Circuito amplificatore LM4862: una migliore alternativa LM386

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Il Amplificatore basato su LM386 è ancora molto popolare come uno dei chip di amplificazione di dimensioni più piccole. Tuttavia, l'LM386 non è perfetto e presenta alcuni inconvenienti e limitazioni.

Come mostrato di seguito, l'LM386 funziona con condensatori elettrolitici di grandi dimensioni, il che lo rende più ingombrante e più costoso e lo rende soggetto a distorsioni con l'età.



Un altro difetto dell'LM386 è la sua impedenza di ingresso che sembra essere molto alta, consentendo al chip di essere molto vulnerabile alle oscillazioni se gli ingressi non sono sufficientemente isolati dall'uscita.

Il suo guadagno di tensione di 20 (o 200 inserendo un condensatore aggiuntivo) sembra piuttosto alto per il livello di ingresso di linea (1 V RMS) e questo si traduce in ulteriori problemi di oscillazione.



D'altra parte, l'IC LM4862 è più avanzato e leggermente più potente rispetto a LM386 e funziona senza alcun condensatore elettrolitico.

Caratteristiche principali di LM4862

È progettato per fornire 0,675 watt in un altoparlante da 8 ohm con una distorsione armonica totale dell'1%.

Quando viene utilizzato a livelli di potenza leggermente inferiori, la distorsione viene ridotta a limiti trascurabili.

Un'altra grande caratteristica dell'IC LM4862 è il suo spegnimento termico automatico che protegge il chip da eventuali danni anche se l'uscita è sovraccarica o cortocircuitata.

Questo circuito richiede una sola alimentazione a 5 V per le operazioni. L'impedenza di ingresso dell'LM4862 è relativamente bassa e può essere opportunamente regolata esternamente, il che garantisce che il problema di oscillazione sia mantenuto al minimo.

Layout interno

La figura seguente mostra la struttura interna del chip LM4862. L'uscita dell'IC LM4862 guida il altoparlante in modalità differenziale , che implica forme d'onda push-pull opposte che guidano l'altoparlante attraverso i due terminali di uscita. Questa topologia differenziale è comunemente riconosciuta come BTL (carico legato a ponte).

Come funziona l'LM4862

Nel funzionamento BTL i due terminali dell'altoparlante vengono alternati alternativamente con un + 5V e uno 0V a seconda della frequenza della musica. Ciò significa che l'amplificatore è in grado di generare un totale di 10 volt di oscillazione attraverso l'altoparlante da un'alimentazione di 5 volt. Questo è appena sufficiente per creare un volume impressionante del volume della musica su un altoparlante full range da 4 pollici.

Il chip funzionerà con una tensione di alimentazione compresa tra 2,7 V e 5,5 V. Ciò significa che l'LM4862 può essere alimentato da due o tre celle AAA da 1,5 V o da un computer 5 V USB o semplicemente dal tuo caricatore del telefono cellulare .

Ma ricorda, l'alimentazione non deve superare i 5,5 V, quindi anche un'alimentazione a 6 V può danneggiare in modo permanente il chip.

Ci si può aspettare che il consumo di corrente totale del chip si aggiri intorno ai 5 mA in assenza di un ingresso musicale. ea circa 250 mA quando viene utilizzato al limite di volume massimo.

La reiezione dell'ondulazione dell'alimentatore è eccezionale, che è maggiore di 50 dB quando C2 = 1µF.

Come realizzare un amplificatore utilizzando LM4862

Un circuito amplificatore generale basato su LM4862 può essere nella figura seguente.

Sembra molto semplice senza l'uso di condensatori elettrolitici, il che gli consente di essere economico e allo stesso tempo di avere un'uscita audio ad alta fedeltà.

Fondamentalmente, C2, funziona come il condensatore di bypass di polarizzazione, che può essere un elettrolitico al tantalio che blocca il segnale audio attraverso di esso.

Se possibile, un elettrolitico da 100 µF potrebbe essere aggiunto in parallelo con il C3 per aumentare la stabilità quando l'IC viene azionato con batterie o un alimentatore regolato male. Il guadagno di tensione è determinato da 2 (R2 / R1) che non deve essere superiore al valore di 20.

Puoi aspettarti che la qualità del suono sia la migliore quando R2 = R1 e il guadagno è 2. Questo è esattamente ciò che deve essere seguito per guidare un altoparlante quando l'ingresso è di 1 volt da un ingresso di linea o un jack per cuffie da 3,5 mm.

Nel caso in cui il guadagno sia superiore a 5, potrebbe essere necessario aggiungere un condensatore di bypass C4 su R2 per impedire l'oscillazione. Può essere un condensatore da 5 pF, sebbene sia possibile utilizzare anche un condensatore fino a 22 pF. Ma valori più alti di questo possono causare problemi.

In genere, è possibile utilizzare resistori di valore inferiore come R1 = 4.7K e R2 = 4.7K a 47K, quando l'ingresso è alimentato da un'alimentazione a bassa impedenza. L'immagine seguente mostra i valori dei componenti per alcune tipiche configurazioni di amplificatori tipiche.

Si noti che il design dell'amplificatore diventa più efficiente in termini di costi e risparmio energetico quando la risposta dei bassi è mantenuta al minimo, sebbene ciò significherebbe anche l'assenza delle note più pesanti a bassa frequenza.

L'LM4862 è specificato per funzionare con almeno un altoparlante da 8 ohm, gli ohm inferiori potrebbero funzionare anche come altoparlanti da 16 ohm, 32 ohm o 64 ohm, ma ciò potrebbe ridurre notevolmente la potenza in uscita.

Se si desidera utilizzare l'altoparlante come un'uscita single-ended mettendo a terra la sua estremità, potrebbe essere necessario aggiungere un condensatore in serie con l'altra estremità dell'altoparlante che è collegata all'uscita IC come mostrato di seguito:

Ma il funzionamento single-ended può ridurre drasticamente la potenza in uscita dall'altoparlante rispetto alla modalità differenziale.

Utilizzo del PIN di arresto

Normalmente, il pin di spegnimento n. 1 è collegato normalmente alla linea di terra. Tuttavia, questo pin specifico può essere configurato con un pulsante per implementare una funzione 'mute' senza la necessità di mettere un interruttore direttamente sulla linea del segnale.

Utilizzando il perno di polarizzazione

Il pin di polarizzazione n. 2 è terminato come uscita da un partitore di tensione interno che viene utilizzato per mantenere gli ingressi positivi di entrambi gli amplificatori operazionali a metà della tensione di alimentazione in modo che sia possibile alimentare il circuito con una singola alimentazione.

Il pin 2 di polarizzazione può essere ulteriormente utilizzato per polarizzare un paio di ulteriori amplificatori operazionali, come mostrato nella figura seguente.

Potrebbe essere necessario bypassare il pin di polarizzazione a massa utilizzando qualsiasi condensatore da 0,1 e 10 µF per migliorare la risposta di reiezione delle ondulazioni e anche per sopprimere il suono 'tonfo' ogni volta che l'amplificatore viene acceso.

Circuiti applicativi LM4862

Questo piccolo circuito amplificatore può essere effettivamente utilizzato per tutte le applicazioni che richiedono un piccolo segnale audio per essere amplificato a un livello udibile ragionevolmente alto.

Radio AM

PER circuito del ricevitore radio è uno di questi esempi, come mostrato di seguito utilizzando un minuscolo ricevitore AM ZN414. Tuttavia, è possibile utilizzare la sezione del tavolino LM4862 dopo il controllo del volume R3 per qualsiasi scopo simile di amplificazione audio di piccole dimensioni.

Questa semplice radio riceverà tutte le stazioni AM locali in modo forte e chiaro tramite l'altoparlante collegato

Oscillatore a onda quadra

L'IC può essere applicato efficacemente anche come semplice oscillatore ad onda quadra circuito come mostrato di seguito:

Controllo motore bidirezionale

Sebbene l'IC LM4862 sia progettato per funzionare come un amplificatore audio, può essere applicato come un stadio driver motore full bridge , e la direzione del motore può essere cambiata semplicemente cambiando i segnali logici di ingresso, come mostrato nel diagramma seguente.

Riferimento: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm4862.pdf




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