+/- Catu Daya 9V DC

Saya sedang mengerjakan proyek audio mixer sederhana. Op-amp yang saya gunakan (LM741) mengambil input +9V dan -9V. Saya saat ini mendapatkan ini dengan menghubungkan dua baterai 9V bersamaan, menghubungkan + pada satu ke yang lain, dan menghubungkan keduanya. Ini sepertinya berhasil, tetapi sekarang saya ingin beralih ke catu daya. Saya dapat menemukan banyak catu daya 9V, tetapi mereka semua hanya memiliki satu polaritas. Apakah ada cara mudah untuk mendapatkan +9V dari catu daya negatif pusat? Saya pikir saya mungkin perlu rangkaian inverter atau sesuatu, tetapi saya tidak benar-benar mengerti apa yang saya lakukan.

Dengan asumsi setidaknya salah satu catu daya terisolasi (yang akan benar jika mereka catu daya yang baik, tetapi mungkin tidak jika mereka murah), Anda dapat membuat tumpukan dua pasokan, sehingga Anda memiliki output pada 0 V, 9 V dan 18 V. Kemudian, hubungkan sirkuit op-amp Anda seperti ini:

• Catu daya 18 V -> 9 V pin op-amp
• Catu daya 9 V -> 0 V pin op-amp
• Catu daya 0 V -> -9 V op-amp pin

Cara lain untuk memikirkan hal ini adalah dengan memahami bahwa ground (0 V) adalah pilihan relatif; Anda dapat mengubah pilihan Anda, selama Anda konsisten dalam satu sirkuit.

Satu catatan lain - saya harus menjelaskan apa yang saya maksud dengan "terisolasi." Catu daya murah akan memiliki pin ground yang terhubung ke kabel netral kabel listriknya. Sebagian besar waktu, itu tidak masalah. Tetapi jika Anda ingin menumpuk persediaan, Anda memerlukan persediaan yang terisolasi, yaitu yang tidak memiliki pin output yang terhubung secara internal ke kabel daya.

Jika Anda mencoba untuk menumpuk persediaan yang tidak terisolasi, Anda akan menghubungkan output positif ke kabel netral, yang sama dengan memendekkan pasokan, sehingga sekering internalnya akan meledak. (Jika itu adalah pasokan yang benar - benar murah, ini akan menghancurkannya.)

Satu solusi lain

Jika Anda tidak dapat meletakkan tangan pada catu yang terisolasi, Anda dapat menggunakan konverter tegangan kapasitor yang diaktifkan . Ini adalah chip yang mengisi kapasitor, dan kemudian dengan cepat menggeser pin sehingga apa yang sebelumnya mengarah positif terhubung ke ground, dan ground lama menjadi output negatif. Ini melakukan pengisian / pengalihan rutin pada 10-100 kHz, sehingga bagi manusia, sepertinya pasokan negatif.

1. LM741 adalah op-amp yang buruk untuk audio. NE5532 adalah sesuatu seperti 15 dB lebih tenang, dan masih murah. Catatan tentang Audio Op-Amps
2. Anda harus menggunakan rel setinggi mungkin untuk rentang dinamis terbaik. Mixer yang saya kerjakan selalu ± 15 V, karena itulah tegangan tertinggi yang direkomendasikan op-amp.
3. Catu daya dengan output split-tapped pusat ada, meskipun saya tidak dapat menemukan apa pun sekarang. Itu pada dasarnya sama dengan menumpuk dua persediaan terisolasi. Selain itu, Anda selalu dapat membuat sendiri dengan transformator yang disadap ke tengah dan mempelajari cara membuat persediaan linier. Tidak terlalu rumit: Mixer Audio Berkualitas Tinggi - Tahap 3 - Catu daya

Satu hal yang dapat Anda lakukan ketika Anda tidak akan sumber atau menenggelamkan banyak arus ke 0V Anda, dan hanya memiliki satu pasokan, adalah menggunakan 'tanah virtual'.

Misalnya, anggap Anda hanya memiliki persediaan 24V - dua prospek, persediaan dan pengembalian. Anda bisa mendapatkan -12V / 0V / + 12V dengan mendedikasikan op-amp untuk menstabilkan titik setengah jalan dan kemudian menggunakannya sebagai referensi 0V. Dengan kata lain, pasokan 24V menjadi jalur + 12V Anda, pengembalian pasokan 24V menjadi jalur -12V Anda, dan op-amp khusus menghasilkan garis 0V. Yang Anda lakukan adalah meletakkan pembagi tegangan 50% di 24V untuk memberi Anda titik setengah jalan, dan kemudian buffer dengan konfigurasi pengikut tegangan.

Pada dasarnya op-amp Anda ditenagai oleh rel + V / -V, masalahnya adalah tidak memiliki ground. Pengikut voltase setengah jalan secara efektif 'mengatur' titik tengah untuk Anda. Batasannya adalah bahwa Anda tidak dapat sumber atau tenggelam lebih banyak arus ke tanah virtual daripada op-amp yang mampu mengatasinya, atau Anda kehilangan referensi.

Saya biasanya menggunakan pompa pembalik biaya untuk memasok tegangan negatif saya, perhatikan persyaratan kebisingan Anda, beberapa kali saya menggunakan filter LC pada output untuk mengurangi riak switching. Dalam istilah digikey kategori apa yang Anda inginkan adalah "membalikkan kapasitor DC-DC regulator". Ini akan mengubah input +9V Anda menjadi -9V (lebih seperti -8.8V atau sesuatu yang dekat).

Jika Anda bekerja dengan audio, pilih IC dengan frekuensi switching yang jauh di atas rentang audio, 400khz adalah nilai umum tetapi berkisar antara 10khz hingga 2mhz. Jika sirkuit Anda juga memiliki beberapa sirkuit digital dan padat, pertimbangkan pompa pengisian daya dengan mengganti input sinkronisasi. Jaga kapasitor switching sedekat mungkin dengan IC untuk meminimalkan kebisingan.

Jika Anda mencari digikey / mouser akan ada banyak pilihan, cukup masukkan parameter / paket yang Anda inginkan mereka datang dari SOT-23-5 ke DIP-8.

Anda dapat menggunakan buffer arus tinggi untuk membuat tanah virtual:

The BUF634 digunakan di sini dapat menyediakan 150 mA (250 mA dalam versi TO-220), yang akan lebih dari yang Anda ingin menarik dari baterai 9V Anda.

(Gambar dicuri tanpa malu-malu di sini )

Meskipun bagus untuk memiliki +/- persediaan untuk sinyal yang direferensikan di darat, dalam banyak kasus termasuk Anda tidak perlu. Ini dapat membuat desain lebih sederhana secara konseptual, tetapi catu daya yang lebih kompleks kemungkinan akan lebih merepotkan daripada mendesain amp untuk bekerja dengan catu daya tunggal, terutama dalam kasus Anda.

Yang perlu diperhatikan adalah audio hanya AC. Anda dapat mengabaikan, sebenarnya harus mengabaikan, komponen DC dari input apa pun. Outputnya juga tidak boleh memiliki komponen DC rata-rata. Dengan pengamatan ini, Anda dapat menyadari bahwa input dan output keduanya dapat kapasitor digabungkan ke beberapa tegangan lain yang bekerja pada amp.

Anda tidak mengatakan dari mana nilai 9V berasal. Tidak jelas apakah ini karena pertimbangan hati-hati dari overhead tegangan yang Anda butuhkan, atau hanya kenyamanan karena catu daya yang tersedia atau tegangan baterai. Tanpa informasi tambahan, kami harus menganggap Anda memerlukan kisaran tegangan output. Karena kutil dinding sudah tersedia dalam jangkauan yang luas untuk voltase, saya akan mendesain amp untuk dijalankan dari catu daya DC tunggal yang berakhir pada rentang 18-28 volt.

Seperti yang orang lain tunjukkan, LM741 sangat buruk untuk audio. Ada beberapa opamps khusus untuk aplikasi seperti itu, tetapi untuk tujuan hobi Anda mungkin melihat TL07x yang sangat tersedia dan murah (TL072 untuk dual, TL074 untuk quad). Ini memiliki noise jauh lebih rendah dan laju perubahan tegangan lebih tinggi. Mereka membutuhkan ruang kepala beberapa volt di setiap ujung, tetapi dengan pasokan 24V atau lebih ada banyak yang tersisa. 741 juga membutuhkan ruang kepala.

Desain sirkuit dengan semua input kapasitif ditambah dengan sinyal internal yang bias menjadi setengah dari pasokan. Pastikan untuk menyaring setengah pasokan sinyal ini sehingga kebisingan catu daya yang tak terhindarkan tidak masuk ke output. Itu tidak benar-benar harus menjadi tanah virtual penuh karena tidak perlu tenggelam atau sumber banyak saat ini. Ini lebih merupakan "bias" dari pada suatu tanah.

Jika Anda tertarik untuk melanjutkan arah ini, beri tahu saya dan kami bisa masuk ke detail lebih lanjut.

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Gambar 1. Reguler wall 9 V PSU. Gambar 2. Dimodifikasi untuk + 9/0 / -9 V.

Anda dapat dengan mudah memodifikasi pasokan kutil dinding 9 V standar seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Tegangan riak akan lebih buruk dan arus maks pada setiap pasokan akan menjadi setengah dari spesifikasi asli jadi saya akan merekomendasikan beberapa tutup besar atau regulator tegangan untuk menghilangkan dengungan.

Jika Anda ingin menyimpan jack standar pada PSU kemudian mengonversinya menjadi AC PSU dengan menghapus penyearah dan kapasitor dan memasukkan dioda dan tutup ke dalam case proyek Anda.

Anda dapat menggunakan sirkuit ground virtual untuk mendapatkan +/- vcc untuk opamp Anda dengan sirkuit ini