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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 진단 도구 TDA1562Q가 있는 AF 전력 증폭기. 참조 데이터
설명된 마이크로 회로는 3Ω 부하에서 최대 출력 전력이 70W인 브리지 모노포닉 신호 증폭기 4H이며 자동차 및 가정용 사운드 재생 장비에 사용하도록 설계되었습니다. 구조적으로 앰프는 17개의 견고한 주석 도금 리드가 있는 DBS17P 플라스틱 케이스에 들어 있습니다(그림 1).
하우징의 평평한 뒷면은 금속 방열판 형태로 만들어졌습니다. 이면을 통해 마이크로 회로는 이전에 열전도 페이스트로 접합 표면을 덮은 장치의 거대한 금속 벽에 부착됩니다. 장치의 무게는 10g을 넘지 않습니다. 필요한 최소한의 외부 구성 요소를 사용하면 마이크로 회로를 통해 단극 소스에서 전력을 공급받아 출력이 높은 증폭기를 구축할 수 있습니다. 증폭기가 작동 공급 전압에 연결되면 "켜기", "음소거" 및 "대기"의 세 가지 모드 중 하나가 될 수 있습니다. "켜기" 작동 모드에서 마이크로 회로는 입력 신호를 증폭하고 설정된 전력을 부하에 방출하는 동시에 해당 전류(최대 수십 암페어)를 소비합니다. 무음 모드에서는 입력 신호가 앰프의 출력을 통과하지 않지만 강력한 출력 단계는 그대로 유지됩니다. 이러한 이유로 앰프는 상당한 전류를 소비하지만 거의 즉시 "켜기" 모드로 전환할 수 있습니다. "대기 모드"에서는 증폭기의 거의 모든 구성 요소에 전원이 공급되지 않으며 전원에서 무시할 수 있는 전류(보통 몇 마이크로암페어)를 소비합니다. "대기 모드"에서 "켜기" 모드로 전환하는 시간은 50ms를 초과하지 않습니다. 한 모드에서 다른 모드로의 전환은 마이크로 회로의 모드 선택 입력에 제어 전압을 적용하여 실현됩니다. 증폭기는 자체 잡음 수준이 매우 낮고 고조파 왜곡이 낮습니다. 증폭기의 단순화된 기능 다이어그램과 연결을 위한 일반적인 회로가 그림 2에 나와 있습니다. XNUMX.
출력 전력이 18W를 초과하지 않으면 증폭기는 클래스 B 모드로 작동하며, 입력 신호 레벨이 더욱 증가하면 외부 고용량 산화물을 갖춘 전압 부스터 장치가 포함되어 증폭기의 내부 공급 전압이 증가합니다. 기능 다이어그램에 표시된 것처럼 마이크로 회로의 핀 3,5 및 13에 연결된 커패시터. 증폭기는 클래스 H 모드로 전환되고 출력 전력은 15W로 증가합니다. 마이크로 회로 크리스탈이 70°C까지 가열되면 내장된 온도 센서가 앰프를 클래스 B 모드로 전환하며 출력 전력은 120W를 초과하지 않습니다. 마이크로 회로의 공급 전압 U가 7V로 감소하면 증폭기는 자동으로 "무음" 모드로 전환됩니다. 이후 공급 전압이 9V로 증가하면 증폭기는 "켜기" 모드로 돌아갑니다. 마이크로 회로에는 출력 도체의 상호 단락과 양극 전원 와이어 및 공통 와이어에 대한 단락에 대한 내장형 보호 장치도 장착되어 있습니다. 마이크로 회로 핀아웃: 핀. 1 - 비반전 3H 신호 입력; vyv. 2 - 3H 신호의 반전 입력; vyv. 3 및 5 - 회로에 따라 증폭기 상부 암의 전원 커패시터를 연결하기 위한 단자; vyv. 4 - 작동 모드 전환(선택)을 위한 제어 신호 입력; vyv. 6 및 12 - 공통 와이어 단자, 전원 공급 장치의 음극 단자; vyv. 7 - 3H 신호의 직접 출력; vyv. 8 - 진단 장치 신호 출력; vyv. 9 및 10 - 전원 공급 장치의 양극 단자. vyv. 11 - 3H 신호의 역 출력; vyv. 13 및 15 - 다이어그램에 따라 증폭기 하단 암의 전압 부스트 커패시터를 연결하기 위한 단자: 핀. 14 - 내부 기준 전압 소스의 제어 출력: 핀. 16 - 증폭기 상태 제어 신호 입력; 표시 신호 출력; vyv. 17 - 신호 공통선의 출력. 지능형 전력 제어 요구 사항을 충족하기 위해 증폭기 상태에 대한 진단 및 제어/표시 장치가 칩에 내장되어 있습니다. 진단 장치는 부하 회로의 비상 상황과 증폭기 과부하에 대해 알려줍니다. 노드(핀 8)의 출력에 신호가 나타나며 그 레벨과 특성을 쉽게 확인할 수 있습니다. 부하에 무슨 일이 일어났는가 - 전원선 중 하나가 단락되었거나 단자가 단락되었거나 단선이 발생했습니다. 이 신호는 마이크로컨트롤러로 처리된 후 증폭기의 적절한 입력에 적용되어 안전 모드로 전환됩니다. 제어/상태 표시 장치에는 입력 및 출력 역할을 모두 수행하는 외부 핀 16개만 있습니다. 입력을 통해 앰프의 상태를 제어할 수 있습니다. 높은 수준의 명령 신호는 수정 온도에 관계없이 증폭기를 클래스 H 모드(전압 부스트 켜짐)로 전환합니다. 평균 명령 신호 레벨에서 증폭기는 수정 온도에 관계없이 클래스 B 모드로 전환됩니다. 낮은 레벨의 명령은 즉시 앰프를 무음 모드로 전환합니다. 지연 없이 앰프는 "Silent" 모드에서 "On" 모드로 전환되며, 입력 신호가 "XNUMX"을 통과하는 순간 증폭 등급이 B에서 H로 또는 그 반대로 변경됩니다. 이 입력에 제어 전압이 인가되지 않으면 출력이 되며 출력 신호를 통해 앰프의 현재 상태를 판단할 수 있습니다. 출력 전압은 낮음, 중간, 높음의 세 가지 개별 레벨을 취할 수 있습니다. 낮은 수준이 이를 나타냅니다. 앰프가 무음 모드에 있는지 확인합니다. 중간 - "켜기" 모드이고 클래스 B에서 작동하며 온도 센서의 신호에 의해 전압 부스트가 꺼집니다(온도가 120°C를 초과함). 높음 - 증폭기는 클래스 H에서 작동합니다. 수정 온도는 120°C 미만입니다. 증폭기를 클래스 B에서 H로 전환하는 것은 입력 신호(34)가 "XNUMX"을 통과하는 순간에 발생합니다. 주요 기술 특성
작동 한계
다양한 모드에서의 증폭기 작동은 그림 3에 제시된 단순화된 타이밍 다이어그램으로 설명됩니다. 삼.
초기 순간에 공급 전압 Up이 증폭기에 적용되고 제어/표시 Uin의 높은 레벨 신호가 제어/표시 장치(핀 16)의 입력에 적용됩니다. 순간 t에서 모드 선택 입력(핀 4)은 증폭기가 "켜짐" 모드로 전환되는 것에 해당하는 하이 레벨 신호를 수신했습니다. 기준 전압 소스가 작동 모드에 도달하기 시작합니다(핀 14의 전압이 증가함). 시간 t2의 특정 임계 전압에서 증폭기가 켜지고 3H Umax XNUMXH 전압이 부하에 나타납니다. 증폭기는 클래스 H 모드에서 작동합니다. t3 순간에 제어/표시 장치 입력의 증폭기는 클래스 B 모드로 전환됩니다. 3H 입력 신호의 전압이 상당한 레벨을 가지면 출력 신호의 제한이 즉시 발생합니다. t5 순간에 증폭기를 클래스 H 모드로 되돌리라는 명령이 제어/표시 장치의 입력으로 전송됩니다. 신호 34가 "7"을 통과하는 첫 번째 전환(U 순간)에서 이 전환이 발생합니다. 시간 t8 -tXNUMX에서 증폭기는 "Silence" 모드에 있으며 이 모드에 들어가고 초기 상태로 돌아가는 것은 모두 "XNUMX"을 통한 전환을 기다리지 않고 명령과 동시에 발생합니다. t9 - t12 간격에서 증폭기는 동일한 "Silence" 모드로 전환되지만 제어 입력(핀 4)에서 Uper.mode 신호가 사용됩니다. 쌀. 도 3은 이 경우 3H 신호가 "10"을 통과하는 순간(t12 및 tXNUMX 순간)에 스위칭이 발생함을 보여준다. 공급 전압을 7V(t13)로 줄이면 증폭기는 즉시 "Silent" 모드로 전환되고 공급 전압이 증가하여 9V(t14)에 도달하자마자 지연 없이 "On" 모드로 돌아갑니다. t15 순간에 앰프는 "대기 모드"로 전환됩니다. 마이크로 회로의 핀 16이 제어/표시 장치의 출력으로 사용되는 경우 증폭기가 켜지는 순간(t1) 출력 신호가 이 출력에 나타납니다. control/ind, 낮은 레벨, "침묵" 모드에 해당합니다. 증폭기가 작동을 시작하자마자(t2). 핀 16에서는 미세 회로 크리스탈이 가열되는 온도(120°C 이상)에 따라 높음 또는 중간 레벨(점선으로 표시)이 나타납니다. 증폭기를 전환하고 핀 16의 출력 레벨을 변경하는 것은 3H 신호가 "4"(t0, t10, t12, t7)을 통과하는 순간에 발생합니다. 예외는 "무음" 모드로 빠르게 전환했다가 다시 돌아가는 경우(t8, t16), 핀 13의 신호 레벨은 변경되지 않고 유지되는 경우와 공급 전압을 낮추는 경우(t14, tXNUMX)입니다. 진단 장치는 증폭기의 출력 회로를 모니터링하도록 설계되었습니다. 부하의 비상 상황에 대한 정보는 핀 8(오픈 컬렉터 출력)로 전송됩니다. 이 출력에서 U 신호의 단순화된 다이어그램이 그림 4에 나와 있습니다. XNUMX.
일반 모드에서는 핀 8이 하이(t0 - t2)입니다. 시간 t0 - t1 동안 증폭기 출력에 사운드 신호 Uout이 없는 것은 모드 선택 입력에 "Silence" 명령을 적용한 것으로 설명됩니다. 증폭기 출력 단계에 과부하가 발생하고 결과적으로 신호 제한이 발생하면 동적 왜곡 감지기가 작동하고 진단 장치의 출력에 좁은 저레벨 펄스(t2 - 13)가 나타납니다. 이 신호는 왜곡이 사라질 때까지 2H 입력 신호의 진폭을 감소시키는 입력 전자 감쇠기(그림 3의 다이어그램에는 표시되지 않음)에 공급될 수 있습니다. 하나 또는 다른 출력 와이어가 양극 전원 와이어 또는 공통 와이어로 단락되면 이 출력 와이어의 전압이 사라지고 핀 8에서 높은 레벨이 약 0,6V(t4)의 낮은 레벨로 대체됩니다. 비상 회로를 제거한 후 증폭기 출력의 전압은 약 20ms(t5) 후에 자동으로 복원됩니다. 증폭기의 출력 단자를 서로 단락시키면 50ms(t20 - t6) 주기의 일련의 짧은(7μs) 높은 레벨 펄스가 진단 장치의 출력에 나타납니다. 앰프를 대기 모드에서 무음 또는 켜기 모드로 전환한 직후 내장된 부하 감지기가 부하가 연결되어 있는지 확인합니다. 이 순간 부하 저항이 100Ω을 초과하는 경우. 그런 다음 부하 감지기는 증폭기를 "Silence" 모드로 강제 설정하고 이때 핀 8에는 낮은 레벨이 있습니다(그림 4에서는 시간 간격 t0 - t1에서 점선으로 표시됨). 쌀. 도 5는 열 보호 시스템의 작동을 예시한다. 수정 온도가 120°C를 초과하지 않으면 증폭기는 클래스 H 모드에서 작동할 수 있습니다(출력 오디오 신호 Uout.zh 진폭의 시간 의존성을 그래프에서 실선으로 표시). 이 경우 진단 장치의 출력과 제어/표시 장치의 출력 모두 하이 레벨입니다.
크리스탈 온도가 120°C로 올라가면 온도 센서가 증폭기를 클래스 B 모드로 강제 전환하고 제어/표시 장치 출력의 하이 레벨이 중간으로 변경됩니다. 어떤 이유로든 크리스탈 온도가 145°C 값으로 계속 증가하는 경우 열 보호 장치는 진단 장치가 높은 출력 레벨을 낮은 출력 레벨로 변경하는 신호를 생성하여 다음을 경고합니다. 크리스탈 온도가 최대 허용 값인 150°에 접근하고 있습니다. 이 전압 강하는 입력 신호나 증폭기 자체를 끄는 데 사용될 수 있습니다. 최대 온도에 도달하면 마이크로 회로 손상을 방지하기 위해 입력 신호 레벨을 160으로 줄여야 합니다(온도 XNUMX°C에서). 저자: V. Chudnov
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