Это может быть глупый вопрос, но мне пока не удалось найти его в Интернете. У меня также есть несколько связанных вопросов, которые, я надеюсь, не слишком отклонятся от темы.
В профессиональном оборудовании аудиосигналы линейного уровня приблизительно равны ~ 3,5 В от максимума , так почему же для аудиосхем обычно требуются или рекомендуются напряжения на шине +/- 12 В или выше?
Это чисто напольная штука? Или нелинейности в операционных усилителях зависят от напряжения питания?
Или для поддержки более дешевых компонентов? Если посмотреть на технические характеристики TL072, максимальное выходное напряжение может составлять всего 2/3 шины, если сопротивление нагрузки становится низким (2 кОм), но обычно составляет 90% от шины при нагрузке 10 кОм. Но вы могли бы также использовать более мощный операционный усилитель, который подключен по железной дороге?
Главное, что вызывает этот вопрос, - это посмотреть таблицу данных для Cirrus CS4272 и схемы / данные на оценочной плате. В этом случае, даже если АЦП работает от 0 В до 5 В, они по-прежнему предпочитают использовать биполярный источник питания +/- 18 В для входного буфера. В этом конкретном примере они используют NE5532D8, который имеет выходной размах наихудшего случая 80% от шины и поддерживает рельсы на уровне +/- 3v.
Итак, зачем им использовать источники питания +/- 18 В, если АЦП поддерживает только звук 0-5 В (предположительно, смещением около 2,5 В), а использование источника питания +/- 3 В все равно будет легко соответствовать пиковому диапазону 3,5 В?
Согласно данным таблицы, в этой схеме также не происходит масштабирование (усиление или затухание):
Разъемы XLR питают аналоговые входы CS4272 через дифференциальные цепи с единичным усилением. Дифференциальный сигнал 2 Vrms приведет входы CS4272 к полной шкале.
Таким образом, любой сигнал, превышающий уровень линии, в любом случае может быть обрезан АЦП. Лучше иметь отсечение в АЦП по сравнению с операционным усилителем? Или для выходного каскада требуется более высокая шина, хотя она все равно будет обеспечивать выходной сигнал линейного уровня ~ 3,5 В?
В связи с использованием АЦП с питанием от одного источника питания 5 В, по каким причинам использование входного каскада с биполярным питанием с более высоким напряжением лучше, чем использование чего-то подобного LT1215 на одном источнике питания с питанием 5 В? (Я не могу опубликовать ссылку, потому что у меня пока нет 10 репутации на этом конкретном Stack Exchange ... Это достаточно просто для Google)
Спасибо!
Ответы:
РЕДАКТИРОВАТЬ: из-за постоянного улучшения минимального уровня шума постоянного тока и аудио ИС Стоит отметить, что в какой-то момент старые «стандартные» +/- 10 вольт в спецификации 600 Ом будут заменены более низкими напряжениями в 600 Ом. Стандарт на 600 Ом исходит со времен прокладки 200 футов 32-канальных экранированных витых пар (STP) от концертной площадки до звуковой башни на расстоянии 200 футов, и в то время это было удобно для аналоговых микшеров с входами XLR на 600 Ом ,
Все эти дорогостоящие шаги были необходимы, чтобы не допустить шума в микрофон и инструментальные кабели, такие как верхний свет, стробоскопы, лазеры, рации, которые использовала сценическая бригада, и т. Д.
При этом ясно, что со временем становится ясно, что в источнике оцифровывается больше источников звука, что исключает необходимость использования 200-футовой «змеи». В какой-то момент в будущем все источники будут оцифрованы сразу и могут не стать аналоговыми, пока сигнал не дойдет до наушников и динамиков, что сделает мой текущий ответ устаревшим с точки зрения сигналов, но не мощности.
источник
В прежние времена усилителям требовался хороший запас между диапазоном выходного напряжения и напряжением питания. Старые операционные усилители часто имели падение напряжения 3 В на рельс.
Более того, наличие выходного сигнала дальше от этого предела гарантировало лучший коэффициент отклонения поставок (более старые конструкции часто использовали плохо регулируемые поставки, используя в качестве регулятора только стабилитрон + NPN). И эти операционные усилители обычно имели лучшие общие характеристики (PSRR, CMR, THD + N, ...), когда напряжения питания были выше. В качестве примера, посмотрите спецификации THD + N OPA134 (который появился в середине 90-х), популярного операционного усилителя, используемого в высококачественном аудио:
Вы ясно видите, что THD + N лучше при более высоких напряжениях питания. Даже не упоминая, что те старые операционные усилители обычно никогда не указывались полностью при +/- 5В.
Так что все использовали довольно высокое напряжение питания. Это было просто естественно.
В настоящее время я не уверен, оправдано ли это до сих пор. Новые операционные усилители типа «железная дорога к железной дороге» имеют хорошие характеристики, и, если ваши расходные материалы достаточно стабильны, отказ от поставок не является проблемой. Но часто люди, разрабатывающие «высококачественные устройства Hi-Fi», не всегда легко начинают использовать более новые вещи, поэтому, я думаю, у них все еще есть эта привычка.
Теперь, если вы хотите использовать LT1215 с одним источником питания 5 В, и если характеристики LT1215 достаточно хороши для вас, все в порядке. Его характеристики не смешны. Просто убедитесь, что диапазон входного напряжения / размах выходного напряжения соответствуют вашему применению. Если входной диапазон АЦП составляет 0-5 В, наличие LT1215 с ограниченным максимальным выходным напряжением ~ 4,4 В немного срезает динамический диапазон, но это может быть приемлемым. Вам решать.
источник
Я думаю, что с заглушкой для блокировки постоянного тока на входе и другой заглушкой для блокировки постоянного тока на выходе, любая цепь операционного усилителя с биполярным питанием может быть перенастроена для работы с одним источником питания.
и я подумал, что в наши дни некоторые операционные усилители работали вплоть до 3,3 В блока питания. Вот пример, который я просто нашел в Интернете:
источник