Bộ nguồn DC +/- 9V

Tôi đang làm việc trên một dự án trộn âm thanh đơn giản. Các op-amps tôi đang sử dụng (LM741) có đầu vào + 9V và -9V. Tôi hiện đang nhận được điều này bằng cách nối hai pin 9V lại với nhau, kết nối + trên một - với nhau và nối đất cho cặp. Điều này có vẻ hiệu quả, nhưng bây giờ tôi muốn chuyển sang một nguồn cung cấp năng lượng. Tôi có thể tìm thấy một loạt các nguồn cung cấp điện 9V, nhưng tất cả chúng chỉ có một cực. Có cách nào dễ dàng để có được + 9V từ nguồn cung cấp điện âm trung tâm không? Tôi nghĩ rằng tôi có thể cần một mạch biến tần hoặc một cái gì đó, nhưng tôi không thực sự hiểu những gì tôi đang làm.

Giả sử ít nhất một trong số các nguồn cung cấp điện bị cô lập (điều này sẽ đúng nếu chúng là nguồn cung cấp năng lượng tốt, nhưng có thể không phải nếu chúng rẻ), bạn có thể tạo một chồng gồm hai nguồn cung cấp, do đó bạn có đầu ra ở 0 V, 9 V và 18 V. Sau đó, kết nối mạch op-amp của bạn như thế này:

• Bộ nguồn op-amp 18 V -> 9 V
• Bộ nguồn op-amp 9 V -> 0 V
• Cấp nguồn 0 V -> -9 V pin op-amp

Một cách khác để suy nghĩ về điều này là hiểu rằng mặt đất (0 V) là một lựa chọn tương đối; bạn có thể thay đổi lựa chọn của mình, miễn là bạn nhất quán trong một mạch.

Một lưu ý khác-- Tôi nên giải thích ý của tôi là "cô lập". Một bộ nguồn giá rẻ sẽ có chân nối đất với dây trung tính của dây nguồn. Hầu hết thời gian, điều đó là tốt. Nhưng nếu bạn muốn xếp chồng các nguồn cung cấp, bạn cần một nguồn cung cấp riêng biệt, tức là một nguồn không có chân đầu ra được kết nối bên trong với dây nguồn.

Nếu bạn cố gắng xếp các nguồn cung cấp không bị cô lập, bạn sẽ kết nối đầu ra tích cực với dây trung tính, giống như rút ngắn nguồn cung cấp, do đó cầu chì bên trong của nó sẽ bị nổ. (Nếu đó là nguồn cung thực sự rẻ, điều này sẽ phá hủy nó.)

Một giải pháp khác

Nếu bạn không thể đặt tay vào nguồn cung cấp cách ly, bạn có thể sử dụng bộ chuyển đổi điện áp tụ điện . Đây là một con chip sạc tụ điện, sau đó nhanh chóng dịch chuyển các chân để trước đây dây dẫn dương được nối với mặt đất và mặt đất cũ trở thành đầu ra âm. Nó thực hiện quá trình sạc / chuyển đổi này ở tần số 10-100 kHz, vì vậy với con người, nó trông giống như một nguồn cung cấp âm.

1. LM741 là một op-amp khủng khiếp cho âm thanh. NE5532 là một cái gì đó như yên tĩnh hơn 15 dB, và vẫn còn rẻ. Ghi chú về Âm thanh Op-Amps
2. Bạn nên sử dụng đường ray càng cao càng tốt để có phạm vi động tốt nhất. Các bộ trộn tôi làm việc luôn luôn là ± 15 V, vì đó là mức điện áp cao nhất mà hầu hết các op-amps được khuyên dùng.
3. Nguồn cung cấp với đầu ra tách trung tâm tồn tại, mặc dù tôi không thể tìm thấy bất kỳ ngay bây giờ. Điều đó về cơ bản giống như xếp chồng hai nguồn cung bị cô lập. Ngoài ra, bạn luôn có thể tự chế tạo với một máy biến áp trung tâm và tìm hiểu cách xây dựng nguồn cung cấp tuyến tính. Nó không quá phức tạp: Bộ trộn âm thanh chất lượng cao - Giai đoạn 3 - Nguồn điện

Một điều bạn có thể làm khi bạn không tìm nguồn hoặc chìm nhiều dòng điện vào 0V của mình và chỉ có một nguồn cung cấp duy nhất, là sử dụng 'mặt đất ảo'.

Ví dụ: giả sử bạn chỉ có nguồn cung cấp 24V - hai khách hàng tiềm năng, cung cấp và trả lại. Bạn có thể nhận được -12V / 0V / + 12V bằng cách dành một op-amp để ổn định điểm nửa đường và sau đó sử dụng nó làm tham chiếu 0V. Nói cách khác, nguồn cung cấp 24V trở thành đường dây + 12V của bạn, trở lại nguồn cung cấp 24V trở thành đường dây -12V của bạn và op-amp chuyên dụng tạo ra đường dây 0V. Tất cả những gì bạn làm là đặt một bộ chia điện áp 50% trên 24 V để cung cấp cho bạn điểm nửa đường, sau đó đệm nó với cấu hình theo dõi điện áp.

Về cơ bản, op-amps của bạn được cấp nguồn từ đường ray + V / -V, vấn đề là không có mặt bằng. Theo dõi điện áp điểm một nửa có hiệu quả 'điều chỉnh' điểm giữa cho bạn. Hạn chế là bạn không thể nguồn hoặc chìm nhiều dòng điện vào mặt đất ảo hơn so với op-amp mà nó có thể xử lý hoặc bạn mất tham chiếu.

Tôi thường sử dụng bơm sạc đảo chiều để cung cấp đường ray điện áp âm, chú ý đến các yêu cầu tiếng ồn của bạn, đôi khi tôi sử dụng bộ lọc LC trên đầu ra để giảm gợn chuyển mạch. Trong danh mục lingo digikey những gì bạn muốn là một "bộ điều chỉnh DC-DC tụ điện đảo ngược". Điều này sẽ biến đầu vào + 9V của bạn thành -9V (giống như -8.8V hoặc gần hơn).

Nếu bạn làm việc với âm thanh, hãy chọn một IC có tần số chuyển đổi cao hơn dải âm thanh, 400khz là một giá trị phổ biến nhưng chúng nằm trong khoảng từ 10khz đến 2 mhz. Nếu mạch của bạn cũng có một số mạch kỹ thuật số trên đó và nhỏ gọn, hãy xem xét một bơm sạc với chuyển đổi đầu vào đồng bộ hóa. Giữ các tụ chuyển mạch càng gần IC càng tốt để giảm thiểu tiếng ồn.

Nếu bạn tìm kiếm digikey / mouser, sẽ có vô số lựa chọn, chỉ cần nhập các tham số / gói mong muốn của bạn, chúng có trong mọi thứ từ SOT-23-5 đến DIP-8.

Bạn có thể sử dụng bộ đệm hiện tại cao để tạo mặt đất ảo:

Các BUF634 sử dụng ở đây có thể cung cấp 150 mA (250 mA trong phiên bản TO-220), mà sẽ được nhiều hơn bạn muốn vẽ từ pin 9V của bạn.

(hình ảnh đáng xấu hổ bị đánh cắp ở đây )

Mặc dù thật tuyệt khi có +/- nguồn cung cấp cho tín hiệu tham chiếu mặt đất, trong nhiều trường hợp, không cần thiết phải có tín hiệu của bạn. Nó có thể làm cho thiết kế đơn giản hơn về mặt khái niệm, nhưng nguồn cung cấp năng lượng phức tạp hơn có thể sẽ gặp nhiều rắc rối hơn so với việc thiết kế amp để hoạt động với nguồn cung cấp duy nhất, đặc biệt là trong trường hợp của bạn.

Điều cần lưu ý là âm thanh chỉ có AC. Bạn có thể bỏ qua, trong thực tế nên bỏ qua, thành phần DC của bất kỳ đầu vào nào. Đầu ra tương tự không có bất kỳ thành phần DC trung bình. Với quan sát này, bạn có thể nhận ra rằng cả đầu vào và đầu ra đều có thể được ghép nối với một số điện áp khác mà amp hoạt động bên trong.

Bạn đã không nói giá trị 9V đến từ đâu. Không rõ liệu điều này có phải do xem xét cẩn thận về điện áp bạn cần hay chỉ đơn giản là sự tiện lợi do nguồn điện có sẵn hoặc điện áp pin. Không có thông tin bổ sung, chúng tôi phải giả sử bạn cần dải điện áp đầu ra. Vì mụn cóc trên tường có sẵn trong một phạm vi rộng cho điện áp, tôi sẽ thiết kế amp để chạy từ nguồn cung cấp DC đã kết thúc trong phạm vi 18-28 volt.

Như những người khác đã chỉ ra, LM741 khá kém về âm thanh. Có một số opamp dành riêng cho các ứng dụng như vậy, nhưng với mục đích sở thích, bạn có thể xem TL07x rất sẵn có và giá rẻ (TL072 cho dual, TL074 cho quad). Chúng có độ ồn thấp hơn nhiều và tốc độ quay cao hơn. Họ cần một vài khoảng trống ở mỗi đầu, nhưng với nguồn cung cấp 24 V hoặc còn lại thì còn rất nhiều. 741 cũng cần một số khoảng không

Thiết kế mạch với tất cả các đầu vào điện dung kết hợp với các tín hiệu bên trong sai lệch với một nửa nguồn cung. Đảm bảo lọc một nửa tín hiệu cung cấp này để tiếng ồn cung cấp điện không thể tránh khỏi không phát ra đầu ra. Nó không thực sự cần phải là một nền tảng ảo đầy đủ vì nó không cần phải chìm hoặc nguồn nhiều hiện tại. Đó là một "thiên vị" hơn là một mặt đất.

Nếu bạn quan tâm đến việc thuyết phục hướng này, hãy cho tôi biết và chúng ta có thể biết thêm chi tiết.

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Hình 1. Mụn cóc tường 9 V PSU thông thường. Hình 2. Được sửa đổi cho + 9/0 / -9 V.

Bạn có thể dễ dàng sửa đổi nguồn cung cấp mụn cóc tường 9 V tiêu chuẩn như trong Hình 2. Điện áp Ripple sẽ tệ hơn và dòng điện tối đa trên mỗi nguồn cung cấp sẽ bằng một nửa so với thông số ban đầu, vì vậy tôi khuyên bạn nên sử dụng một số nắp lớn hoặc bộ điều chỉnh điện áp để loại bỏ hum.

Nếu bạn muốn giữ giắc cắm tiêu chuẩn trên PSU thì hãy chuyển đổi nó thành PSU AC bằng cách tháo bộ chỉnh lưu và tụ điện và đặt điốt và nắp vào trường hợp dự án của bạn.

bạn có thể sử dụng mạch mặt đất ảo để có được +/- vcc cho opamp của mình với mạch này