Đặt trở kháng đầu ra âm thanh để bảo vệ đầu ra

Tôi đang xây dựng một mô-đun cho bộ tổng hợp mô-đun, theo tiêu chuẩn Eurorack . Vì vậy, đây là một mô-đun dự định được kết nối với các mô-đun khác thông qua cáp vá.

Trong khi ở trên trang tiêu chuẩn không chỉ định một trở kháng đầu ra cho các kết quả đầu ra mô-đun, có vẻ như rằng nói chung này nằm ở cùng vùng . Trở kháng đầu vào được chỉ định là . Vì giai đoạn đầu ra cuối cùng của tôi là một bộ khuếch đại dựa trên opamp, tôi cần đặc biệt giảm trở kháng, vì chính op-amp sẽ cho trở kháng đầu ra rất thấp. Hơn nữa, vì bất kỳ đầu ra và đầu vào nào cũng có thể được kết nối bởi người dùng, tôi nên hy vọng rằng đầu ra có thể được rút ngắn thành bất kỳ điện áp nào trong phạm vi từ đến$100\Omega - 1k\Omega$- 12 V + 12 $100\mathrm{k}\Omega$$-12\mathrm{V}$$+12\mathrm{V}$(đường ray điện hệ thống) bởi người dùng; ví dụ, người dùng có thể kết nối hai đầu ra với nhau và trong khi điều đó sẽ không làm gì có ý nghĩa, các mô-đun sẽ không bị hỏng.

Trực tuyến, tôi có thể tìm thấy hai cách khác nhau để làm điều này. Mạch op-amp rõ ràng theo sau là một điện trở:

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

hoặc đặt điện trở trong vòng phản hồi:

^{mô phỏng mạch này}

Trong cả hai trường hợp, đặt trở kháng đầu ra.$R3$

Lý do cho điều sau là vì phản hồi được lấy từ nút đầu ra thực tế, đầu ra thực sự có trở kháng rất thấp trong điều kiện bình thường, nhưng dù sao điện trở vẫn bảo vệ quá nhiều dòng điện bị rút ra: nếu đường ray công suất $\pm 12 \mathrm{V}$$24\mathrm{V}/R3\ = 24\mathrm{mA}$$R3 = 1\mathrm{k}\Omega$

Vì vậy, có hai câu hỏi liên quan ở đây

1. Cách thứ hai có thực sự được khuyến nghị và an toàn cho mô-đun của tôi và bất kỳ mô-đun nào khác (được thiết kế hợp lý) mà nó có thể được kết nối không? Lý do tại sao tôi nghi ngờ là nhìn vào các mô-đun trong tự nhiên, cách đầu tiên dường như phổ biến hơn nhiều, vì vậy tôi nghĩ rằng có một số nhược điểm mà tôi không nhận ra. Mặt khác, chỉ là một đầu ra trực tiếp từ op-amp dường như cũng khá phổ biến ...
2. $R3$$10\mathrm{k}\Omega$

Cập nhật:

Để trả lời thông số còn thiếu của Olin: người dùng sẽ không cho rằng việc trộn thụ động bằng cách rút ngắn đầu ra sẽ hoạt động (và thực tế, trở kháng đầu ra của các mô-đun khác thay đổi, vì vậy nó không đáng tin cậy). Vì vậy, về cơ bản, bất kỳ hành vi nào không làm hỏng các mô-đun đều được chấp nhận.

Mặt khác, vì đầu ra của mô-đun này không thực sự có thể sử dụng được như điện áp điều khiển (do bản chất của mô-đun), nên một sự mất mát nhỏ do điện trở ngoài vòng lặp không thực sự quan trọng lắm; cho âm thanh chỉ là một âm lượng nhỏ.

Cuối cùng, khi đọc chủ đề này , tôi nhận thấy rằng một vấn đề tiềm ẩn với tùy chọn thứ hai là op-amp cần phải điều khiển trực tiếp bất kỳ điện dung đầu ra nào. Nhìn chung, cáp vá mô-đun khá ngắn, nhưng cũng có những ống có kích thước trên tường có thể sử dụng cáp vá dài hơn.

Cuối cùng, tôi nghĩ rằng tôi đang nghiêng về lựa chọn đầu tiên, chủ yếu là để tránh bất kỳ vấn đề nào với điện dung cáp và vì nhược điểm (mất tín hiệu nhỏ) không thực sự quan trọng. Nhưng bất kỳ suy nghĩ hoặc hiểu biết vẫn được chào đón!

Cập nhật 2:

$C_f$$C_L$

Vì vậy, kết luận của bản cập nhật trước vẫn còn, mạch đầu tiên là đặt cược tốt hơn khi chúng ta không biết tải.

Mạch nào bạn muốn phụ thuộc vào thông số kỹ thuật bạn chưa nói với chúng tôi. Câu hỏi quan trọng là chính xác những gì sẽ xảy ra khi người dùng kết nối đầu ra của hai trong số những thứ này với nhau?

Nếu chúng thực sự không có ý định kết nối với nhau, thì điện trở chỉ để bảo vệ. Trong trường hợp đó, mạch thứ hai của bạn là tốt hơn. Bạn đặt giá trị điện trở không vượt quá khả năng hiện tại của opamp trong các điều kiện xấu nhất.

Nếu nhiều mô-đun dự định được gắn với nhau và bạn phải có kết quả trung bình, thì bạn cần sử dụng mạch đầu tiên của mình. Đây sẽ là trường hợp, ví dụ, nếu nó được cho phép trong thông số kỹ thuật để kết nối các kênh trái và phải với nhau để có được đơn âm. Trong trường hợp đó, điện trở cần phải là bất cứ thứ gì trở kháng đầu ra được chỉ định của mỗi mô-đun được cho là. Nếu chúng được cho là trung bình bằng cách rút ngắn, thì mỗi cái cần phải có trở kháng xác định và được kiểm soát. Trở kháng đó phải được quy định bởi tiêu chuẩn.

Ví dụ: nếu bạn chọn 1 kΩ và người khác chọn 10 kΩ, thì việc kết nối hai mô-đun sẽ không mang lại mức trung bình như dự định. Tín hiệu thu được sẽ là 10/11 phần từ mô-đun của bạn và 1/11 phần từ mô-đun khác. Để sơ đồ trung bình hoạt động, tất cả các trở kháng cần phải bằng nhau, và do đó được thỏa thuận trước thời hạn.

Hai mạch phản ứng khác nhau với tải bên ngoài đến GND. Sử dụng một trường hợp cực đoan để chứng minh, giả sử điện trở 1 K đến GND là tải. Trong mạch đầu tiên, điện áp chân đầu ra opamp không thay đổi, mức tăng mạch không thay đổi, nhưng điện áp bên ngoài giảm 50%.

Trong mạch thứ hai, bây giờ bạn có bộ suy giảm 50% bên trong vòng phản hồi. Trước đó, đầu bên phải của R2 (68K) đã được kết nối với nguồn điện áp 0 ohm. Bây giờ nó được kết nối với điện áp tương đương Thevenin bằng 1/2 điện áp đầu ra opamp, thông qua điện trở tương đương 500 ohm.

Vì vậy, giá trị điện trở phản hồi là khác nhau, làm thay đổi mức tăng mạch và điện áp phản hồi rất khác nhau, điều này thực sự thay đổi mức tăng. Điện áp chân đầu ra opamp sẽ tăng gấp đôi (xấp xỉ) khi nó cố gắng đóng vòng lặp. Điện áp đầu ra bên ngoài sẽ không giảm nhiều cho đến khi bão hòa opamp. Hoặc điều tương tự.

Hầu hết các Op Amps có cct ngắn tích hợp. bảo vệ đã có khi bạn sử dụng phản hồi tiêu cực là phương pháp thứ 2. Đây là lý do tại sao OA có giới hạn hiện tại thấp như vậy.

Mặt trái là tải cáp điện dung Ic = CdV / dt yêu cầu bạn tính điện áp cung cấp và. Ở đây để giới hạn để đảm bảo thiết kế tránh được giới hạn tốc độ bão hòa hoặc xoay. Do đó, việc nâng ổ trên Zo của cáp là không khôn ngoan.

Tôi sẽ làm cái đầu tiên bởi vì nó sẽ tải op amp một cách độc lập khi nó được tóm tắt thành một hiệu ứng / giai đoạn khác khi các kết nối khác được kết nối song song. Hiệu ứng phụ được thêm vào của việc cung cấp tải cho quần short đầu ra (do cắm đầu ra ở một điểm vá) cũng được hoan nghênh. Tôi sẽ không lo lắng về trở kháng bởi vì nó sẽ quay trở lại đầu vào không cân bằng hi-z ở dưới 3 mét.