วงจร Preamplifier ไมโครโฟนที่สมดุล

ในโพสต์นี้เราเรียนรู้เกี่ยวกับวงจรปรีแอมป์ไมโครโฟนแบบสมดุล Hi-Fi และประเมินการคำนวณข้อกำหนดของการออกแบบผ่านสูตร

Balanced Preamplifier คืออะไร

แอมพลิฟายเออร์แบบ 'บาลานซ์' หรือดิฟเฟอเรนเชียลแอมพลิฟายเออร์ไม่มีอินพุตที่แตกต่างกันเพียงอินพุตเดียว

หากต้องการอธิบายวิธีการทำงานของสิ่งนี้โปรดดูแผนภาพที่ระบุวงจรปรีแอมป์ไมโครโฟนแบบบาลานซ์รุ่นพื้นฐาน เพื่อช่วยให้การคำนวณยากน้อยลงเราจะลดกำไรลงเหลือ 9 เพียงแค่ทำ Rl = R4 = และ R5 = Rl l = 9

แผนภูมิวงจรรวม

โดยทั่วไปแล้วหน่วยไม่สำคัญ แค่สัดส่วนคือ เราจะเริ่มต้นเหตุผลโดยการสำรวจสถานการณ์ที่อินพุตด้วย R1 อยู่ที่ 0V และอินพุตด้วย R4 อยู่ที่ + l00mV

วงจรทำงานอย่างไร

แอมพลิฟายเออร์ที่สมบูรณ์แบบจะทำสองสิ่ง - มันจะไม่รับกระแสไฟฟ้าเข้าไปในพินอินพุตและทำให้เอาต์พุตไม่ได้รับผลกระทบโดยไม่คำนึงถึงความแปรผันของแรงดันไฟฟ้าที่พินอินพุต

ดังนั้นเราจะต้องมี 100mV ถึง R4 และดังนั้นแรงดันไฟฟ้า 900mV รอบ ๆ R11 (มีความต้านทาน 9 เท่าและมีกระแสเดียวกันแน่นอนเช่น R4) สิ่งนี้ทำให้เราได้รับเก้าแต้ม ผลลัพธ์มีไว้สำหรับเหตุผลนั้น -900mV ในกรณีใด ๆ เวลาจุด A ถึง 0V และจุด B อยู่ใน + 100mV จุด D จะอยู่ที่

VB x R5 / (R1 + R9) = 90mV

ด้วยเหตุนี้จุด C จะอยู่ที่ + 90mV แรงดันไฟฟ้ารอบ R4 น่าจะเป็น 90mV และแรงดันไฟฟ้ารอบ Rl จะเท่ากับ 810mV (9 x 90mV)

นี่หมายความว่าแรงดันไฟฟ้าขาออกควรเป็น + 900mV นอกจากนี้ยังมีกำไรเก้า สังเกตว่าขั้ว (หรือเฟส) ไม่เท่ากัน ณ จุดนี้ให้จินตนาการว่าอินพุตทั้งสองอยู่ที่ + 1V จุด D อาจอยู่ที่ + 900mV และจะชี้ C

แรงดันไฟฟ้าผ่าน R4 คือ l00mV และ R11 900mV สิ่งนี้ให้แรงดันไฟฟ้าขาออกของ (1V สัญญาณทั่วไปไม่ได้รับการขยายด้วยวิธีใด ๆ อย่างไรก็ตามในกรณีหนึ่งอินพุต (B) ถึง IV และอีกตัว (A) อยู่ที่ l.0lV ความแตกต่างถูกขยายและเอาต์พุตอาจเป็น -lV

กลับไปที่วงจรเฉพาะเราได้ใช้ LM301A กับทรานซิสเตอร์เสียงต่ำคู่หนึ่งในฟรอนต์สเตจ

ทรานซิสเตอร์เหล่านี้มาพร้อมกับกระแสคงที่จนถึง Q3 และ Q4 จำเป็นต้องมีกระแสคงที่เนื่องจากทำให้อินพุตเพิ่มขึ้นและลดลงโดยไม่ต้องเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้ารอบ R6 หรือ R7

ตัวต้านทาน R2 และ R3 เกี่ยวข้องกับอินพุตกับ UV โดยปกติจะสูงพอที่จะไม่ส่งผลกระทบต่อการทำงานแม้แต่น้อยที่สุด

รายการชิ้นส่วนสำหรับวงจรเครื่องขยายสัญญาณไมโครโฟนแบบสมดุล

• R1, R4 = 330
• R2, R3, R6, R7, R8 = 10K
• R5 = 33K
• R9 = 3K3
• R10, R11 = 33K
• R12 = 1K
• C1 = 1nF C2,
• C3 = 33uF / 25V
• C4, C7 = 10uF / 25V
• C5 = 33pF
• C6 = 100nF
• Q1, Q4 = BC109C
• IC1 = LM301A

ข้อกำหนดทางเทคนิค:

การตอบสนองต่อความถี่: 10Hz - 20kHz (<5V output) +0/ -3dB
กำไร: 40dB
เสียงอินพุตเทียบเท่า: -123dB (0.5uV)
ความผิดเพี้ยน: 0.05%, 300mV - เอาต์พุต 5V, 100Hz - 10kHz
แรงดันไฟฟ้าสูงสุด: 100mV
อัตราส่วนการปฏิเสธโหมดทั่วไป: 60dB
สัญญาณโหมดทั่วไปสูงสุด: 3V