Penguat Audio USB 5V untuk Pembesar suara PC

Cuba Instrumen Kami Untuk Menghapuskan Masalah





Penguat audio yang dirancang untuk berfungsi dengan bekalan 5 V dari soket USB seperti dari komputer USB dipanggil penguat USB.

Dalam artikel ini kita akan belajar bagaimana membina litar penguat 3 watt sederhana yang boleh dihidupkan terus dari port USB 5V komputer untuk menggerakkan pembesar suara 8 ohm 3 watt. Anda boleh membina beberapa litar sedemikian dan menggunakannya untuk membuat output stereo menjadi sepasang pembesar suara 8 Ohm.



Sila ambil perhatian bahawa TDA2822 IC sudah usang sekarang oleh itu memilih litar menggunakan IC ini untuk projek yang dibincangkan mungkin bukan idea yang baik. Walau bagaimanapun, reka bentuk ini berdasarkan IC LM4871, yang banyak tersedia mari kita pelajari ciri-ciri utama dan cara kerja IC ini

Ciri-ciri utama

  • IC berfungsi tanpa melibatkan sebarang gandingan kapasitor , atau kapasitor tali boot, atau kapasitor snubber
  • Ia menunjukkan kestabilan yang melampau melalui Unity Gain.
  • Dilengkapi dengan Pembungkusan WSON, VSSOP, SOIC, atau PDIP
  • Membolehkan Menetapkan rangkaian kawalan Keuntungan luaran

Spesifikasi Penting:

  • IC LM4871D direka untuk mengendalikan pembesar suara dengan nilai 3 ohm atau 4 ohm pada 3 watt
  • Semua versi yang tersisa dalam siri ini ditentukan untuk mengendalikan 1.5 watt dengan pembesar suara 8 Ohm.
  • IC mempunyai arus tutup secara dalaman yang ditetapkan pada 0.6uA biasanya
  • Julat voltan kerja antara 2.0V hingga 5.5V, sangat sesuai untuk berfungsi dengan kuasa USB PC.
  • Penyimpangan Harmonik Total Maksimum dengan beban pembesar suara 8 Ohm pada 1kHz adalah sekitar 0.5%

Spesifikasi dan Pakej Pinout

Gambar berikut menunjukkan butiran pin IC dan model pakej yang tersedia, dan susun atur:



Maklumat pinout LM4871

Operasi Litar Penguat USB 5V

Litar penguat 5V USB 3 watt untuk PC

Senarai Bahagian

Semua perintang 1/4 watt atau 1/8 watt, 1% MFR atau SMD

  • 20 K = 2 angka
  • 40 K = 2 angka
  • 100 K = 3 nos (termasuk Rpu)

Kapasitor

  • 0.39uF seramik = 1 no
  • 1uF / 16V Tantalum = 2 angka

Semikonduktor

IC LM4871 = 1 No.

Seperti yang dapat dilihat dalam skema di atas, LM4871 merangkumi beberapa penguat operasi secara dalaman, memberi pengguna pilihan untuk mengkonfigurasi penguat melalui beberapa cara yang ditentukan.

Keuntungan penguat pertama dapat dikendalikan secara luaran, sementara penguat kedua telah disambung secara dalaman dengan keuntungan perpaduan terbalik.

Keuntungan gelung tertutup untuk penguat pertama dapat ditentukan dengan memilih nilai nisbah Rf / Ri dengan tepat, sedangkan yang sama telah diperbaiki untuk penguat kedua secara dalaman melalui beberapa perintang 40K.

Kita dapat melihat bahawa output penguat # 1 dikonfigurasi untuk menjadi input penguat # 2, yang memungkinkan kedua-dua penguat menghasilkan isyarat dengan nilai yang sama, walaupun ini mungkin 180 darjah di luar fasa.

Ini menghasilkan keuntungan pembezaan IC menjadi AVD = 2 * (Rf / Ri).

Biasanya, untuk penguat apa pun, set 'bridged mode' dapat dilaksanakan dengan menggerakkan beban yang disambungkan secara bergantian melalui beberapa output Vo1 dan Vo2.

Penguat yang dikonfigurasikan dalam mod penghubung akan mempunyai prinsip operasi yang berbeza dengan penguat ujung tunggal tradisional yang mempunyai satu hujung beban yang dikabelkan dengan garis bawah.

Litar mod jambatan berfungsi dengan kecekapan yang lebih baik berbanding dengan penguat satu hujung kerana beban atau pembesar suara dihidupkan secara push-pull, memungkinkan ayunan voltan berganda untuk setiap nadi frekuensi alternatif.

Ini sebenarnya membolehkan pembesar suara menghasilkan kuasa 4 kali lebih banyak daripada versi satu hujung dalam keadaan atau spesifikasi yang sama.

Keupayaan untuk mencapai peningkatan kuasa membolehkan penguat berfungsi tanpa tahap limiter semasa dan dengan itu tanpa keratan yang tidak diingini.

Manfaat tambahan dari output jambatan perbezaan adalah ketiadaan DC bersih melintasi pembesar suara yang disambungkan. Ini berlaku kerana VO1 dan VO1 berat sebelah pada tahap voltan yang sama, iaitu VDD / 2 dalam kes ini. Ini membolehkan penguat berfungsi tanpa kapasitor gandingan output, yang sebaliknya menjadi wajib dalam penguat satu hujung.

Memahami Komponen Kerja dan Spesifikasi

Ri adalah perintang input terbalik yang digunakan untuk mengatur kenaikan gelung tertutup bersama dengan Rf. Selain itu perintang ini juga melaksanakan fungsi penapis lulus tinggi dengan Ci pada fC = 1 / (2π RiCi).

Di sana membentuk kapasitor gandingan input yang diletakkan untuk menyekat DC dan membenarkan frekuensi AC audio merentasi pin input. Kapasitor ini juga membolehkan penapis lulus tinggi bersama dengan Ri pada fC = 1 / (2π RiCi).

Rf menjadi rintangan maklum balas yang memperbaiki penambahan gelung tertutup dengan bantuan Ri.

Cs bertindak seperti kapasitor pintasan bekalan dan menyediakan penapisan riak untuk bekalan kuasa.

Cb diposisikan sebagai kapasitor pin pintasan dan kapasitor ini memaksa penapisan untuk separuh bekalan

Penilaian Maksimum Mutlak

Penarafan maksimum yang boleh diterima untuk litar ini dijelaskan di bawah:

  • Voltan bekalan maksimum ialah 6V, voltan kerja khas ialah 5V
  • Tahap suhu minimum dan maksimum yang boleh diterima ialah -65 dan 150 darjah Celsius.
  • Isyarat muzik input dari USB boleh berada di antara -0.3V dan 5.3 V
  • Pelesapan kuasa maksimum adalah terhad secara dalaman sehingga tidak perlu risau tentang masalah ini.

Ciri-ciri elektrik:

V dd menandakan voltan bekalan yang berada dalam lingkungan 2V dan 5.5V biasanya.

Saya dd adalah arus sunyi yang digunakan dari bekalan kuasa input oleh IC dan ini mungkin antara 6.5mA hingga 10mA

Saya sd adalah simbol untuk arus penutupan, apabila potensi pin # 1 menjadi sama dengan Vdd, penutupan dimulakan menyebabkan penggunaan turun menjadi 0.6uA

V os merujuk kepada voltan pengimbangan output, dan dimulakan ketika Vin = 0V, dan biasanya 5V, dan 50mV dalam mod terhad.

P 0 adalah kuasa output dan sekitar 3 watt apabila bebannya adalah pembesar suara 8 Ohm

THD + N menunjukkan keseluruhan distorsi harmonik yang berada dalam lingkungan 0.13 hingga 0.25% dengan julat frekuensi 20Hz hingga 20kHz.

PSRR memberi kita nisbah penolakan bekalan kuasa untuk Vdd pada 5V biasa, dan ini sekitar 60dB.

Prototaip Imej penguat USB 5V:

Penguat USB modul LM4871

Cadangan Susun atur PCB:

Susun atur PCB penguat USB

Artikel asal: www.ti.com/lit/ds/symlink/lm4871.pdf




Sebelumnya: 50 Projek Arduino Terbaik untuk Pelajar Kejuruteraan Tahun Akhir Seterusnya: Cara Membuat Lengan Robotik Tanpa Wayar menggunakan Arduino