讓我們做一個(gè)超低噪聲、48 V、幻像麥克風(fēng)電源怎么樣?
發(fā)布時(shí)間:2020-06-01 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】專業(yè)級(jí)電容麥克風(fēng)需要使用48 V電源為內(nèi)部電容傳感器充電,以及為內(nèi)部緩沖器供電,以提供高阻抗傳感器輸出。該電源的電流很低,一般只有幾mA,但因?yàn)辂溈孙L(fēng)的輸出電平非常低,并 且緩沖器本身的電源波紋抑制性能不佳,因此要求電源必須具有極低的噪聲。此外,幻像電源不得將EMI注入相鄰的低電平電路,這是緊湊型產(chǎn)品始終需要解決的一大挑戰(zhàn)。
Q:是否可以利用5 V、12 V或24 V輸入生成緊湊的超低噪聲幻像電源 (48 V)?
A:可以,需要使用一個(gè)簡單的升壓轉(zhuǎn)換器、一個(gè)濾波器電路來降低EMI,通過一個(gè)小技巧則可實(shí)現(xiàn)小尺寸。
專業(yè)級(jí)電容麥克風(fēng)需要使用48 V電源為內(nèi)部電容傳感器充電,以及為內(nèi)部緩沖器供電,以提供高阻抗傳感器輸出。該電源的電流很低,一般只有幾mA,但因?yàn)辂溈孙L(fēng)的輸出電平非常低,并 且緩沖器本身的電源波紋抑制性能不佳,因此要求電源必須具有極低的噪聲。此外,幻像電源不得將EMI注入相鄰的低電平電路,這是緊湊型產(chǎn)品始終需要解決的一大挑戰(zhàn)。
我們可以使用LT8362升壓轉(zhuǎn)換器構(gòu)建一個(gè)高性能電源,該轉(zhuǎn)換器采用60 V、2 A開關(guān),工作頻率最高可達(dá)2 MHz,且采用3 mm × 3 mm小型封裝。下面的電路基于標(biāo)準(zhǔn)的LT8362演示板 DC2628A, 其原理圖如圖1所示。
圖1. 用于構(gòu)建幻像電源的演示電路DC2628的原理圖。
該演示板上的輸入EMI濾波器能夠借助與輸入串聯(lián)的開關(guān)電感器,有效過濾高頻率噪聲。在輸出端,情況則沒有這般理想。輸出EMI濾波器能夠有效抑制MHz區(qū)域的噪聲,但對(duì)音頻區(qū)域的噪聲沒什么效果。這些噪聲主要由反饋環(huán)路中的30×增益引起,這會(huì)放大LT8362的基準(zhǔn)電壓源噪聲。
消除這些噪聲的方法之一是在輸出端增加電容。只要增加足夠電容就有效,但對(duì)于48 V輸出,實(shí)際電容的最低工作電壓為63 V,這意味著所需的電容既大又昂貴。
第二種方法是將LT8362 輸出增大1 V或2 V,并在輸出端增加一個(gè)LDO穩(wěn)壓器。這需要采用高壓LDO穩(wěn)壓器,其成本一般高于低壓穩(wěn)壓器。此外,雖然這些穩(wěn)壓器在低輸出電壓下具有低噪聲,但是使用基準(zhǔn)電壓的器件 也會(huì)遇到與LT8362一樣的基準(zhǔn)電壓源噪聲倍增問題。
第三種方法是:因?yàn)辂溈孙L(fēng)輸出的靈敏性并非高度依賴電源電壓,所以無需對(duì)幻像電源實(shí)施完全調(diào)節(jié)。這意味著,我們可以將一些電阻與輸出電容串聯(lián),以提升其有效性;但是,這只能在一定程度上減小高壓電容的尺寸。
比較好的方法是讓輸出電容看起來比實(shí)際大。我們可以使用一種稱之為電容倍增的傳統(tǒng)方法來實(shí)現(xiàn)。在圖2的灰色陰影部分可看到這個(gè)簡單電路。
圖2. 與圖1所示的電路相同,但輸出端配有電容倍增器(灰色)來抑制開關(guān)穩(wěn)壓器產(chǎn)生的音頻噪聲。
其中,100 μF電容控制基極電流的波紋,所以其對(duì)集電極電流的影響會(huì)以NPN晶體管的beta值放大。影響非常顯著。圖3a顯示LT8362電路在C4(濾波之前)處的輸出,負(fù)載為1 kΩ (50 mA)。
圖3.濾波之前和之后。(a)在C4處(濾波之前)測量時(shí),升壓穩(wěn)壓器輸出的噪聲含量約為0.2%。(b) 濾波之后,輸出的噪聲含量明顯減少,為0.002%。
噪聲約為80 mV p-p,相當(dāng)于約0.2%的噪聲含量。對(duì)于非關(guān)鍵應(yīng)用,這種噪聲含量可能足夠,但在濾波之后,輸出噪聲性能明顯改善,約為1 mV p-p,如圖3b所示。這相當(dāng)于約0.002%或20 ppm噪聲含量,足以滿足最嚴(yán)苛的應(yīng)用要求。圖4顯示工作臺(tái)設(shè)置。
圖4. 使用演示電路DC2628的干凈幻像電源的工作臺(tái)設(shè)置。
晶體管SBCP56-16T1G用于在低電流下實(shí)現(xiàn)高VCBEO (80 V) 和高β。高β讓電容倍增器具備高表觀電容,并且隨輸出電流變化保持相對(duì)恒定的壓降。輸出電壓從2 kΩ負(fù)載時(shí)的47.8 V降低至500 Ω負(fù)載時(shí)的47.5 V,足以滿足麥克風(fēng)應(yīng)用的要求。在沒有測試噪聲和穩(wěn)壓效果的情況下,不要替換另一個(gè)晶體管。
測試時(shí)使用16 V輸入,但性能與12 V至24VIN類似。有些應(yīng)用可能要求從5 V開始升壓,這可以通過將LT8362的開關(guān)頻率從2 MHz降至1 MHz來實(shí)現(xiàn),從而實(shí)現(xiàn)75 ns的最小關(guān)斷時(shí)間。這也要求提高L1,達(dá)到約10 μH至15 μH,并且將大容量輸出電容C4加倍,以保持等效性能。
LT8362
● 寬輸入電壓范圍:2.8V 至 60V
● 超低靜態(tài)電流和低紋波突發(fā)模式 (Burst Mode®) 操作:IQ = 9μA
● 2A、60V 電源開關(guān)
● 利用單個(gè)反饋引腳來進(jìn)行正或負(fù)輸出電壓編程
● 可編程的頻率 (300kHz 至 2MHz)
● 可同步至外部時(shí)鐘
● 擴(kuò)展頻譜頻率調(diào)制用于實(shí)現(xiàn)低 EMI
● 針對(duì)較高效率的 BIAS 引腳
● 可編程的欠壓閉鎖 (UVLO)
● 耐熱性能增強(qiáng)型 10 引腳 3mm x 3mm DFN 封裝和 16 引腳 MSOP 封裝
推薦閱讀:
特別推薦
- 兆易創(chuàng)新GD32F30x STL軟件測試庫獲得德國萊茵TüV IEC 61508功能安全認(rèn)證
- 芯科科技第三代無線開發(fā)平臺(tái)引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
- MSO 4B 示波器為工程師帶來更多臺(tái)式功率分析工具
- 艾為電子推出新一代高線性度GNSS低噪聲放大器——AW15745DNR
- 瑞薩發(fā)布四通道主站IC和傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)器, 以推動(dòng)不斷增長的IO-Link市場
- e絡(luò)盟現(xiàn)貨供應(yīng) Abracon 新推出的 AOTA 系列微型鑄型電感器
- 加賀富儀艾電子推出支持Wi-Fi 6和藍(lán)牙的無線局域網(wǎng)/藍(lán)牙組合模塊
技術(shù)文章更多>>
- 【“源”察秋毫系列】 Keithley在碳納米管森林涂層纖維復(fù)合材料的應(yīng)用
- 數(shù)字驅(qū)動(dòng)工業(yè),智能賦能制造 AMTS & AHTE SOUTH CHINA 2024同期會(huì)議全公開!
- 團(tuán)體觀展招募!104CEF開啟組團(tuán)觀眾通道,解鎖更多禮遇
- 觸摸式OLED顯示屏有望重新定義汽車用戶界面
- 用Python自動(dòng)化雙脈沖測試
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
電阻觸控屏
電阻器
電阻作用
調(diào)速開關(guān)
調(diào)諧器
鼎智
動(dòng)力電池
動(dòng)力控制
獨(dú)石電容
端子機(jī)
斷路器
斷路器型號(hào)
多層PCB
多諧振蕩器
扼流線圈
耳機(jī)
二極管
二極管符號(hào)
發(fā)光二極管
防靜電產(chǎn)品
防雷
防水連接器
仿真工具
放大器
分立器件
分頻器
風(fēng)力渦輪機(jī)
風(fēng)能
風(fēng)扇
風(fēng)速風(fēng)向儀