+/- 9V DC電源

シンプルなオーディオミキサープロジェクトに取り組んでいます。私が使用しているオペアンプ（LM741）は+ 9Vおよび-9V入力を受け取ります。私は現在、2つの9Vバッテリーを一緒に配線し、+をもう一方の-に接続し、ペアを接地することでこれを取得しています。これは動作するようですが、電源に切り替えたいと思います。たくさんの9V電源を見つけることができますが、極性は1つだけです。センターマイナス電源から+ 9Vを得る簡単な方法はありますか？おそらくインバータ回路か何かが必要だと思いますが、自分のしていることがよくわかりません。

電源の少なくとも1つが分離されていると仮定すると（優れた電源である場合は当てはまりますが、安価な場合はそうではない可能性があります）、2つの電源のスタックを作成して、出力を0 V、9 Vにすることができます。そして18 V.次に、次のようにオペアンプ回路を接続します。

• 電源18 V-> 9 Vオペアンプピン
• 電源9 V-> 0 Vオペアンプピン
• 電源0 V-> -9 Vオペアンプピン

これについて考えるもう1つの方法は、アース（0 V）は相対的な選択であることを理解することです。1つの回路内で一貫している限り、選択を変更できます。

もう1つの注意-「分離」とはどういう意味か説明しなければなりません。安価な電源では、接地ピンが電源コードの中性線に接続されます。ほとんどの場合、それで問題ありません。ただし、電源を積み重ねる場合は、絶縁された電源、つまり出力ピンが内部で電源コードに接続されていない電源が必要です。

絶縁されていない電源を積み重ねようとすると、正の出力が中性線に接続されます。これは、電源を短絡させるのと同じであり、内部のヒューズが溶断します。（それが本当に安い供給であるならば、これはそれを破壊するでしょう。）

他の1つの解決策

絶縁された電源に手を置くことができない場合は、スイッチドキャパシタ電圧コンバータを使用できます。これは、コンデンサを充電し、ピンをすばやくシフトして、以前は正のリードであったものがグランドに接続され、古いグランドが負の出力になるチップです。この充電/切り替えルーチンは10〜100 kHzで行われるため、人間にとっては負の電源のように見えます。

1. LM741はオーディオ用のひどいオペアンプです。NE5532は15 dBほど静かで、しかも安価です。 オーディオオペアンプに関する注意
2. 最良のダイナミックレンジを得るには、できるだけ高いレールを使用する必要があります。私が取り組んでいるミキサーは常に±15 Vです。これは、ほとんどのオペアンプが推奨する最高電圧だからです。
3. 中央タップ付きの出力が分割された電源装置が存在しますが、現在は見つかりません。これは、2つの絶縁型電源を積み重ねることと本質的に同じです。また、中心タップ付きの変圧器を使用して独自の電源を常に構築し、線形電源を構築する方法を学ぶこともできます。それほど複雑ではありません： 高品質オーディオミキサー-ステージ3-電源

0Vに大量の電流をソースまたはシンクすることなく、単一電源しかない場合にできることの1つは、「仮想グラウンド」を使用することです。

たとえば、24Vの電源しかなく、2つのリード、電源とリターンがあるとします。オペアンプを専用して中間点を安定させ、それを0V基準として使用することにより、-12V / 0V / + 12Vを得ることができます。つまり、24V電源が+ 12Vラインになり、24V電源の戻りが-12Vラインになり、専用のオペアンプが0Vラインを生成します。あなたがするすべてはあなたに中間点を与えるために24Vを渡って50％の分圧器を置いて、それから電圧フォロワ構成でそれをバッファリングすることです。

基本的に、オペアンプは+ V / -Vレールから給電されますが、問題は接地されていません。中間点電圧フォロアは、中点を効果的に「調整」します。制限は、仮想グラウンドに供給できるオペアンプが処理できる以上の電流をソースまたはシンクできないこと、または参照を失うことです。

私は通常、反転チャージポンプを使用して負の電圧レールに電力を供給しています。ノイズ要件に注意してください。出力でLCフィルターを使用して、スイッチングリップルを減らす場合があります。digikeyカテゴリの専門用語では、「反転スイッチドキャパシタDC-DCレギュレータ」が必要です。これにより、+ 9V入力が-9Vに変わります（-8.8Vなどに近い）。

オーディオで作業する場合は、スイッチング周波数がオーディオ範囲をはるかに超えるICを選択します。400kHzが一般的な値ですが、10kHzから2MHzの範囲です。回路にデジタル回路が組み込まれていてコンパクトな場合は、スイッチング同期入力を備えたチャージポンプを検討してください。ノイズを最小限に抑えるには、スイッチングコンデンサをできるだけICの近くに配置してください。

digikey / mouserを検索すると、選択肢がたくさんあります。SOT-23-5からDIP-8までのすべてに含まれる、必要なパラメーター/パッケージを入力するだけです。

大電流バッファを使用して仮想グラウンドを作成できます。

BUF634は、ここで使用され、150ミリアンペア（TO-220バージョン250 mA）を供給することができ、あなたの9V電池から描きたい超えるされます。

（ここで恥知らずに盗まれた画像）

グランド基準信号用の+/-電源を用意するのは良いことですが、あなたを含む多くの場合、それは必要ではありません。それは概念的に設計を単純にすることができますが、特にあなたの場合、より複雑な電源は、シングルエンド電源で動作するようにアンプを設計するよりも問題になる可能性があります。

注意すべき点は、オーディオはACのみであることです。入力のDC成分は無視できますが、実際には無視してください。同様に、出力には平均DC成分があってはなりません。この観察結果から、入力と出力の両方を、アンプが内部で動作する他の電圧にコンデンサ結合できることがわかります。

9Vの値がどこから来たのか、あなたは言いませんでした。これが、必要な電圧オーバーヘッドを慎重に検討したためなのか、または利用可能な電源やバッテリー電圧による利便性のためなのかは明らかではありません。追加情報がない場合、出力電圧範囲が必要であると想定する必要があります。壁のイボは電圧の広い範囲で簡単に利用できるので、18〜28ボルトの範囲のシングルエンドDC電源で動作するようにアンプを設計します。

他の人が指摘したように、LM741はオーディオにはかなり劣っています。特にそのようなアプリケーションのためのいくつかのオペアンプがありますが、趣味の目的のために、非常に入手可能で安価なTL07x（デュアル用のTL072、クワッド用のTL074）を見るかもしれません。これらは、はるかに低いノイズと高いスルーレートを持っています。両端に数ボルトのヘッドルームが必要ですが、24V程度の電源があれば十分です。741にも余裕が必要でした。

すべての入力を容量性結合し、内部信号を電源の半分にバイアスした回路を設計します。必然的に電源ノイズが出力に混入しないように、この半分の電源信号を必ずフィルターにかけてください。多くの電流をシンクまたはソースする必要がないため、完全な仮想グラウンドである必要はありません。それは地面というよりも「バイアス」のようなものです。

この方向性に関心をお持ちの場合は、お知らせください。詳細をお知らせいたします。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

図1.通常の9 V PSUウォールウォート。図2. + 9/0 / -9 V用に変更。

図2に示すように、標準の9 Vウォールワート電源を簡単に変更できます。リップル電圧が悪化し、各電源の最大電流が元の仕様の半分になるため、ハムを除去するために、いくつかの大きなコンデンサまたは電圧レギュレータをお勧めします。

PSUの標準ジャックを保持したい場合は、整流器とコンデンサーを取り外してAC PSUに変換し、ダイオードとキャップをプロジェクトケースに入れます。

仮想接地回路を使用して、この回路でオペアンプの+/- vccを取得できます