Konvertieren von Single-Ended-Line-Audio in Differenzial mit einer einzigen Versorgung?

Ich habe einen Audioverstärker basierend auf dem TAS5630 IC von TI gebaut. Dies ist ein Class-D-Verstärker mit mehreren Konfigurationen. Ich benutze ihn als 2-Kanal-Amp. Das Problem besteht darin, dass diese Konfiguration einen differentiellen Eingang erfordert. Also habe ich diese kleine Schaltung gebaut, die den Job zu machen scheint:Schaltkreis

Die Ausgänge liegen zwischen C2/R6 und C3/R7.

Lohnt es sich, eine opamp-basierte Schaltung zu entwerfen, oder ist dies "gut genug"?

2N2222 dient nur als Beispiel. Ich bin auch offen für Vorschläge. Ich würde das lieber als kleines SMD-Board mit BC847 bauen. Ich habe nur "gewöhnliche" Transistoren wie diese und BC547/8/9.
Sie würden eine komplementäre BJT- oder IGBT- oder MOSFET-Vollbrücke verwenden. Welche Impedanz für 20Hz und 30kHz? Wie viel Ampere? Welche Effizienz? Wie viel EMI? Welche Bandbreite? Welche LINEARITÄT?
Lassen Sie niemals Vce < 2 V für eine gute Linearität aufgrund des Abfalls von hFE. Teilsättigungseffekte steigen von Vbe auf mehrere Volt mit Ic aufgrund des effektiven rCE von BJTs
Reduzieren Sie für Linearität die Basisspannung von VDD/2 auf VDD/3. Dies stellt ungefähr Vdd/3 über dem Transistor Ve sicher, wie Tony Stewart empfohlen hat. Reduzieren Sie für die Stabilität des Vorspannungspunkts bei Beta-Änderungen diese beiden Widerstände R3 und R4 auf eine Größenordnung von R1 * 10 anstelle von R1 * 100. Versuchen Sie also, R3 = 10K; R4 = 5,1K.
Entschuldigung, dass ich eine alte Frage kommentiert habe, aber könnte jemand den Zweck von R5 in der obigen Schaltung erklären? Ich habe auch in einer ähnlichen Schaltung einen 100k-Widerstand gegen GND gesehen - fügt er dem Signal nicht unnötiges Rauschen hinzu?

Antworten (1)

Ich war verwirrt darüber, warum Ihre Simulation so gut funktionieren sollte, wie es scheint, da R3 und R4 identisch sind und die Basis mehr oder weniger auf die Mitte der Schiene setzen, was bedeutet, dass Sie keine Spannung über dem Transistor haben. Wenn es jedoch passiert, muss es wahr sein.

Dann wurde mir klar, dass der Transistor wahrscheinlich genug Basisstrom zieht, um den Basisvorspannungspunkt gerade genug nach unten zu verschieben, um mit diesen kleinen Signalen zu arbeiten. Dies gibt Ihnen jedoch wenig Headroom, erhebliche Verzerrungen am Kollektor aufgrund des niedrigen Vce, und Sie können nicht garantieren, dass Sie keinen Transistor mit viel höherem Beta erhalten (endlich eine Schaltung, bei der zu viel Beta schlecht ist!).

Die Lösung besteht darin, die Basisspannung explizit nach unten zu verschieben, vielleicht mit R3/4 als 100k/47k, um nominell 1/3 der Schiene zu erhalten. Dies gibt Ihnen einen anständigen Vce- und Signalhub und für jede praktische Beta.

Mit so einer Schaltung wäre ich immer zufrieden, auch wenn die Verzerrung noch messbar wäre. Es ist unbedeutend im Vergleich zu der Verzerrung, die ein Lautsprecher erzeugen kann, und es ist eine zahme, sehr niedrige Ordnung.

Bei dieser hohen Versorgungsspannung könnten Sie beim Einschalten einen ziemlichen Knall hören, es sei denn, Sie unternehmen Schritte, um den Leistungsverstärker anfänglich stummzuschalten. Machen Sie C2 und C3 so klein wie möglich, um Ihre tiefsten Basstöne zu übertragen, um die Zeit zu minimieren, die zum Aufladen benötigt wird. Wenn wir im Moment davon ausgehen, dass R6 die Last darstellt, beträgt die Zeitkonstante 100 ms, sodass der Frequenzgang bei 1,6 Hz auf -3 dB abfällt, was übertrieben ist.

Eine symmetrische Schienenschaltung könnte so hergestellt werden, dass sie beim Einschalten weniger Pop liefert, und ein Operationsverstärker könnte weniger Verzerrungen liefern, aber wenn Sie keinen anständigen (teuren) verwenden, ist das Rauschen größer (aber wahrscheinlich immer noch unbedeutend im Vergleich zum Leistungsverstärker).

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