🐢 🚵 🧓🏾 複合回路LME49710 + LT1210CT7に基づくヘッドフォンアンプ 😫 ⏸️ 🔐

いくつかの歌詞

私の活動の性質上、私は常にプロのオーディオ機器と通信しているため、この開発の目標は再現性の高いデバイスを取得することでした。したがって、OOSを使用しない回路ソリューションはすぐに破棄され、大きな可能性を秘めた複合回路が基礎として採用されました。このようなトポロジのいくつかのデバイスを満たす必要がありましたが、ほとんどの設計ではLT1795またはAD815デバイスが使用されていました。しかし、Dmitry Andronnikov（別名Lynx）が彼の記事の1つで述べたように：

TOSを備えた非常に強力なオペアンプでさえ、抵抗が50〜60オーム未満のヘッドフォンを出力に接続すると、出力電流（歪みの増加につながる）と発熱の両方でかなり強いモードで動作します。

「重砲」を引き付けることが決定されましたが、それについては以下で詳しく説明します。

今すぐデバイス

栄養

おそらく、最後から始めます。最初の保護の要点は、ネットワークノイズフィルターとトランスの2次巻線のスナバーです。スナバのタスクは、ダイオードのロック時にトランスの散乱インダクタンスと二次巻線回路の静電容量によって形成される回路の寄生振動プロセスを抑えることです。トランスの寄生パラメータを決定するタスクは非常に重要です。したがって、アレクセイの研究（レクサス）が使用され、100オームと0.1μFの値が設定されました。

最初は、PLA10およびPLH10シリーズのMurataインダクタを使用して、2リンクLCフィルターを取り付けるつもりでした。 EMF抑制コンデンサ-0.22μFの容量のEpcos X2および高吸収エネルギーのEpcos S20K275バリスタ-150 J

しかし、最終的には、ケースのスペースを節約するために既製のソリューションを使用することが決定されました。

安定剤として、Mitsubishi Electronic [5]製のM5230Lデバイスを使用しました。 12μVRMS、20 Hz-100 kHz、高温安定性（0.01％/°C）の広い周波数範囲で、固有ノイズが非常に低い（広く使用されているLM317 / LM337の数倍）極めて興味深いデバイスです。ただし、マイナスが1つあります。IC自体の出力電流は30 mAに制限されているため、高電流を得るには、外部制御トランジスタを使用する必要があります。包含スキームには機能がなく、データシート-高リップル除去回路から取られています。調整トランジスタは2SC4793 / 2SA1837が適用され、共通のラジエーターに取り付けられています。

整流器としてショットキーSMDダイオード10MQ100を適用しました。 Panasonic FC 3300 uFコンデンサ、残りはElna SilmicおよびSilmic IIシリーズです。当初、LT1210の近くに追加の容量を設置することが計画されていましたが、PSUの出力容量が消費者に近接していたため、ボードを配線する際に既にそれらを拒否することが決定されました。プリント回路基板の設計段階でElnaコンデンサを使用する場合、これらのコンデンサは「通常の」コンデンサよりも数倍大きいため、メーカーのウェブサイトでサイズを明確にする必要があります。

アンプ

複合回路には大きなループゲインがあり、強力なオペアンプの出力段は独自のOSループで覆われているため、さまざまな種類の負荷で動作するときにかなり低い歪みを得ることができます。

出力段は、リニアがTO220パッケージで製造している現在のオペレーティングシステムLT1210CT7を備えた高速オペアンプを使用しているため、メーカーが提供する他のバージョンのパッケージよりも優れた放熱を実現します。これらのオペアンプは、1.1A（ピーク時に2A）の長期電流を提供できるため、低抵抗の負荷での作業が容易になります。出力オペアンプのゲインは2ですが、簡単に1に減らすことも増やすこともできます。 TOCを備えたオペアンプのOS回路での抵抗定格の選択は、電圧の点でオペアンプを備えたオペアンプよりもやや複雑です。回路の安定性は、その定格に直接依存します。 Rf定格を下げると動作周波数帯域は増加しますが、安定性は低下します;低下させると安定性が向上し、動作範囲が狭くなります。 OS回路の抵抗（1.5kΩ）は、最大の安定性を確保するように選択されます。補償コンデンサ（C4、C23）は、容量性負荷での作業時に安定性を提供します。一般的に、メーカーは最大10,000 pFの容量性負荷で安定した動作を約束します！

熱体制について少し。データシートには[3]が記載されています（これはあまり一般的ではありません）。熱レジームの計算例が記載されています。チップは、7.5°C / Wの熱抵抗を持つ個々のHS211ラジエーターに取り付けられています。クリスタルケースの熱抵抗は5°C / Wです。断熱パッドの正確な熱抵抗がわからないため、計算のために2°C / Wになりました（インターネット上で見つかったいくつかのデータによる）。

負荷が16オーム（プロのヘッドフォンの抵抗が50-60オーム未満になることはめったにありませんが）と4V RMSの出力信号（5.6Vの振幅電圧に対応）で、マイクロ回路は2Wの熱を放散します（このモードでの電流消費は100mAをわずかに超えます）。周囲温度が25°Cの場合、結晶は65°C以下で加熱されます。

私たちのデバイスは密閉されたケースにあるため、内部の温度は50-60°Cというかなりまともな値に達する可能性があります。その結果、100〜110℃の結晶温度が得られますが、これはまったく問題ありません。ただし、これは正弦波信号、音楽信号（RMS -3 dbで表音文字を "表示"する必要がありましたが）にありますが、加熱ははるかに少なくなります。

最初の「ステップ」として、別の会社のデバイスが選ばれました-Texas Instrument [4]のLME49710は、優れた特性を備えています。すべてのタイプの歪みの低レベル、非常に低いノイズレベル（0.34μVRMS @ 20Hz-20,000 Hz）、低レベルバイアス（±0.05 mV）、大きなオープンゲイン（140 dB）、高いCMRRおよびPSRR（120および125 dB）。

ただし、デバイスをセットアップするプロセスで、このオペアンプの1つのインスタンスがキャッチされました。インストールすると、一定の出力電圧は約14 mVでした。熟考した後、別のデバイスがインストールされました（購入した10個のうち）-すべてが正常に戻りました。

構造要素としてのボード

900 V /μsのスルーレートを持つLT1210などの高速オペアンプを使用する場合、高速アナログ回路のデバイスの品質に大きな影響を与える可能性があるため、プリント回路基板のトポロジに特別な注意を払う価値があります。ボードは、回路の動作への影響を最小限に抑えるように設計する必要があります。プリント回路基板のトポロジの詳細については、本[1]および[2]を参照してください。

アンプは両面プリント回路基板で作られており、その下層はもちろん配線の過程でGNDポリゴン用に予約されていますが、一部の回路はそれでも下層になりますが、長さは短いです。このボードトポロジは、高速オペアンプの安定動作に必要なグランドインピーダンスを最小限に抑えるために選択されました。接地容量に対するオペアンプ反転入力の脆弱性も考慮されました。これは、1 pFの容量でさえ、最大値に近い周波数でオペアンプの伝送係数の増加につながる可能性があるためです。この問題の最も明らかな解決策は、導体の長さを短くすることです。もう1つはそれほど明白ではありませんが、幅の減少です。その結果、0.3 mmの厚さの導体をオペアンプの反転入力に適用すると、基板材料の誘電率に応じて約0.1 pFの容量が得られます（FR-4の場合は4〜5）。