. Компенсацию емкости входного вывода)
| | ------
+-+ |
VF | |
o -----*------+
|
+-+ rg
| |
| |
+-+
|
o Вход
Резисторы RF и RG являются частью сети обратной связи. Конденсатор CF является компенсационным конденсатором. Переносная функция этой сети дана как:
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))
Ноль:
wz = 1/(rf*cl)
Полюс:
wp = 1/(re*cl)
Где:
Re = rf || rg = rf*rg/(rf+rg)
Грубая оценка заключается в том, чтобы поставить дополнительное 1-3PF параллельно с Rf .
CADD = 3PF
Входные выводы имеют следующие паразитные емкости, связанные:
В TDA7293-листе данных не указывается каких-либо параметров, касающихся паразитических емкостей ввода. Опалы обратной связи напряжения обычно имеют указанные как дифференциальные, так и общие входные импедальности. В отсутствие какой -либо информации безопасно использовать модель, приведенную на следующем рисунке:
+ ----+ zdiff
+Ввод O ---+--- | | ---+--- o -Input
| + ----+ |
| |
+-+ zcm1+-+ zcm2
| | | |
| | | |
+-++-+
| |
=== ===
Мы можем использовать приблизительную оценку значений, основанных на опыте, используя другие опали из аудиоте, а типичные значения связаны с Cdiff=5pF , Cm=4pF и Cstray=3pF . Все три эквивалентных конденсатора связаны параллельно, поэтому общая входная емкость становится:
Cinput = cdiff+cm+cstray = 5pf+4pf+3pf = 12pf
Чтобы смягчить эту емкость, мы можем добавить емкость CSI, параллельно RF -резистору. Чтобы компенсировать это. Применяется следующее уравнение:
Rf*cf = rg*cinput
Csi = cinput*rg/rf = 0,5pf
Окончательное значение Cf :
CF = CL+CSI+CADD = 0+2+0,5 = 2,5 пт
Любой конденсатор на основе NP0 около 3pF будет хорошим для этой цели.
Для защиты ввода от EMI мы будем использовать следующую сеть Zobel:
o Положительный ввод или отрицательный ввод | | ----- Czi ------ | | +-+ rzi | | | | +-+ | === земля
Для большинства входных кабелей характерный импеданс падает в диапазоне от 50 до 100 Омпеданса, и мы используем 75ohm в качестве среднего значения. Резистор RZI - Rzi=75ohm , а конденсатор CZI - Czi=220pF . Эта сеть должна быть размещена прямо на входном разъеме, а не на печатной плате основного усилителя.
Кроме того, конденсатор 100N X7R должен быть размещен между SGND и шасси прямо на входном разъеме. Этот конденсатор будет шунтировать радио и другого межфиритивного сигнала в потенциал земли шасси.
Выходная сеть состоит из сети Zobel вверх по течению и нисходящей сети и выходной катушки ( Ld ) с параллельным демпфирующим резистором ( Rd ). Вверх по течению Zobel Network обеспечивает нагрузку с низкой индустемостью для выходной стадии на очень высоких частотах и позволяет высокочастотным токам распространять локальные к выходной стадии. Нижняя сеть Zobel обеспечивает хорошее резистивное прекращение прямо на терминалах динамика на высоких частотах, помогая уменьшить вход RFI и влажные резонансы или отражения от кабелей динамиков. Выходная схема следующая:
Лд
XXX
+--- xx x ---+
| xxx |
| |
| + -------+ |
o ---+--- | | ---+--- o
Vout + ------- + | Vspeaker
Rd |
----- CZ2 = 100NF
------
|
|
+-+ rz1 = 10 Ом
| |
| |
+-+
|
===
Выходная катушка Ld обеспечивает высокочастотную выделение выходной нагрузки с выходной стадии в TDA7293. Значение индуктивности должно составлять от 2 до 5UH. Выходной шунтирующий резистор должен быть от 2 до 5 Ом. См . Справочник Douglas Self - Audio Power Design Randbook, 3 -е изд., Выходные сети, глава 7 для влияния на функцию передачи усилителя мощности.
Раздел источника питания использует один банк по 10 -миллиметровым конденсаторам.
Мы используем двойные симметричные поставки с момента двойного вторичного.
Основные материалы напряжения поставляются непосредственно из конденсаторов резервуара. Это снабжение способствует высокой токовой, высокой мощности секций TDA7293.
Перед выпрямительными диодами следует размещать схему Snubber RC для уменьшения импульса переключения диода. Рекомендуемые значения - Rsn = 1 Ohm , Csn = 470nF :
o Vsupply | | ----- CSN = 470NF ------ | | +-+ rsn = 1 Ом | | | | +-+ | === земля
Этот Snubber также может быть размещен рядом с линиями питания IC.
Производственные конденсаторы на досках усилителей:
