为什么说“混音器很少使用单电源电压”?

电器工程 电路设计
2022-02-03 02:35:25

我正在阅读“单电源运算放大器电路集”,在关于求和的段落(第 9 页)中,我读到“单电源电压很少用于音频混音器。设计人员经常将运算放大器推高到,有时超出其推荐的电压轨以增加动态范围“。

这仍然适用吗?现代单电源运算放大器是否对混音应用的动态范围有限?如果是这样的话,求和信号动态范围需要多少个通道的双电源运算放大器?

3个回答

为什么音频混音器很少使用单电源电压”

因为在音频电路中,当使用对称电源电压(如 +/- 15V)时,电路会变得更加简单。如果要使用单个 30 V 电源(例如),那么您必须采取措施将运算放大器的输入直流偏置到“中间”某处的电压,30 V 电源将为 +15 V。

您还可以创建一个 +15 V“AC 接地”导轨以直流偏置所有输入,但通常只需一小步即可使电源提供 +/- 15 V。然后所有输入都可以直流偏置到0 V,即“整洁”和“轻松”。然后信号也将以 0 V(接地)为中心,而不是添加 +15 V DC。

设计人员通常会将运算放大器推高至甚至超过其推荐的电压轨以增加动态范围

这仍然适用吗?

是的,原则上确实如此。使用最大电源电压确实提供了最大输出电压摆幅,这是达到最大动态范围所需的。为 +/- 5 V 的运算放大器供电,即使是最好的运算放大器也被限制在 10 Vpp 的输出电压摆幅。使用 +/-15 V,您将获得 30 Vpp 的输出电压摆幅。

但是,不使用推荐的电源电压(而是使用最大值)可能会导致数据表中未列出的问题。但通常应该没有问题,除非你超过最大值。

所有电路都具有有限的动态范围,具体取决于您获得更大范围或更少范围的运算放大器。

您不能说通道数受动态范围的限制。只要您注意总和信号(电流)低于电路可以处理的信号(运算放大器的输出不会削波),那么通道数量基本上没有限制。

因为单电源设计很糟糕。

在双电源上,您可以将信号偏置在接地附近。耦合电容器仍然可以使用,但它们只需要处理来自不完美运算放大器的小 DC 偏移,而不是大的故意 DC 偏移。

在单电源系统中,您必须将信号偏置到其他地方。这会产生几个问题。

  1. 偏置电压的任何波动都可能成为信号中的噪声。
  2. 当耦合电容器充电到其稳态水平时,几乎肯定会在通电时发出“砰”的一声。除非非常小心,否则在调整增益控制时也可能会出现类似的砰砰声。

音频信号仅为交流信号。低于 20 Hz 的一切都是噪音,可以丢弃。因此,设计电路通常很方便,使所有信号的静态电平为 0。这意味着使用 ± 电源。

将任何部件推到超出其规定的电压范围是不负责任的设计。由于已经存在并且肯定仍然存在不负责任的工程​​师,您可能会找到仍然这样做的产品。

运算放大器带宽与电源电压关系不大。一些音频电路的双极电源是为了方便处理关于地对称的信号。它与带宽无关。

不,我们不会通过谷歌搜索本应包含在问题中的信息。这完全是你的工作。