+/- 9V DC 전원 공급 장치

간단한 오디오 믹서 프로젝트를 진행 중입니다. 내가 사용하는 연산 증폭기 (LM741)는 + 9V 및 -9V 입력을 사용합니다. 나는 현재 두 개의 9V 배터리를 함께 연결하고 +를 서로 연결하고 쌍을 접지 하여이 문제를 해결하고 있습니다. 이것은 작동하는 것처럼 보이지만 이제는 전원 공급 장치로 전환하고 싶습니다. 9V 전원 공급 장치를 찾을 수 있지만 모두 하나의 극성 만 있습니다. 중앙 음성 전원 공급 장치에서 + 9V를 얻는 쉬운 방법이 있습니까? 나는 아마도 인버터 회로 또는 무언가가 필요할 것이라고 생각하지만, 내가하고있는 일을 실제로 이해하지 못한다.

적어도 하나의 전원 공급 장치가 격리되어 있다고 가정하면 (좋은 전원 공급 장치이면 사실이지만 저렴하지 않은 경우) 두 공급 장치를 쌓을 수 있으므로 출력은 0V, 9V입니다 그리고 18 V. 그런 다음, 다음과 같이 연산 증폭기 회로를 연결하십시오 :

• 전원 공급 장치 18V-> 9V op-amp 핀
• 전원 공급 장치 9V-> 0V op-amp 핀
• 전원 공급 장치 0V-> -9V op-amp 핀

이것을 생각하는 또 다른 방법은 접지 (0 V)가 상대적 선택임을 이해하는 것입니다. 한 회로 내에서 일관된 한 선택을 변경할 수 있습니다.

또 다른 참고 사항- "절연"이라는 의미를 설명해야합니다. 저렴한 전원 공급 장치의 접지 핀은 전원 코드의 중성선에 연결됩니다. 대부분의 경우 괜찮습니다. 그러나 공급 장치를 쌓으려면 절연 된 공급 장치, 즉 출력 핀이 내부적으로 전원 코드에 연결되지 않은 공급 장치가 필요합니다.

비 절연 전원 공급 장치를 쌓으려고하면 양의 출력을 중성선에 연결합니다. 이는 전원 공급 장치를 단락시키는 것과 동일하므로 내부 퓨즈가 끊어집니다. ( 정말 저렴한 공급품 인 경우 공급이 중단됩니다.)

다른 솔루션

절연 전원 공급 장치에 손을 댈 수 없다면 스위치드 커패시터 전압 변환기를 사용할 수 있습니다 . 이 칩은 커패시터를 충전 한 다음 핀을 빠르게 이동시켜 이전에 포지티브 리드가 접지에 연결되고 이전 접지는 네거티브 출력이됩니다. 이 충전 / 스위치 루틴은 10-100 kHz에서 수행되므로 사람에게는 부정적인 공급처럼 보입니다.

1. LM741은 오디오를위한 끔찍한 연산 증폭기입니다. NE5532는 15dB 더 조용하지만 여전히 저렴합니다. 오디오 연산 증폭기에 대한 참고 사항
2. 최상의 다이나믹 레인지를 위해서는 가능한 한 높은 레일을 사용해야합니다. 내가 작업하는 믹서는 항상 ± 15V입니다. 왜냐하면 대부분의 연산 증폭기가 권장하는 최고 전압이기 때문입니다.
3. 분할 센터 탭 출력을 가진 전원 공급 장치가 있지만 지금은 찾을 수 없습니다. 그것은 본질적으로 두 개의 절연 된 소모품을 쌓는 것과 동일합니다. 또한 센터 탭 트랜스포머를 사용하여 직접 자체 빌드하고 선형 공급 장치를 구축하는 방법을 배울 수 있습니다. 복잡하지 않습니다 : 고품질 오디오 믹서-3 단계-전원 공급 장치

0V에 많은 전류를 공급하거나 공급하지 않을 때 할 수있는 한 가지 일은 '가상 접지'를 사용하는 것입니다.

예를 들어 24V 전원 만 공급한다고 가정합니다. 두 개의 리드 (공급 및 리턴)가 있습니다. 중간 지점을 안정화하기 위해 op-amp를 전용 한 다음 0V 기준으로 사용함으로써 -12V / 0V / + 12V를 얻을 수 있습니다. 다시 말해 24V 전원은 + 12V 라인이되고 24V 전원 리턴은 -12V 라인이되고 전용 연산 증폭기는 0V 라인을 생성합니다. 24V에 50 % 전압 분배기를 배치하여 중간 지점을 제공 한 다음 전압 추종자 구성으로 버퍼링하면됩니다.

기본적으로 op-amp는 어쨌든 + V / -V 레일에서 전원을 공급받습니다. 문제는 접지가 아닙니다. 중간 지점 전압 팔로워는 사용자를위한 중간 지점을 효과적으로 '조절'합니다. 한계는 처리 할 수있는 연산 증폭기보다 더 많은 전류를 가상 접지로 공급하거나 싱크 할 수 없거나 기준을 잃는다는 것입니다.

나는 보통 마이너스 전압 레일을 공급하기 위해 인 버팅 차지 펌프를 사용하고 소음 요구 사항에주의를 기울입니다. 때로는 스위칭 리플을 줄이기 위해 출력에 LC 필터를 사용합니다. digikey 범주에서 원하는 것은 "반전 스위치 커패시터 DC-DC 레귤레이터"입니다. + 9V 입력을 -9V로 전환합니다 (-8.8V 또는 그와 비슷한 것).

오디오로 작업하는 경우 오디오 범위보다 훨씬 높은 스위칭 주파수를 가진 IC를 선택하면 400khz가 일반적이지만 10khz에서 2mhz 범위입니다. 회로에 디지털 회로가 있고 컴팩트 한 경우 스위칭 동기화 입력이있는 차지 펌프를 고려하십시오. 잡음을 최소화하려면 스위칭 커패시터를 IC에 최대한 가깝게 유지하십시오.

digikey / mouser를 검색하면 수많은 선택이 가능합니다. 원하는 매개 변수 / 패키지를 입력하면 SOT-23-5에서 DIP-8에 이르는 모든 항목이 제공됩니다.

고전류 버퍼를 사용하여 가상 접지를 만들 수 있습니다.

여기에 사용 된 BUF634 는 150V (TO-220 버전의 경우 250mA)를 공급할 수 있으며 이는 9V 배터리에서 사용하려는 것보다 더 많습니다.

( 여기서 뻔뻔하게 도난당한 이미지 )

접지 참조 신호를위한 +/- 전원 공급 장치를 사용하는 것이 좋지만 대부분의 경우 신호를 포함 할 필요는 없습니다. 이는 설계를 개념적으로 간단하게 만들 수 있지만, 특히 귀사의 경우 단일 종단 전원으로 작동하도록 앰프를 설계하는 것보다 복잡한 전원 공급 장치가 더 문제가 될 수 있습니다.

참고로 오디오는 AC 전용입니다. 실제로 모든 입력의 DC 구성 요소를 무시 해야 합니다. 출력에는 평균 DC 구성 요소가 없어야합니다. 이 관찰을 통해 입력 및 출력이 앰프가 내부적으로 작동하는 다른 전압에 커패시터 결합 될 수 있음을 알 수 있습니다.

9V 값이 어디에서 왔는지 말하지 않았습니다. 이것이 필요한 전압 오버 헤드를주의 깊게 고려했거나 사용 가능한 전원 공급 장치 또는 배터리 전압으로 인한 편의 때문인지 확실하지 않습니다. 추가 정보가 없으면 출력 전압 범위가 필요하다고 가정해야합니다. 벽면 사마귀는 넓은 범위의 전압에서 쉽게 구할 수 있기 때문에 18-28V 범위의 단일 종단 DC 전원에서 앰프가 작동하도록 설계했습니다.

다른 사람들이 지적했듯이 LM741은 오디오에 매우 좋지 않습니다. 그러한 애플리케이션을 위해 특별히 일부 opamp가 있지만 취미 목적으로 매우 유용하고 저렴한 TL07x (듀얼의 경우 TL072, 쿼드의 경우 TL074)를 볼 수 있습니다. 노이즈가 훨씬 적고 슬 루율이 높습니다. 양쪽 끝에 약간의 볼트 헤드 룸이 필요하지만 24V 정도의 전원 공급 장치가 남아 있습니다. 741에는 헤드 룸도 필요했습니다.

모든 입력이 용량 성이고 내부 신호와 함께 공급의 절반으로 바이어스 된 회로를 설계하십시오. 피할 수없는 전원 잡음이 출력으로 들어 가지 않도록이 절반 공급 신호를 필터링하십시오. 많은 전류를 싱킹하거나 소싱 할 필요가 없기 때문에 전체 가상 접지 일 필요는 없습니다. 그것은 땅보다 "바이어스"에 가깝습니다.

이 방향에 관심이 있으시면 알려주세요. 자세한 내용을 알려 드리겠습니다.

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

그림 1. 일반 9V PSU 벽면 사마귀. 그림 2. + 9 / 0 / -9V로 수정되었습니다.

그림 2와 같이 표준 9V 벽 사마귀 공급 장치를 쉽게 수정할 수 있습니다. 리플 전압이 악화되고 각 공급 장치의 최대 전류가 원래 사양의 절반이되므로 허밍을 제거하기 위해 일부 대형 캡 또는 전압 조정기를 권장합니다.

PSU에 표준 잭을 유지하려면 정류기와 커패시터를 제거하고 프로젝트 케이스에 다이오드와 캡을 넣어 AC PSU로 변환하십시오.

이 회로로 가상 접지 회로를 사용하여 opamp의 +/- vcc를 얻을 수 있습니다