DIY մարտկոցով աշխատող Overdrive ոտնակ կիթառի էֆեկտների համար. 5 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Երաժշտության սիրո կամ էլեկտրոնիկայի սիրո համար, այս Instructable- ի նպատակն է ցույց տալ, թե որքանով է կարևոր SLG88104V Rail to Rail I/O 375nA Quad OpAmp- ը իր ցածր հզորությամբ և ցածր լարման առաջընթացներով հեղափոխել գերհզոր հոսանքի սխեմաները:

Այսօր շուկայում առկա գերլարման բնորոշ նախագծերը գործում են 9 Վ լարման դեպքում: Այնուամենայնիվ, ինչպես բացատրվում է այստեղ, մենք կարողացել ենք հասնել գերլարման, որն իր էներգիայի օգտագործման մեջ չափազանց տնտեսական է և աշխատում է այնքան ցածր VDD- ով, որ կարող է աշխատել միայն երկու AA մարտկոցով երեք վոլտ հզորությամբ երկար ժամանակ և չափազանց երկար մարտկոցի կյանք: Սարքում մնացած մարտկոցների հետագա պահպանման համար որպես ստանդարտ օգտագործվում է անջատման մեխանիկական անջատիչ: Բացի այդ, քանի որ SLG88104V- ի ոտնահետքը փոքր է `օգտագործվող մարտկոցների նվազագույն քանակով, ցանկության դեպքում կարելի է պատրաստել փոքր թեթև ոտնակ: Այս ամենը ՝ համակցված դուրեկան ձայնային էֆեկտների հետ, դարձնում է այն գերակշռող դիզայն:

Ուժեղացված կիթառները հայտնվեցին 1930 -ականների սկզբին: Այնուամենայնիվ, այն ժամանակ վաղ ձայնագրող արտիստները ձգտում էին նվագախմբի տիպի մաքուր հնչյունների: 40 -ականներին DeArmond- ն արտադրեց աշխարհում առաջին ինքնուրույն էֆեկտը: Բայց այդ ժամանակ ուժեղացուցիչները կափույրի վրա հիմնված էին և զանգվածային: 40 -ականների ընթացքում և մինչև 50 -ականները, չնայած մաքուր երանգները տարածված էին, մրցունակ անհատներն ու նվագախմբերը հաճախ իրենց ուժեղացուցիչի ձայնը բարձրացնում էին մինչև overdrive կարգավիճակը, և աղավաղման ձայնը դառնում էր ավելի տարածված: 60-ականներին տրանզիստորային ուժեղացուցիչները սկսեցին արտադրվել Vox T-60- ով, 1964 թվականին և նույն դարաշրջանում `աղավաղման ձայնը հետագայում պահպանելու համար, որն այդ ժամանակ շատ պահանջված էր, երբ ծնվեց առաջին աղավաղման էֆեկտը:

Քայլ 1: Նախադրյալներ

Երաժշտական ազդանշանների անալոգային կամ թվային մշակումը կարող է ապահովել նոր էֆեկտներ, իսկ ակտիվ գերտաքացման էֆեկտները վերստեղծում են այդ վաղ փականային ուժեղացուցիչների գերծանրաբեռնված ազդեցության ազդեցությունը:

Սովորաբար անցանկալի և նվազագույնի հասցված ուժեղացման առումով հակառակն է այս ազդեցության առումով: Clipping- ն արտադրում է հաճախականություններ, որոնք առկա չեն բնօրինակ ձայնում և որոնք մասամբ կարող էին պատճառ լինել վաղ օրերին դրա գրավչությանը: Ուժեղ և գրեթե քառակուսի ալիքների հետ կապված կտրումը առաջացնում է շատ հեշ հնչյուններ, որոնք ներդաշնակ չեն նրա մայրենի տոնին, մինչդեռ փափուկ կտրելը հարմոնիկ երանգներ է հաղորդում, ուստի, ընդհանուր առմամբ, արտադրվող ձայնը կախված է հաճախականությամբ կտրելու և սպառվելու քանակից: Այս հեղինակի համոզմունքն այն է, որ գերշարժիչային ոտնակի որակը կախված է դրա տիրույթի ներդաշնակության և ներդաշնակության երանգների համամասնությունից և ավելի բարձր ուժեղացումներում ներդաշնակության երանգները պահպանելու ունակությունից:

Քայլ 2: Ակնարկ

Վերևում ներկայացված սխեմայի ակնարկն է, որի նպատակն է պահպանել գոյություն ունեցող ազդանշանները և արտադրել այդ գերագնահատման ձայները: SLG88104V- ի օգտագործումը թույլ է տալիս 3 Վ -ով աշխատող Overdrive ոտնակ `օգտագործելով երկու AA մարտկոց, որոնք շատ ավելի լայնորեն հասանելի են և ավելի էժան են գնել, քան 9 Վ PP3 մարտկոցները: Desiredանկության դեպքում փոխարենը կարող են օգտագործվել AAA մարտկոցներ, չնայած AA- ի լրացուցիչ հզորությունը այն դարձնում է ավելի քան հարմար: Ավելին, միացումը կկարողանա աշխատել 4.5 Վ (1.5 Վ կենտրոնական գիծ +3 Վ) կամ 6 Վ (3 Վ կենտրոնական գիծ +3 Վ), անհրաժեշտության դեպքում, չնայած անհրաժեշտ չէ:

Ընտրովի հաճախականության ուժեղացում - կարևոր փոփոխություն `ավելի ցածր լարման դեպքում ուժեղացում կատարելու համար:

Քայլ 3. Բացատրություն և տեսություն

Մենք ընտրում ենք ուժեղացուցիչի ոչ շրջադարձային տոպոլոգիան որպես հիմք շահույթի փուլերի համար `մուտքի բարձր դիմադրողականության և հաճախականության ընտրության հեշտ հարմարվողականության պատճառով:

Տես Ֆորմուլա 1:

Ինչպես տեսանք, այս կառուցվածքում շահույթը միայն պայմանավորված է հետադարձ կապով: Եթե մենք սա վերածենք բարձր անցման տոպոլոգիայի, շահույթը կախված կլինի հետադարձ կապից և մուտքային հաճախականություններից `ըստ գերշարժման որոշ պայմանավորվածությունների: Ավելին, եթե ֆիլտրի հետադարձ սխեման կրկնապատկվի, ապա տոպոլոգիան մուտքի վրա կկիրառի արձագանքող ձեռքբերումների մի շարք, այնուհետև արձագանքող ձեռքբերումների այլ այլ շարք:

Այս կարգավորումը կարող է ծառայել և՛ դիզայնի հստակեցմանը, և՛ թույլ տալ ավելի հաճախականությամբ ուղղորդող / ընտրովի ուժեղացում: Ստորև ներկայացված է նման դասավորության դիագրամը `հետաքրքիր եզրակացություններ բերող բանաձևերով: Այս տոպոլոգիան կարևոր առանցք է, որի վրա հիմնվում է գերհզորացման վերջին սխեման, որը մի քանի անգամ այն կներառի որպես հիմնական միջուկ `աշխատանքային մոդելը պահպանելու համար:

Իրերին մի փոքր ավելի պարզ նայելու համար, f հաճախականությամբ մենք օգտագործում ենք բանաձև 2 և բանաձև 3:

Այսպիսով, որոշակի հաճախականությամբ AGain- ի համար իրական հավասարումը Ֆորմուլա 4 -ն է, որն ավելի է քայքայվում ՝ վերջնական բանաձև 5 ստանալու համար:

Ինչպես ակնհայտ է, սա անալոգ է վերը նշված պարզեցված հավասարումների ավելացմանը, բացառությամբ ուժեղացուցիչի բնորոշ միասնության շահույթի, որը հաստատուն է: Ամփոփելով `բարձր արագությամբ հետադարձ հետադարձ տոպոլոգիայի յուրաքանչյուր ոտքի հաճախականության արձագանքի ավելացումը բարդանում է:

Նման պայմանավորվածությունների նպատակը հաճախականությունների միջակայքում մուտքային ազդանշանի ավելի միասնական ուժեղացում է, որպեսզի ավելի բարձր հաճախականությունների դեպքում, որտեղ OpAmp- ի շահույթը նվազում է, մենք կարողանանք ավելի մեծ շահույթ ներկայացնել: Lowածր լարման դեպքում ձայնը կարող է պահպանվել այդ ցածր հաճախականությունների միջոցով, չնայած գլխարկի տարածքը շատ բարձր չէ:

Քայլ 4: Շղթայի դիագրամ

Քայլ 5. Շրջանը բացատրվում է

SLG88103/4V- ը ներառում է բնածին մուտքային պաշտպանություն `կանխելու իր մուտքերում գերլարում: Լրացուցիչ պաշտպանական դիոդներ ավելացվել են overdrive մուտքի սկզբնական փուլում `դիզայնի լրացուցիչ ամրության համար:

Առաջին փուլի ուժեղացումը հանդես է գալիս որպես առաջին փուլի բարձր դիմադրողականության բուֆեր և սկզբում ուժեղանում է `գերլարման փուլին պատրաստվելու համար: Շահույթը մոտ երկու է, չնայած այն տարբերվում է հաճախականությամբ: Այս փուլում անհրաժեշտ է ուշադրություն դարձնել, որպեսզի ուժեղացումը ցածր մնա, քանի որ այս փուլում ցանկացած ուժեղացում բազմապատկվում է գերհզորացման ուժեղացման մեջ:

Overdrive- ի փուլից հետո, որտեղ ազդանշանը մեծ ձեռքբերումներ կունենա, հաճախականությունների ընտրովի ուժեղացումը կրկին ապահովում է, որ ավելի բարձր հաճախականությունները այդ խթանը ստանան ավելի հետևողական ուժեղացման համար, և հաջորդաբար մենք առաջացնում ենք կտրում `օգտագործելով երկու դիոդ` առաջատար հաղորդիչ ռեժիմում: Պարզ ցածր փոխանցման զտիչը ձևավորում է տոնայնությունը, և դա հանգեցնում է պարզ ծավալի պոտենցիոմետրի և բուֆերի ՝ ելքը վարելու համար:

Ինքնաթիռի գործառնական ուժեղացուցիչներից միայն երեքն են օգտագործվում, իսկ վերջինը մնում է համապատասխանաբար լարված `« չօգտագործված OpAmps- ի համապատասխան կարգավորման »համաձայն: Desiredանկության դեպքում միայն մեկ SLG88104V- ի փոխարեն կարող է օգտագործվել 2 x SLG88103V’S:

Powerածր էներգիայի լույս արձակող դիոդը ցույց է տալիս միացված վիճակը: Powerածր էներգիայի տարբերակ լինելու կարևորությունը չի կարելի թերագնահատել SLG88104V- ի ցածր հանդարտ հոսանքների և հոսանքի շնորհիվ: Շղթայից հիմնական էներգիայի սպառումը կլինի էներգիայի ցուցիչ LED- ը:

Իրականում, չափազանց ցածր 375 nA հանդարտ հոսանքի պատճառով, SLG88104V- ի էներգիայի արժեքը շատ փոքր է: Էլեկտրաէներգիայի կորստի մեծամասնությունը տեղի է ունենում ցածր անցման կոնդենսատորների անջատման և արտանետվող հետևորդի դիմադրության միջոցով: Եթե մենք չափենք ամբողջ շրջանի հանդարտ հոսանքի ընթացիկ սպառումը, ապա ստացվում է ընդամենը մոտ 20 μA, կիթառի գործողության ժամանակ աճելով մինչև 90 μA- ի սահմաններում: Սա շատ փոքր է LED- ի կողմից սպառված 2 մԱ -ի համեմատ և պատճառն այն է, որ ցածր էներգիայի LED- ի օգտագործումը հրամայական է: Մենք կարող ենք գնահատել, որ մեկ ԱԱ ալկալային մարտկոցի լիցքաթափումը լիարժեքից մինչև 1 Վ մոտ 2000 մԱ / ժ է* 100 մԱ լիցքավորման արագությամբ: 3 Վ լարման արտադրող արժանապատիվ նոր զույգ մարտկոցները պետք է կարողանան ավելի քան 4000 մԱ / ժ էներգիա ապահովել: LED- ի առկայության դեպքում մեր շղթան չափում է 1.75 մԱ լարում, որից մենք կարող ենք գնահատել ավելի քան 2285 ժամ կամ 95 օր շարունակական օգտագործում: Քանի որ overdrives- ը ակտիվ սխեմաներ են, մեր overdrive- ը կարող է առաջացնել «դժոխային հարված» նվազագույն ընթացիկ օգտագործման դեպքում: Որպես կողմնակի նշում, երկու AAA մարտկոցը պետք է աշխատեն AA- ի ժամանակի մոտ կեսը:

Ստորև բերված է այս գերագնահատման միացման աշխատանքային մոդելը: Ակնհայտ է, որ ինչպես ցանկացած ոտնակ, այնպես էլ օգտագործողը պետք է կարգավորի կարգավորումները ՝ գտնելու իրեն առավել հարմար ձայնը: Ամրացուցիչի միջին և բասը եռապատիկից բարձր դարձնելը կարծես մեզ համար իսկապես զով օվերդրայվ հնչյուններ հաղորդեց (քանի որ եռապատիկն ավելի կոշտ էր): Այնուհետև այն հիշեցրեց ավելի տաք հնացած տիպի ձայնը:

SLG88104V- ի փոքր փաթեթի և էներգիայի շատ ցածր սպառման պատճառով մեզ հաջողվել է հասնել ցածր էներգիայի գերհզոր ոտնակի, որն ավելի քիչ զանգված է և աշխատում է միայն երկու մատիտի տիպի մարտկոցներով երկար ժամանակ:

AA մարտկոցներն ավելի մատչելի են, և կա հավանականություն, որ դրանք չեն փոխվի որևէ աշխատանքային միավորի կյանքի ընթացքում ՝ դարձնելով այն չափազանց հեշտ սպասարկում և էկոլոգիապես մաքուր: Բացի այդ, այն կարող է կառուցվել փոքր քանակությամբ արտաքին բաղադրիչներով, ուստի այն կարող է լինել ցածր գնով, հեշտ պատրաստվող և ինչպես նախկինում նշվել է ՝ թեթև:

* Աղբյուր ՝ Energizer E91 տվյալների թերթ (տես գրաֆիկի գրաֆիկը), powerstream.com

Եզրակացություններ

Այս Instructable- ում մենք կառուցել ենք ցածր լարման ցածր էներգիայի գերագնահատման ոտնակ:

Բացի GreenPAK- ի խառը ազդանշանի IC- ների և այլ թվային կիսահաղորդիչների անալոգային մշակման, GreenPAK- ի Rail to Rail Low Voltage, Low Current OpAmp- ի օգտագործումը ցույց է տրված, որ օգտակար են գերագնահատման սխեմաներում: Նրանք ինքնավար են բազմաթիվ այլ ծրագրերում և հատկապես ձեռնտու են էներգիայի նկատմամբ զգայուն ծրագրերում:

Ավելին, եթե ձեզ հետաքրքրում է սխեման այնքան լավ, որ կարողանաք ծրագրավորել ձեր սեփական IC- ի դիզայնը, ազատորեն ներբեռնեք մեր նախագծերը, որոնք օգտակար են նման նախագծերի համար, կամ պարզապես դիտեք արդեն ավարտված GreenPAK ձևավորման ֆայլերը, որոնք առկա են մեր կայքում: Engineeringարտարագիտությունը կարող է նույնիսկ ավելի հեշտ լինել, այն ամենը, ինչ ձեզ հարկավոր է անել, այն է, որ GreenPAK Development Kit- ը միացրեք ձեր համակարգչին և հարվածեք ծրագրին `ձեր անհատականացված IC ստեղծելու համար: