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  上一篇講到每個IC或負載基本上就是阻抗,要好好思考怎麼用對的Amplifier去搭配。本篇,帶你進入進階版,電容的用法。

  如果讀者有學過電子學,請注意Vcc-端在課本上為了講解方便,一律都是掛上個負電壓源,但在現實生活中往往不是這樣,除非是我們後來提到的特殊IC。下圖是現實生活中我們常用到的IC電路,實際上就是在Vcc-端直接下地,而Vin-端除了differential input(差動)外,也可視為下地。那麼,這顆OP的工作電壓為了有最大的Dynamic range(動態範圍),一般都會設計在1/2*Vcc。(1/2*Vcc會出現在Vin+與Vout)

 

  把各個IC的工作電壓考慮進來後,前級推後級這種串聯架構中間就必須加個電容來把兩邊不同的DC準位隔開。如下圖。DC block電容的選法除了耐電壓要高於訊號外,如果放在會發熱的元件附近,如Speaker amplifier,一定要選用X7R或C0G以上可以耐到125度C,否則電容損壞,前後級的IC一但導通就混跟著損毀。請不要忽視溫度的影響,在做音響等級(>1W)的產品時,除了speaker amplifier元件本身可能會產生超過100度以上的高溫!!這也是為什麼散熱片與風扇的設計對一個音響系統是不可或缺的。

 

  電容值的選法可以直接將看做RC電路,其中R就是後級IC的Rin。一般而言Rin會註明在規格書上(可能會隨著不同增益gain值而不同哦!),如果沒有被標示,一來手動量測雖然可行但是麻煩,二來表示該IC的設計者不夠專業,或是不敢保證這規格是否有誤差在,因此請不要使用該IC吧!C的選法在這樣的應用上可以當做對訊號做一個HPF(Highpass Filter,因為DC是0Hz,被濾掉就是高通濾波器),其cutoff frequency fc=1/(2*pi*Rin*C),簡單來說我們要將該頻率設計在20Hz以下。當然如果整個產品有包含喇叭等揚聲器的話,若是揚聲器的f0(共振頻率)蠻高的話,電子給出這麼多的低頻給喇叭也只是浪費掉,最嚴重的情況就是會損壞喇叭,所以若知道喇叭特性的話,是可以將電路的fc設在比20Hz略高的地方。

  例如我們遇到一顆IC的Rin是20k ohm,C我們就可以選用1uF,如此算出來的3dB頻率點是在16Hz附近。

  知道電容在audio電路裡的重要性後,下一篇我們來介紹電容怎麼跟喇叭揚聲器串接。

 

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