Çıkış koruması için ses çıkış empedansını ayarlama

Eurorack standardına göre modüler bir sentezleyici için bir modül yapıyorum . Dolayısıyla bu, patch kablolarla diğer modüllere bağlanması amaçlanan bir modül.

Standart sayfa üzerinde modül çıkışları için bir çıkış empedansı belirtmek etmese de, genel olarak bu bölge içinde olduğu görülmektedir . Giriş empedansı olarak belirtilir 100 k Ê . Son çıkış aşamam opamp tabanlı bir amplifikatör olduğundan, op-amp'in kendisi çok düşük bir çıkış empedansı vereceği için özellikle empedansı düşürmem gerekiyor. Ayrıca, herhangi bir çıkış ve giriş kullanıcı tarafından bağlanabileceğinden, çıkışın - 12 V ila + 12 V aralığında herhangi bir voltaja kısa devre yapabileceğini beklemeliyim.$100\Omega - 1k\Omega$$100\mathrm{k}\Omega$$-12\mathrm{V}$$+12\mathrm{V}$(sistem güç rayları) kullanıcı tarafından; örneğin, kullanıcının iki çıkışı birbirine bağlaması mümkündür ve bu anlamlı bir şey yapmazken, modüller zarar görmemelidir.

Çevrimiçi olarak, bunu yapmanın iki farklı yolunu bulabilirim. Bariz op-amp devresi ve ardından bir direnç:

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

veya direnci geri besleme döngüsüne koymak:

^{bu devreyi simüle et}

Her iki durumda da, çıkış empedansı ayarlar.$R3$

İkincisi için mantık, geri besleme gerçek çıkış düğümünden alındığı için, çıkışın normal koşullar altında etkili bir şekilde çok düşük empedans olmasıdır, ancak yine de direnç, çok fazla akımı çekilmekten korur: güç rayları , daha sonra en fazla 24 V / R, 3 = 24 m A için ( R, 3 = 1 k Q ) uygulamada, TL07x, daha önce doyurmak rağmen (op-amp Doymuş önce çizilebilir gibi olamaz çıkış o kadar akım ).$\pm 12 \mathrm{V}$$24\mathrm{V}/R3\ = 24\mathrm{mA}$$R3 = 1\mathrm{k}\Omega$

Burada ilgili iki soru var

1. Sonuncusu gerçekten benim modülüm ve bağlı olabileceği diğer (makul olarak tasarlanmış) modül için önerilen ve güvenli midir? Şüphe duymamın nedeni, vahşi ortamdaki modüllere bakmanın, ilk yolun çok daha yaygın göründüğü, bu yüzden fark etmediğim bir dezavantaj olduğunu düşünüyorum. Öte yandan, op-amp'den doğrudan bir çıktı da oldukça yaygın görünüyor ...
2. İkinci durumda Aslında çok daha büyük bir direnç kullanmak eğimli ediyorum bu yüzden, bir akım sınırlayıcı olarak gerçekten hareket etrafında demek 10 k Ω , böylece maksimum akım direnç tarafından ayarlandığını değil op-amp çıkış yeteneği . Bu makul bir şey mi?$R3$$10\mathrm{k}\Omega$

Güncelleme:

Olin'in eksik spesifikasyonuna cevap vermek için: kullanıcılar, çıkışları kısaltarak pasif karıştırmanın işe yarayacağını varsaymazlar (ve aslında, diğer modüllerin çıkış empedansı değişir, bu yüzden güvenilir değildir). Dolayısıyla, modüllere zarar vermeyen her türlü davranış kabul edilebilir.

Öte yandan, bu modülün çıkışı zaten bir kontrol voltajı olarak (modülün doğası gereği) gerçekten kullanılamadığından, devre dışı dirençten kaynaklanan küçük bir kayıp gerçekten önemli değildir; ses için küçük bir düşüş.

Son olarak, bu konuyu okurken , ikinci seçenekle ilgili potansiyel bir problemin, op-amp'in herhangi bir çıkış kapasitansını doğrudan sürmesi gerektiği olduğunu fark ettim. Genel olarak, modüler patch kablolar oldukça kısadır, ancak daha uzun patch kablolar kullanabilen duvar boyutlu modüler de vardır.

Sonunda, öncelikle kablo kapasitansı ile ilgili herhangi bir problemden kaçınmak için ilk seçeneğe doğru eğildiğimi düşünüyorum ve olumsuz (küçük sinyal kaybı) gerçekten önemli olmadığından. Ancak herhangi bir düşünce veya öngörü hala bekliyoruz!

Güncelleme 2:

$C_f$$C_L$

Dolayısıyla, önceki güncellemenin sonucu hala geçerli, yükü bilmediğimizde ilk devre daha iyi bir bahis.

Hangi devreyi istediğiniz bize söylemediğiniz özelliklere bağlıdır. Önemli soru, bir kullanıcı bunların ikisinin çıktılarını birbirine bağladığında tam olarak ne olması gerektiği?

Gerçekten birbirine bağlı olmaları amaçlanmadıysa, direnç sadece koruma içindir. Bu durumda, ikinci devreniz daha iyidir. Direnç değerini, en kötü durumda opamp'ın çıkış akımı kapasitesini aşmayacak şekilde ayarladınız.

Birden fazla modülün birbirine bağlanması amaçlanıyorsa ve ortalama sonucu almanız gerekiyorsa, ilk devrenizi kullanmanız gerekir. Örneğin, spesifikasyonlar içinde sol ve sağ kanalları mono elde etmek için birbirine bağlanmasına izin verilirse durum böyle olur. Bu durumda, her modülün belirtilen çıkış empedansının olması gerektiği her durumda direncin olması gerekir. Kısa devre yaparak ortalamaları varsa, her birinin tanımlanmış ve kontrollü bir empedansına sahip olması gerekir. Bu empedans standart tarafından belirtilmelidir.

Örneğin, 1 kΩ ve başka biri 10 kΩ seçtiyse, iki modülü bağlamak, amaçlandığı gibi ortalama vermez. Ortaya çıkan sinyal, modülünüzden 10/11 parça ve diğer modülden 1/11 parça olacaktır. Ortalama planın çalışması için tüm empedansların eşit olması gerekir ve bu nedenle önceden kararlaştırılmıştır.

İki devre GND'ye giden harici yüke farklı tepki verir. Göstermek için aşırı bir durum kullanarak, GND'ye yük olarak 1 K direnç olduğunu varsayın. İlk devrede, opamp çıkış pimi voltajı değişmez, devre kazancı değişmez, ancak harici voltaj% 50 azalır.

İkinci devrede, şimdi geri besleme döngüsünün içinde % 50'lik bir zayıflatıcı var . Daha önce, R2'nin (68K) sağ ucu sıfır ohm voltaj kaynağına bağlanmıştı. Şimdi eşdeğer bir 500 ohm direnç üzerinden opamp çıkış voltajının 1 / 2'si olan bir Thevenin eşdeğer voltajına bağlanır.

Böylece geri besleme direnci değeri farklıdır, bu da devre kazancını değiştirir ve geri besleme voltajı çok farklıdır, bu da kazancı gerçekten değiştirir. Opamp çıkış pimi voltajı, döngüyü kapatmaya çalışırken iki katına çıkacaktır (yaklaşık olarak). Harici çıkış voltajı, opamp doyuncaya kadar fazla düşmeyecektir. Ya da böyle bir şey.

Çoğu Op Amper yerleşik kısa cct'ye sahiptir. koruma zaten olumsuz geribildirim kullandığınızda 2. yöntemdir. OA'ların bu kadar düşük bir akım sınırına sahip olmasının nedeni budur.

Aşağı tarafı kapasitif kablo yükü Ic = CdV / dt besleme voltajını hesaplamanızı gerektirir. Burada tasarımı garanti altına almak için bir doygunluk veya dönme hızı sınırlaması önlenir. Bu nedenle, sürücüyü kablonun Zo'sinin üzerine yükseltmek akıllıca değildir.

Birincisini yaparım çünkü diğerleri paralel olarak bağlandığında başka bir efekt / aşamaya toplandığında op amp'i bağımsız olarak yükleyecektir. Çıkış şortlarına (çıkışın yama noktalarının dışına takılması nedeniyle) bir yük sağlamanın ek yan etkisi de memnuniyetle karşılanmaktadır. Empedans konusunda endişe etmem, çünkü 3 metreden daha kısa bir sürede hi-z dengesiz bir girişe geri döner.