Pourquoi est-ce qu '«une seule tension d'alimentation est rarement utilisée pour les mélangeurs audio»?

Je lis " A Single Supply Op-Amp Circuit Collection " et dans le paragraphe sur la somme (page 9), je lis " une seule tension d'alimentation est rarement utilisée pour les mélangeurs audio. Les concepteurs poussent souvent un ampli opérationnel jusqu'à, et parfois au-delà de ses rails de tension recommandés pour augmenter la plage dynamique ".

Est-ce que cela s'applique toujours? Les amplificateurs opérationnels à alimentation unique contemporains ont-ils une plage dynamique limitée pour les applications de mixage? Si tel est le cas pour combien de canaux la plage dynamique du signal de sommation a-t-elle besoin d'amplificateurs opérationnels à alimentation séparée?

circuit-design

— John Am
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Vous devez être prudent en parlant en utilisant le mot bande passante avec des amplificateurs opérationnels. La bande passante se réfère à la plage de fréquences, la plage dynamique se réfère à la plage d'amplitude.

— jalalipop

Pourquoi est-ce sous-voté? Il semble pertinent pour la conception électronique, et n'est pas un problème de devoirs sans travail montré.

— Bort

Peut-être parce qu'il n'y a pas d'amplificateurs opérationnels à alimentation simple et double, juste des circuits d'alimentation simples et doubles?

— Finbarr

@Finbarr Il existe des amplificateurs opérationnels à alimentation simple et double. Bien sûr, tous les amplificateurs opérationnels auront deux rails d'alimentation, mais vous pouvez optimiser un ampli-op pour qu'il fonctionne à partir de l'alimentation négative (ou même en dessous de l'alimentation négative), qui est souvent appelé "ampli-op à alimentation unique" car ils visent à simplifier les circuits en permettant à la conception d'utiliser un seul rail de tension qui doit être régulé.

— Joren Vaes

Certaines "erreurs" dans la conception des circuits ont conduit à des circuits de sondage populaires , et les personnes qui écoutent ces sons ne savent pas ou ne se soucient pas si les tensions recommandées ou maximales sont dépassées, il est donc possible que le dépassement de la tension d'alimentation recommandée pour un ampli op conduise à un type de son spécifique qui est considéré comme agréable (ou agressivement approprié ou quelque chose) pour de nombreux musiciens et producteurs, etc. Je ne peux pas citer un exemple de circuit spécifique, cependant.

— Todd Wilcox

Réponses:

Pourquoi une seule tension d'alimentation est-elle rarement utilisée pour les mélangeurs audio »

Parce que dans les circuits audio, les circuits deviennent beaucoup plus simples lorsqu'ils sont utilisés avec une tension d'alimentation symétrique (comme +/- 15V). Si l'on devait utiliser une seule alimentation 30 V (par exemple), il faut prendre des mesures pour polariser en courant continu les entrées des amplificateurs opérationnels à une tension quelque part "au milieu", avec une alimentation 30 V qui serait de +15 V.

Vous pouvez également créer un rail +15 V "terre AC" pour polariser en courant continu toutes les entrées, mais il suffit souvent d'une petite étape pour que l'alimentation fournisse +/- 15 V. Ensuite, toutes les entrées peuvent être polarisées en courant continu pour 0 V qui est "soigné" et "facile". Ensuite, les signaux seront également centrés autour de 0 V (masse) au lieu d'avoir +15 V DC ajoutés.

Les concepteurs poussent souvent un ampli opérationnel jusqu'à, et parfois au-delà de ses rails de tension recommandés, pour augmenter la plage dynamique

Est-ce que cela s'applique toujours?

Oui, en principe c'est le cas. L'utilisation de la tension d'alimentation maximale donne en effet l' oscillation maximale de la tension de sortie, ce qui est nécessaire pour atteindre la plus grande plage dynamique. Alimentez un ampli-op avec +/- 5 V et même le meilleur ampli-op est limité à une oscillation de tension de sortie de 10 Vpp. Utilisez +/- 15 V et vous obtenez une oscillation de tension de sortie de 30 Vpp.

Cependant, ne pas utiliser la tension d'alimentation recommandée (mais plutôt utiliser la tension maximale) peut entraîner des problèmes qui peuvent ne pas être répertoriés dans la fiche technique. Mais généralement, il ne devrait y avoir aucun problème à moins que vous ne dépassiez le maximum.

Tous les circuits ont une plage dynamique limitée, selon l'ampli op, vous obtenez plus de portée ou vous obtenez moins.

Vous ne pouvez pas dire que le nombre de canaux est limité par la plage dynamique. Tant que vous faites attention à ce que le signal sommé (courant) soit inférieur à ce que le circuit peut gérer (la sortie de l'ampli-op ne se coupera pas), il n'y a fondamentalement aucune limite sur le nombre de canaux.

— Bimpelrekkie
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La quantité de canaux peut être limitée par la plage dynamique. L'ajout d'entrées n'augmente pas le niveau maximal d'entrée autorisé, mais ajoute du bruit d'entrée supplémentaire au système. Par conséquent, vous réduisez votre plage dynamique de 3 dB à chaque fois que vous doublez la quantité d'entrées. Cela va bien sûr en supposant que le bruit de l’amplificateur est très petit.

— Joren Vaes

@JorenVaes En effet, cela est vrai en supposant que vous continuez à additionner les signaux en utilisant les mêmes résistances d'entrée de valeur (V à I). Mais alors, vous devrez également limiter les tensions d'entrée maximales (avant de sommer), sinon la sortie pourrait se couper. À mon avis, opamp lui - même ne limite pas la plage dynamique lors de l'ajout de plus d'entrées. Je pense que c'est plus le système lui-même qui détermine le niveau de bruit et donc la plage dynamique.

— Bimpelrekkie

En effet, vous auriez besoin de limiter les signaux, mais cela nécessiterait à nouveau des résistances, donc pourrait potentiellement augmenter à nouveau le bruit. Cela dit, je suis d'accord pour dire qu'il est plus logique de parler du système lui-même, car il y a trop de variables pour dire que c'est juste l'opamp.

— Joren Vaes

Quelle est la différence entre l'alimentation d'un circuit à partir de rails -15 / + 15 ou l'alimentation du même circuit à partir de rails 0 / + 30, autre que l'endroit où vous choisissez de mesurer les tensions? Les composants réels ne sauront même pas si vous appelez les potentiels l'un ou l'autre?

— hmakholm a quitté Monica

@HenningMakholm En effet, il n'y a pas de différence sauf pour le choix du point au sol. Surtout si dans le cas 0 / + 30V une "masse de signal" à +15 V serait utilisée, les circuits peuvent être identiques. Ce n'est que lorsque plusieurs circuits sont connectés ensemble, que l'on doit faire attention, au lieu d'utiliser le 0V comme commun que +15 V doit être utilisé. C'est un peu contre-intuitif et pas ce à quoi nous sommes habitués. Ensuite, l'utilisation de +/- 15 V facilite la compréhension.

— Bimpelrekkie

Parce que les conceptions d'approvisionnement unique sont nulles.

Sur une double alimentation, vous pouvez polariser vos signaux autour de la terre. Les condensateurs de couplage peuvent toujours être utilisés, mais ils n'ont à gérer que les petits décalages CC provenant d'amplificateurs opérationnels imparfaits, pas les grands décalages CC délibérés.

Dans un système d'alimentation unique, vous devez polariser vos signaux ailleurs. Cela crée quelques problèmes.

Il est probable que toute fluctuation de la tension de polarisation devienne du bruit dans le signal.
Il y aura presque certainement un "bruit sourd" à la mise sous tension lorsque les condensateurs de couplage se chargeront à leur niveau d'équilibre. Sauf si un grand soin est apporté, il peut également y avoir des bruits similaires lorsque les commandes de gain sont ajustées.

— Peter Green
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Les signaux audio sont uniquement CA. Tout ce qui est inférieur à 20 Hz est du bruit et peut être éliminé. Il est donc souvent pratique de concevoir le circuit de sorte que le niveau de repos de tous les signaux soit égal à 0. Cela signifie utiliser une alimentation ±.

Pousser n'importe quelle pièce au-delà de sa plage de tension spécifiée est une conception irresponsable. Puisqu'il y a eu et qu'il y a sûrement encore des ingénieurs irresponsables, vous pouvez probablement trouver des produits là où cela se fait encore.

La bande passante d'Opamp a peu à voir avec la tension d'alimentation. Les alimentations bipolaires de certains circuits audio permettent de traiter les signaux symétriquement par rapport à la terre. Cela n'a rien à voir avec la bande passante.

Non, nous n'allons pas à Google quelque chose pour obtenir des informations qui auraient dû être dans la question. C'est carrément votre travail.

— Olin Lathrop
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Il existe des instruments de musique qui peuvent produire 8 Hz, et 16 Hz est relativement courant. Votre limite inférieure est au moins deux octaves trop haute.

— user207421

@EJP Uniquement si les haut-parleurs ou les secoueurs de plancher / siège peuvent le reproduire. Beaucoup de boîtes de conserve bon marché font assez bien pour atteindre jusqu'à 100 Hz dans l'espace libre. Les haut-parleurs «professionnels» à usage général sont souvent annoncés aux alentours de 50 Hz, les subwoofers étant (légèrement) plus bas. De plus, ~ 20 Hz est à peu près la limite inférieure à entendre ; tout ce qui est inférieur est seulement ressenti, mais ajoute encore à l'expérience s'il est bien fait, l'équipement le soutient et le bâtiment ne tombe pas en dehors du "tremblement de terre". :-)

— AaronD

@EJP: 20 Hz à 20 kHz est considéré comme audio "HiFi". Il s'agit d'une convention de l'industrie, basée sur la gamme de l'audition humaine. Même les subwoofers haut de gamme ne descendent généralement pas jusqu'à 20 Hz. 20 Hz à 20 kHz est ce que l' électronique est censée être capable de gérer, de sorte qu'elle n'est pas le facteur limitant dans un système global. Si vous voulez que les gens ressentent (vous ne pouvez pas les entendre) des fréquences inférieures à 20 Hz, alors vous avez besoin de quelque chose au-delà d'un système audio HiFi. Cela nécessiterait probablement des "shakers" comme apposés sur les haut-parleurs pour les basses fréquences inaudibles.

— Olin Lathrop du