Тл072 схема включения однополярное питание. Схема включения TL072 с однополярным питанием: особенности и применение

Как работает схема включения TL072 с однополярным питанием. Каковы преимущества данной схемы. Какие компоненты необходимы для ее реализации. Где применяется такая схема включения операционного усилителя.

Содержание

Особенности схемы включения TL072 с однополярным питанием

Операционный усилитель TL072 широко применяется в аудиотехнике благодаря низкому уровню шума и искажений. Рассмотрим особенности его включения с однополярным питанием:

Используется только положительное напряжение питания, обычно +12В или +15В
Необходимо создание искусственной средней точки для работы с переменным сигналом
Требуется разделительный конденсатор на входе для устранения постоянной составляющей
На выходе также нужен разделительный конденсатор для выделения переменного сигнала

Такая схема включения позволяет упростить источник питания и уменьшить габариты устройства за счет отсутствия отрицательного напряжения.

Создание виртуальной средней точки в схеме с TL072

Для работы с переменным сигналом при однополярном питании необходимо создать искусственную среднюю точку. Как это реализуется?

Используется делитель напряжения на резисторах равного номинала
В точку соединения резисторов подключается конденсатор большой емкости
Полученное напряжение, равное половине питающего, подается на неинвертирующий вход ОУ

Такая схема позволяет получить виртуальную «землю» для входного сигнала, относительно которой он может изменяться в обе стороны. Это обеспечивает корректную работу усилителя с переменным напряжением при однополярном питании.

Компоненты, необходимые для реализации схемы

Для построения схемы включения TL072 с однополярным питанием потребуются следующие компоненты:

Микросхема TL072
Резисторы для создания делителя напряжения (2 шт.)
Электролитический конденсатор большой емкости (100-470 мкФ)
Разделительные конденсаторы на вход и выход (1-10 мкФ)

Резисторы для задания коэффициента усиления
Источник однополярного питания +12В или +15В

Правильный подбор номиналов компонентов обеспечит стабильную работу схемы во всем диапазоне частот входного сигнала.

Применение схемы включения TL072 с однополярным питанием

Где находит применение данная схема включения операционного усилителя TL072? Основные области использования:

Предварительные усилители для микрофонов и звукоснимателей
Активные фильтры в аудиотехнике
Усилители для наушников
Буферные каскады в различных устройствах
Схемы обработки сигналов датчиков

Простота реализации и хорошие характеристики делают такую схему популярной в любительских конструкциях и бюджетной аппаратуре.

Преимущества однополярного включения TL072

Какие преимущества дает схема включения TL072 с однополярным питанием? Рассмотрим основные достоинства:

Упрощение источника питания — требуется только один положительный канал
Уменьшение габаритов устройства за счет отсутствия отрицательного напряжения
Снижение себестоимости при массовом производстве
Возможность работы от одной батареи питания
Упрощение печатной платы, меньше проводников питания

Эти факторы делают схему привлекательной для применения в портативных устройствах и бюджетной технике.

Особенности работы TL072 при однополярном питании

Как влияет однополярное питание на характеристики и работу операционного усилителя TL072? Рассмотрим основные моменты:

Уменьшается размах выходного сигнала до примерно 2/3 от напряжения питания
Снижается скорость нарастания выходного напряжения
Возрастает выходное сопротивление на высоких частотах
Требуется более тщательный подбор резисторов обратной связи

Однако при правильном проектировании схемы эти особенности не оказывают существенного влияния на качество работы усилителя в большинстве применений.

Типовые схемы включения TL072 с однополярным питанием

Рассмотрим несколько популярных схем включения TL072 при работе от одного источника питания:

Неинвертирующий усилитель

Простейшая схема усилителя напряжения на TL072:

Коэффициент усиления задается отношением резисторов обратной связи
Входной сигнал подается через разделительный конденсатор
На неинвертирующий вход подается напряжение виртуальной земли

Инвертирующий усилитель

Схема инвертирующего усилителя отличается подключением входного сигнала:

Сигнал подается на инвертирующий вход через резистор
Коэффициент усиления определяется отношением резисторов
Неинвертирующий вход соединен с виртуальной землей

Суммирующий усилитель

Позволяет складывать несколько входных сигналов:

Входные сигналы подаются через отдельные резисторы на инвертирующий вход
Коэффициенты усиления для каждого входа задаются независимо
На выходе получается сумма входных сигналов с заданными весовыми коэффициентами

Эти базовые схемы являются основой для построения более сложных устройств на TL072 с однополярным питанием.

Винил — корректор на микросхеме TL072 (версия 2.1, финальная) — DIY RIAA preamplifier

← RIAA предусилитель-корректор, вариант 2 (спойлер — не совсем удачная конструкция)

Угадай-ка! →

06 Дек

Вот, наконец и подоспела финальная версия винил-корректора RIAA для звукоснимателя типа ММ на микросхеме TL072. На основе удачной (хоть и временной) конструкции а так же учитывая очень неоднозначный результат предусилителя — корректора №2 родилась эта версия, которая на ближайшее время будет у меня основной.

В основе я положил схему RIAA корректора на микросхеме TL072 с однополярным питанием с незначительными изменениями.

DIY RIAA amplifier-phonecorrector on TL072 chip.

Я избавился от электролитических конденсаторов на входе и выходе усилителя а так же установил на плату переключатель, позволяющий подключать конденсатор C3, тем самым получая небольшой подъём в области высоких частот выше 10 кГц. На частоте 20кГц величина подъёма составляет порядка 4 дб.

Коэффициент усиления этого корректора намерено снижен на 4 дб относительно стандартной RIAA характеристики усиления. Выходного сигнала достаточно для работы с любым усилителем низкой частоты.

По результатам симуляции в Microcap амплитудно-частотная характеристика выглядит так:

Красный график — стандартная RIAA характеристика , синий график — с дополнительным корректирующим конденсатором

Печатная плата устройства получилась следующей:

Скачать чертёж печатной платы для Sprint Layout можно по ссылке.

Резисторы R4 и R8 составлены из 2-х последовательно соединённых резисторов. Сделано это, чтобы удобно было подобрать идентичные пары для 2-х каналов усилителя. С той же целью на месте С8 предусмотрена возможность установки 3-х конденсаторов (3 по 1000 пф параллельно). Я у себя подобрал 2 по 1500 пф. Так же я предусмотрел 2 разных разъёма для подключения питания. Мне так удобнее.

Внешний вид получившегося усилителя (размеры его определились из имевшегося в распоряжении алюминиевого корпуса от старого преобразователя (отсюда и надписи на панели с разъёмами.

)):

И устройство в корпусе (рядом — первая версия, так сказать младший брат)

А теперь результаты сравнительного прослушивания (если злобные правообладатели не забанят этот ролик на ютюбе)

На этом ролике:

00:00:10 — 00:01:25 Scorpions — стандартная RIAA характеристика.

00:01:25 — 00:02:00 Scorpions — воспроизведение с дополнительным корректирующим конденсатором.

Слева — спектр полной композиции при стандартной RIAA характеристике. Справа — с дополнительным корректирующим конденсатором.

00:02:00 — 00:03:32 Belinda Carlisle — стандартная RIAA характеристика.

00:03:32 — 00:04:45 Belinda Carlisle — воспроизведение с дополнительным корректирующим конденсатором.

00:04:45 — 00:05:51 Eddie Calvert — стандартная RIAA характеристика.

00:05:51 — END Eddie Calvert — воспроизведение с дополнительным корректирующим конденсатором.

P.S. По просьбе читателя подписал элементы на печатной плате. На самом деле плата разводилась после подбора номиналов элементов под размеры имеющихся у меня деталей.

О номиналах составных элементов писал выше.

На данный момент после долгого прослушивания использую с подключённым корректирующим конденсатором.

Понравилось это:

Нравится Загрузка…

Метки: audio, RIAA, vinyl

← RIAA предусилитель-корректор, вариант 2 (спойлер — не совсем удачная конструкция)

Угадай-ка! →

Операционный усилитель

— Преобразование напряжения ЦАП в напряжение еврорэка

\$\начало группы\$

Я подключил ЦАП к Raspberry Pi. ЦАП выдает напряжение от 0 В до 3,3 В.

Я хотел бы преобразовать это напряжение в евростойку между -5В и +5В.

Используя калькулятор операционного усилителя на masteringelectronicsdesign.com и Circuitjs, я обнаружил, что это должно работать:

В виде редактируемой схемы: (circuitjs)

Однако на самом деле это не работает. Я положил его на макетную плату и измерил с помощью осциллографа, и выходной сигнал находится в диапазоне от -2,5 В до +2,5 В. Обратите внимание, что я питаю операционный усилитель от -5В и +5В. Операционный усилитель — MCP6001.

Что не так с этой схемой? Прав ли я, что не могу полагаться на Circuitjs и masteringelectronicsdesign.com для этого, или моя настройка макета, скорее всего, будет неправильной?

*** ОБНОВЛЕНИЕ ***

Вывод:

Я неправильно понял операционные усилители: у них максимальная разница между их Vss и Vcc (НЕ обязательно между 0V и Vcc), которая может быть довольно низкой, как 6V
Я неправильно понял свой генератор функций: 1,65 В пик-пик означает от -0,825 до +0,825 (НЕ -1,65. ..+1,65 В)
После замены операционного усилителя на TL072 я действительно получаю волну между -5 В и +5 В (почти, немного меньше — предложения по улучшению DIP-операционного усилителя приветствуются!)
Я должен использовать -12/+12 В от блока питания евростойки для питания операционного усилителя

операционный усилитель

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Лист данных, стр. 1: —

Также обратите внимание, что для действительного получения +/- 5 вольт от операционного усилителя rail-to-rail, который по закону может питаться +/- 5 вольт, вам не хватит несколько десятков мВ. Итак, выберите источник питания операционного усилителя, который немного выше, чем +/- 5 вольт, и выберите операционный усилитель, который является R2R и не будет поврежден этим напряжением.

Кроме этого, я считаю, что калькулятор, который вы использовали, был правильным. Модифицированная версия для выхода от -4,95 В до +4,95 В, когда у вас есть только питание +/- 5 В: —

Также обратите внимание, что входное напряжение смещения, указанное в спецификации, составляет +/- 4,95 мВ, и это добавит ошибку к вашему выходному сигналу до +/- 15 мВ. Я упоминаю об этом, потому что, если вы меняете операционный усилитель на тот, который может работать на +/- 5 вольт, вы должны учитывать ошибки, которые могут возникнуть. Учитывая, что ΔVin, равное 3,3 В, дает ΔVout, равное 10 В, коэффициент усиления схемы равен 3, что также увеличивает входные напряжения смещения.

\$\конечная группа\$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

Биполярный источник питания

с нулевым кроссоверным искажением

Этот источник питания представляет собой высокоточный линейный усилитель, который подключается к обычному однополярному источнику постоянного напряжения и превращает его в прецизионный биполярный источник питания с нулевыми кроссоверными искажениями. Этот линейный усилитель класса AB рассчитан на 160 А при 25 В и имеет пульсации напряжения менее 5 мВ от пика до пика. Используемый в сочетании с готовым к использованию однополярным источником напряжения, источник питания обеспечивает прецизионный биполярный выходной сигнал, способный выдавать +/- 160 А с соблюдением +/- 25 вольт на нагрузке.

С воздушным охлаждением и корпусом для монтажа в стойку 3U APS20 легко настраивается для новых или существующих приложений. Как и во всех силовых продуктах APS, все важные компоненты контролируются и защищаются от сбоев из-за перенапряжения, перегрузки по току или перегрева. Дисплеи на передней панели показывают выходное напряжение и ток, температуру радиатора, неисправность предохранителя и состояние неисправности.

APS примет участие в выставке LI Power Electronics…

10.04.2017

Приглашаются инженеры, менеджеры, студенты и другие специалисты, занимающиеся использованием, проектированием, квалификацией, испытаниями или производством источников питания, преобразователей мощности, управления питанием или накопителей энергии. Представлены все отрасли силовой электроники, включая военную, промышленную, медицинскую, космическую, потребительскую и автомобильную. Мероприятие бесплатное для участников, но необходимо зарегистрироваться заранее. Зарегистрированные посетители получат доступ к выставочному залу, техническим лекциям, бесплатному обеду и сетевому мероприятию с бесплатными закусками. Первые 200 зарегистрированных участников также…

Приходите к нам на выставку The Battery Show &…

25.08.2017

Компания Applied Power Systems примет участие в выставке и конференции The Battery Show. Стенд 2145. 12–14 сентября 2017 г., Нови, штат Мичиган, США. поддержка возобновляемых источников энергии, портативная электроника, медицинские технологии, военные и телекоммуникации. Посетите нас на стенде 2145

APS присоединяется к крупнейшей делегации на Hannover Messe…

04.01.2016

Компания Applied Power Systems, Inc. (APS) сегодня объявила о том, что она является частью крупнейшей за всю историю делегации США на Hannover Messe, крупнейшей в мире выставке промышленных технологий, которая пройдет 25-29 апреля в Ганновере, Германия. Впервые в истории ярмарки Соединенные Штаты будут страной-партнером, статус, который предоставляет более чем 390 предприятиям и организациям в американской делегации беспрецедентную возможность быть заметными на протяжении всего мероприятия. Президент Обама также примет участие в мероприятии этого года на тему «Интегрированные отраслевые решения». АПС будет…

Battery & Critical Power Expo — APS сделает ставку на…

09.02.2015

Компания APS примет участие в выставке The Battery Show, которая будет проходить совместно с выставкой Critical Power Expo в Нови, штат Мичиган, с 15 по 17 сентября на стенде 2144. Перейдите по этим ссылкам, чтобы узнать больше о выставке: http://www.thebatteryshow.com/ http://www.criticalpowerexpo.com/

APS участвует в выставке IPAC

05.05.2015

Компания Applied Power Systems примет участие в Международной конференции по ускорителям частиц. Подробную информацию можно найти по адресу: http://app.core-apps.com/ipac15/exhibitors/12e3b372e2b2f30a437d12c272df69.22. Загрузите это приложение для виртуального тура по конференции: http://m.core-apps.com/ipac15.

Биполярный источник питания с нулевым кроссовером. ..

25.02.2014

Этот биполярный источник питания с нулевым перекрестным искажением был разработан для управления магнитами позиционирования луча в ускорителях частиц и научных лазерных приложениях. Этот источник питания представляет собой высокоточный линейный усилитель, который подключается к обычному однополярному источнику постоянного напряжения и превращает его в прецизионный биполярный источник питания с нулевыми кроссоверными искажениями. Этот линейный усилитель класса AB рассчитан на 160 А при 25 В и имеет пульсации напряжения менее 5 мВ от пика до пика. При использовании в сочетании с готовым однополярным источником напряжения источник питания обеспечивает прецизионный биполярный выходной сигнал…

3200 Ампер / 850VDC выпрямитель для буровой установки

18/02/2014

Промышленный заказчик должен был спроектировать буровую установку, которая будет питаться от 3-х дизельных генераторов. Компания APS поставила (2) трехфазных выпрямителя 100-6758 с воздушным охлаждением, 3200 А, для обеспечения шины 850 В постоянного тока, необходимой для приводов двигателей с ЧРП. Мы также предоставили (2) прерывателя динамического торможения IAP2KD17 для ограничения напряжения на шине постоянного тока во время опускания двигателя лебедки. Выпрямитель и тормозные прерыватели являются стандартными продуктами APS.

18-импульсный диодный мостовой выпрямитель, рассчитанный на 1100…

17/09/2013

Компания Applied Power Systems производит этот 18-импульсный диодный мостовой выпрямитель, который обеспечивает выходную мощность постоянного тока 1100 А для гальваники. Полупроводниковые выпрямители соединены параллельно шинами и установлены на высокопроизводительном экструдированном радиаторе, который охлаждается центробежным вентилятором с двойным входом. Компания APS использовала свои существующие возможности в области усовершенствованного управления температурным режимом, чтобы быстро спроектировать и изготовить эту нестандартную сборку для заказчика.

Новый высоковольтный выключатель до 18 000 В /…

17.09.2013

Компания Applied Power Systems произвела этот высоковольтный твердотельный переключатель, интегрировав стандартные и готовые продукты, в том числе плату драйвера затвора высоковольтного тиристора BAP-1289, полупроводниковую сборку высоковольтного тиристора и высоковольтную зажимную систему, которая минимизирует как электрическое, так и тепловое сопротивление при обеспечение тесного контакта полупроводника с радиатором и шинами для достижения максимальной производительности устройств. Устройство способно коммутировать 10 000 ампер при 18 000 В в импульсном режиме и использовалось в различных приложениях, от импульсных лазеров до запуска плазмы…

3-фазный диодный мост Рассчитан на 3000 В постоянного тока при 1500…

09.02.2013

Компания Applied Power Systems (APS) только что построила этот 3-фазный диодный мост для удовлетворения требований к мощному выпрямлению дизельного генератора, используемого в тяговом двигателе.