F: Benötigen Sie Hilfe beim Entwerfen eines Vorverstärkers

Die Produktseite für den LM833N auf ti.com listet einen typischen Ausgangsstrom von 40mA auf. Ein solcher Ausgangsstrom im Bereich von mehreren zehn Milliampere ist ein typisches Ausgangsstrommaximum für die meisten Allzweck-Operationsverstärker. Beachten Sie, dass dies ein typischer Wert ist, gehen Sie also nicht davon aus, dass jeder LM833N 40 mA liefern kann. Es gibt keine Angabe zum minimalen Ausgangsstrom, den der LM833N liefern kann, aber solange seine Last nicht mehr als ~ 20 mA verbraucht, sollte es Ihnen gut gehen.

Die Eingangsimpedanz des LM833N ist nicht angegeben (und ich sehe sie auch nicht auf der Produktseite), aber das Datenblatt besagt, dass der Eingangsruhestrom maximal 1000 nA beträgt. Dies sind die Informationen, die Sie zum Einstellen der Spannungsteilerwiderstände benötigen$R_1$Und$R_2$die den nicht invertierenden Eingang des LM833N vorspannen$V_{\text{DD}}/2$. Um sicherzustellen, dass der Spannungsteiler an seinem Ausgang die richtige Spannung erzeugt, sollten Sie sicherstellen, dass der Vorspannungsstrom durch diese Widerstände das Zehnfache des Eingangsvorspannungsstroms des LM833N beträgt - dh 10 uA oder mehr. Sie möchten jedoch nicht, dass dieser Vorspannungsstrom viel höher ist, da er sonst mehr Strom als nötig verbraucht.$237\Omega$ist ein kleiner Wert für diesen Zweck -- with$V_{\text{DD}} = 5\text {V}$der Ruhestrom beträgt etwa 10mA. Sie können einstellen$R_1$Und$R_2$tausendmal höher (dh$237\text{k}\Omega$), um einen Vorstrom von 10 uA zu erreichen.

In Bezug auf die Filter am Ausgang des LM833N möchten Sie möglicherweise aktive Filter verwenden und/oder die passiven Filter puffern, um das Design zu vereinfachen. Wenn sich diese passiven Filter wie gezeigt gegenseitig laden, müssen Sie die Impedanzen jedes passiven Filters berücksichtigen. Wenn Sie zwischen jedem passiven Filter einen Operationsverstärkerpuffer einbauen (oder einen Operationsverstärker als Teil des Filters verwenden, um ihn zu einem aktiven Filter zu machen), erhalten Sie die hohe Eingangsimpedanz und die niedrige Ausgangsimpedanz der Operationsverstärker und können diese entwerfen filtert selbstständig. Der Kompromiss besteht darin, dass Sie mehr Operationsverstärker benötigen (obwohl Sie möglicherweise sowieso einen unbenutzten Operationsverstärker haben, da Sie nur einen LM833N-Operationsverstärker zeigen, der LM833N jedoch ein Dual-Operationsverstärker-Paket ist).

Eine andere Sache, die Sie in Betracht ziehen könnten, ist das Puffern des Ausgangs des durch gebildeten Spannungsteilers$R_1$Und$R_2$da Sie für beide Operationsverstärker (und alle zusätzlichen in den Filtern verwendeten Operationsverstärker) eine Vorspannung von 2,5 V benötigen. Mit einem Puffer für diesen Spannungsteiler können Sie die 2,5-V-Vorspannung direkt an die nicht invertierenden Eingänge der Operationsverstärker anschließen, anstatt sie zu verwenden$R_{11}$Und$R_{12}$um eine weitere Vorspannung von 2,5 V zu erzeugen. Anstatt zu verwenden$R_{11}$,$R_{12}$, Und$C_5$Als passives HPF 1. Ordnung können Sie ein aktives HPF 2. Ordnung verwenden und das dadurch gebildete passive HPF 1. Ordnung loswerden$C_3$Und$R_7$, wodurch eine Stufe aus dem Vorverstärker entfernt wird. Abbildung 33 des LM833N-Datenblatts zeigt einen Butterworth-HPF zweiter Ordnung, den Sie verwenden können, komplett mit den Gleichungen, die zum Einstellen der Grenzfrequenz erforderlich sind.

So würde Ihre Schaltung mit einer gepufferten 2,5-V-Referenz aussehen:

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Beachten Sie, dass$C_1$ist immer noch erforderlich, um DC zu blockieren, obwohl es nicht mehr filtert.