पीसी वक्ताओं के लिए USB 5V ऑडियो एम्पलीफायर

ऑडियो एम्पलीफायरों जो एक यूएसबी सॉकेट से 5 वी की आपूर्ति के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं जैसे कि कंप्यूटर यूएसबी से एक यूएसबी एम्पलीफायर कहा जाता है।

इस लेख में हम सीखेंगे कि एक साधारण 3 वाट के एम्पलीफायर सर्किट का निर्माण कैसे किया जा सकता है, जो 8 ओम 3 वाट के स्पीकर को चलाने के लिए कंप्यूटर 5 वी यूएसबी पोर्ट से सीधे संचालित किया जा सकता है। आप इस तरह के सर्किटों की एक जोड़ी का निर्माण कर सकते हैं और 8 ओम के स्पीकर की एक जोड़ी में स्टीरियो आउटपुट बनाने के लिए उनका उपयोग कर सकते हैं।

कृपया ध्यान दें कि TDA2822 IC अब अप्रचलित है इसलिए इस IC के लिए सर्किट का उपयोग करना चर्चा की गई परियोजना एक अच्छा विचार नहीं हो सकता है। हालाँकि वर्तमान डिज़ाइन IC LM4871 पर आधारित है, जो कि प्रचुर मात्रा में उपलब्ध है आइए इस IC की मुख्य विशेषताओं और कार्य को जानें

मुख्य विशेषताएं

• आईसी किसी भी प्रकार के युग्मन को शामिल किए बिना काम करता है संधारित्र , या बूटस्ट्रैप कैपेसिटर, या स्नबर कैपेसिटर
• यह एकता लाभ के माध्यम से अत्यधिक स्थिरता प्रदर्शित करता है।
• WSON, VSSOP, SOIC या PDIP पैकेजिंग के साथ आता है
• बाहरी लाभ नियंत्रण नेटवर्क सेट करने की अनुमति देता है

महत्वपूर्ण विनिर्देश:

• IC LM4871D को 3 ओम या 3 ओम पर 3 ओम पर लाउडस्पीकर से निपटने के लिए डिज़ाइन किया गया है
• श्रृंखला के सभी शेष संस्करण 1.5 ओम 8 स्पीकर के साथ संभालने के लिए निर्दिष्ट हैं।
• आईसीएस में आमतौर पर 0.6uA पर आंतरिक रूप से सेट चालू है
• कार्यशील वोल्टेज रेंज 2.0 वी से 5.5 वी के बीच है, जो पीसी यूएसबी पावर के साथ काम करने के लिए पूरी तरह से अनुकूल है।
• 1kHz पर 8 ओम के स्पीकर लोड के साथ अधिकतम कुल हार्मोनिक विरूपण लगभग 0.5% है

पिनआउट विनिर्देशों और पैकेज

निम्न छवि आईसी और उपलब्ध पैकेज मॉडल और लेआउट के पिनआउट विवरण दिखाती है:

5 वी यूएसबी एम्पलीफायर सर्किट ऑपरेशन

हिस्सों की सूची

सभी प्रतिरोधों 1/4 वाट या 1/8 वाट, 1% एमएफआर या एसएमडी

• 20 के = 2 नग
• 40 K = 2 नग
• 100 K = 3 नग (Rpu सहित)

संधारित्र

• 0.39uF सिरेमिक = 1 नं
• 1uF / 16V टैंटलम = 2 नग

सेमीकंडक्टर

आईसी LM4871 = 1 नं

जैसा कि ऊपर के योजनाबद्ध में देखा जा सकता है, LM4871 में एक युगल शामिल है परिचालन एम्पलीफायरों आंतरिक रूप से, उपयोगकर्ता को कुछ निर्दिष्ट तरीकों से एम्पलीफायर को कॉन्फ़िगर करने का विकल्प प्रदान करता है।

पहले एम्पलीफायर का लाभ बाहरी रूप से प्रबंधित किया जा सकता है, जबकि दूसरे एम्पलीफायर को आंतरिक रूप से एक एकता लाभ के साथ निकाल दिया गया है।

पहले एम्पलीफायर के लिए बंद लूप लाभ उचित अनुपात आरएफ / री के मूल्यों का चयन करके निर्धारित किया जा सकता है, जबकि 40K प्रतिरोधों के एक जोड़े के माध्यम से आंतरिक रूप से दूसरे एम्पलीफायर के लिए भी यही तय किया गया है।

हम देख सकते हैं कि एम्पलीफायर # 1 के आउटपुट को एम्पलीफायर # 2 के इनपुट के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है, दोनों एम्पलीफायरों को समान मूल्यों के साथ सिग्नल उत्पन्न करने की अनुमति देता है, हालांकि ये चरण से 180 डिग्री हो सकते हैं।

इसके परिणामस्वरूप IC की विभेदक बढ़त AVD = 2 * (Rf / Ri) हो जाती है।

आमतौर पर, किसी भी एम्पलीफायर के लिए 'ब्रिड्ड मोड' सेट अप को आउटपुट के एक जोड़े के माध्यम से जुड़े हुए भार को ड्राइविंग करके कार्यान्वित किया जा सकता है Vo1 और Vo2।

ब्रिज किए गए मोड में कॉन्फ़िगर किए गए एम्पलीफायर में पारंपरिक एकल समाप्त एम्पलीफायरों के विपरीत एक अलग ऑपरेटिंग सिद्धांत होगा, जिसमें जमीन रेखा के साथ लोड किए गए लोड का एक छोर होता है।

लोड या लाउडस्पीकर को पुश-पुल तरीके से स्विच करने के बाद एक ब्रिड्ड मोड सर्किट बेहतर दक्षता के साथ काम करता है, प्रत्येक वैकल्पिक आवृत्ति पल्स के लिए एक डबल वोल्टेज स्विंग को सक्षम करता है।

यह वास्तव में लाउडस्पीकर को समान परिस्थितियों या विनिर्देशों के तहत एक एकल समाप्त संस्करण की तुलना में 4 गुना अधिक शक्ति का उत्पादन करने की अनुमति देता है।

ऐसी बढ़ी हुई शक्ति प्राप्त करने की क्षमता एम्पलीफायर को बिना काम करने की अनुमति देती है वर्तमान सीमक चरण और इसलिए अवांछनीय कतरन के बिना।

डिफरेंशियल ब्रिडेड आउटपुट का अतिरिक्त लाभ कनेक्टेड लाउडस्पीकर पर नेट डीसी की अनुपस्थिति है। यह तब होता है जब VO1 और VO1 समान वोल्टेज स्तरों पर पक्षपाती होते हैं, जो कि वर्तमान मामले में VDD / 2 है। यह एम्पलीफायर को आउटपुट युग्मन संधारित्र के बिना काम करने की अनुमति देता है, जो अन्यथा एकल समाप्त एम्पलीफायरों में अनिवार्य हो जाता है।

कम्पोनेंट वर्किंग एंड स्पेसिफिकेशन्स को समझना

री इनवर्टिंग इनपुट रेसिस्टर है जो Rf के साथ बंद लूप लाभ को सेट करने के लिए नियोजित है। इसके अतिरिक्त यह रोकनेवाला भी fc = 1 / (2π RiCi) पर Ci के साथ एक उच्च पास फिल्टर फ़ंक्शन को लागू करता है।

वहाँ डीसी को ब्लॉक करने और इनपुट पिन के पार ऑडियो एसी आवृत्ति की अनुमति देने के लिए इनपुट इनपुट कपलिंग संधारित्र बनाता है। यह संधारित्र री के साथ fc = 1 / (2 also RiCi) के संयोजन में एक उच्च पास फिल्टर को भी सक्षम करता है।

आरएफ प्रतिक्रिया प्रतिरोध बन जाता है जो री की मदद से बंद लूप लाभ को ठीक करता है।

सी आपूर्ति बाईपास कैपेसिटर की तरह कार्य करता है और बिजली की आपूर्ति के लिए रिपल फ़िल्टरिंग प्रदान करता है।

सीबी बाईपास पिन संधारित्र के रूप में तैनात है और यह संधारित्र अर्ध-आपूर्ति के लिए फ़िल्टरिंग को लागू करता है

अधिकतम निरपेक्ष दर - निर्धारण

इस सर्किट के लिए अधिकतम सहनीय रेटिंग नीचे दी गई है:

• अधिकतम आपूर्ति वोल्टेज 6V है, विशिष्ट कार्य वोल्टेज 5V है
• न्यूनतम और अधिकतम सहनीय तापमान का स्तर क्रमशः -65 और 150 डिग्री सेल्सियस है।
• USB से इनपुट संगीत संकेत कहीं भी -0.3V और 5.3 V के बीच हो सकता है
• अधिकतम बिजली अपव्यय आंतरिक रूप से सीमित है इसलिए इस मुद्दे पर चिंता करने की कोई आवश्यकता नहीं है।

विद्युतीय लक्षण:

वी dd आपूर्ति वोल्टेज को दर्शाता है जो कि 2V और 5.5V के भीतर होता है।

मैं dd आईसी द्वारा इनपुट बिजली की आपूर्ति से प्राप्त होने वाली मौन धारा है और यह 6.5mA से 10mA के बीच स्थित हो सकती है

मैं sd शटडाउन करंट का प्रतीक है, जब पिन # 1 क्षमता Vdd के बराबर हो जाती है, तो शटडाउन शुरू हो जाता है, जिससे खपत 0.6uA तक गिर जाती है

वी ओएस आउटपुट ऑफ़सेट वोल्टेज को संदर्भित करता है, और विन = 0V होने पर शुरू किया जाता है, और आम तौर पर 5V और सीमित मोड में 50mV हो सकता है।

पी 0 आउटपुट पावर है और जब लोड 8 ओम होता है तो 3 वाट के आसपास होता है

टीएचडी + एन कुल हार्मोनिक विरूपण को इंगित करता है जो 20Hz से 20kHz की आवृत्ति रेंज के साथ 0.13 से 0.25% के भीतर है।

PSRR हमें Vdd के लिए 5V ठेठ पर बिजली की आपूर्ति अस्वीकृति अनुपात देता है, और यह लगभग 60dB है।

5V USB एम्पलीफायर की प्रोटोटाइप छवि:

पीसीबी लेआउट सिफारिश:

मूल लेख: www.ti.com/lit/ds/symlink/lm4871.pdf