출력 보호를위한 오디오 출력 임피던스 설정

Eurorack 표준 에 따라 모듈 식 신시사이저를위한 모듈을 만들고 있습니다 . 따라서 이것은 패치 케이블을 통해 다른 모듈에 연결되도록 고안된 모듈입니다.

위의 표준 페이지는 모듈 출력에 대한 출력 임피던스를 지정하지 않지만 일반적으로 영역에있는 것으로 보입니다 . 입력 임피던스로 지정되는 100 K Ω . 최종 출력단이 opamp 기반 증폭기이기 때문에 op-amp 자체가 매우 낮은 출력 임피던스를 제공하므로 임피던스를 구체적으로 떨어 뜨려야합니다. 임의의 출력 및 입력이 사용자에 의해 접속 될 수 있기 때문에, I는 출력의 범위에있는 전압에 단락 될 수 있다는 것을 예상한다 - 12 V 로 + 12 $100\Omega - 1k\Omega$$100\mathrm{k}\Omega$$-12\mathrm{V}$$+12\mathrm{V}$사용자에 의한 (시스템 파워 레일); 예를 들어, 사용자가 두 개의 출력을 함께 연결할 수 있으며 의미있는 작업은하지 않지만 모듈은 손상되지 않아야합니다.

온라인에서이 작업을 수행하는 두 가지 방법을 찾을 수 있습니다. 명백한 연산 증폭기 회로와 저항 :

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

또는 피드백 루프에 저항을 넣는 방법 :

^{이 회로를 시뮬레이션}

두 경우 모두 은 출력 임피던스를 설정합니다.$R3$

$\pm 12 \mathrm{V}$$24\mathrm{V}/R3\ = 24\mathrm{mA}$$R3 = 1\mathrm{k}\Omega$

여기에 두 가지 관련 질문이 있습니다

1. 후자의 방법은 실제로 권장되며 모듈과 연결할 수있는 다른 (합리적으로 설계된) 모듈에 안전합니까? 내가 의심하는 이유는 야생에서 모듈을 보는 것이 첫 번째 방법이 훨씬 일반적이기 때문에 내가 알지 못하는 단점이 있다고 생각하기 때문입니다. 반면에 연산 증폭기에서 직접 출력되는 것만으로도 매우 일반적입니다.
2. $R3$$10\mathrm{k}\Omega$

최신 정보:

Olin의 누락 된 사양에 답하기 위해 : 사용자는 단락 출력에 의한 수동 믹싱이 작동한다고 가정하지 않을 것입니다 (실제로 다른 모듈의 출력 임피던스는 다양하므로 신뢰할 수 없습니다). 따라서 기본적으로 모듈을 손상시키지 않는 모든 동작이 허용됩니다.

반면에,이 모듈의 출력은 어쨌든 제어 전압으로 사용할 수 없으므로 (모듈의 특성상) 외부 루프 저항으로 인한 약간의 손실은 그다지 중요하지 않습니다. 볼륨이 약간만 떨어지는 오디오의 경우

마지막 으로이 스레드를 읽으면 후자의 옵션에서 잠재적 인 문제 중 하나는 op 앰프가 출력 커패시턴스를 직접 구동해야한다는 것입니다. 일반적으로 모듈 식 패치 케이블은 매우 짧지 만 더 긴 패치 케이블을 사용할 수있는 벽 크기의 모듈 식 모듈도 있습니다.

결국, 나는 케이블 커패시턴스와 관련된 문제를 피하기 위해 첫 번째 옵션을 기대하고 있으며 단점 (작은 신호 손실)은 실제로 중요하지 않기 때문입니다. 그러나 어떤 생각이나 통찰력도 여전히 환영합니다!

업데이트 2 :

$C_f$$C_L$

따라서 이전 업데이트의 결론은 여전히 ​​유지됩니다. 첫 번째 회로는 부하를 알지 못할 때 더 좋습니다.

당신이 원하는 회로는 우리에게 말하지 않은 사양에 달려 있습니다. 중요한 질문은 사용자가이 두 가지의 출력을 함께 연결할 때 정확히 어떻게됩니까?

그것들이 실제로 서로 연결되어 있지 않다면, 저항기는 단지 보호를위한 것입니다. 이 경우 두 번째 회로가 더 좋습니다. 최악의 조건에서 저항 값이 opamp의 출력 전류 용량을 초과하지 않도록 설정했습니다.

여러 모듈을 함께 묶어 평균 결과를 얻으려면 첫 번째 회로를 사용해야합니다. 예를 들어, 사양 내에서 왼쪽과 오른쪽 채널을 함께 연결하여 모노를 얻는 것이 허용되는 경우입니다. 이 경우 저항은 각 모듈의 지정된 출력 임피던스가되어야합니다. 단락으로 평균을 내야한다면 각각 정의되고 제어 된 임피던스를 가져야합니다. 해당 임피던스는 표준에 따라 지정해야합니다.

예를 들어, 1kΩ을 선택하고 다른 사람이 10kΩ을 선택한 경우 두 모듈을 연결해도 원하는 평균값을 얻지 못할 수 있습니다. 결과 신호는 모듈의 10/11 파트와 다른 모듈의 1/11 파트입니다. 평균화 방식이 작동하려면 모든 임피던스가 같아야하므로 미리 동의해야합니다.

두 회로는 GND에 대한 외부 부하에 다르게 반응합니다. 극단적 인 경우를 사용하여 GND에 대한 1K 저항을 부하로 가정합니다. 첫 번째 회로에서 opamp 출력 핀 전압은 변하지 않고 회로 게인은 변하지 않지만 외부 전압은 50 % 감소합니다.

두 번째 회로에서는 피드백 루프 안에 50 % 감쇠기가 있습니다 . 이전에는 R2 (68K)의 오른쪽 끝이 제로 옴 전압 소스에 연결되었습니다. 이제 동일한 500ohm 저항을 통해 opamp 출력 전압의 1/2 인 Thevenin 등가 전압에 연결되었습니다.

따라서 피드백 저항 값이 다르므로 회로 게인이 변경되고 피드백 전압이 매우 다르므로 실제로 게인이 변경됩니다. 루프를 닫으려고하면 opamp 출력 핀 전압이 (약) 두 배가됩니다. opamp가 포화 될 때까지 외부 출력 전압은 크게 감소하지 않습니다. 아니면 그런 것.

대부분의 연산 증폭기에는 짧은 cct가 내장되어 있습니다. 부정적인 피드백을 사용할 때 두 번째 방법이 이미 보호되어 있습니다. 이것이 OA의 전류 제한이 낮은 이유입니다.

단점은 용량 성 케이블 부하입니다. Ic = CdV / dt는 공급 전압을 계산해야합니다. 설계를 보장하기 위해 제한하기 위해 포화 또는 슬 루율 제한을 피합니다. 따라서 케이블의 Zo 이상으로 드라이브를 올리는 것은 현명하지 않습니다.

다른 앰프가 병렬로 연결된 다른 이펙트 / 스테이지에 합산 될 때 연산 증폭기를 독립적으로로드하기 때문에 첫 번째 작업을 수행합니다. (패치 포인트를 벗어난 출력을 꽂아서) 출력 단락에 부하를 제공하는 부작용도 환영합니다. 임피던스가 3 미터 미만에서 hi-z 불평형 입력으로 되돌아 갈 것이기 때문에 걱정할 필요가 없습니다.