コンピュータのUSBなどのUSBソケットからの5V電源で動作するように設計されたオーディオアンプは、USBアンプと呼ばれます。

この記事では、8オームの3ワットスピーカーを駆動するためにコンピューターの5VUSBポートから直接電力を供給できる単純な3ワットのアンプ回路を構築する方法を学びます。このような回路をいくつか作成し、それらを使用して、8オームスピーカーのペアにステレオ出力を作成できます。

その点に注意してください TDA2822ICは現在廃止されています したがって、このICを使用する回路を議論されたプロジェクト良い考えではないかもしれません。ただし、現在の設計は、豊富に入手可能なIC LM4871に基づいており、このICの主な機能と動作を学びましょう。

主な特徴

ICはいかなる種類の結合も伴わずに動作しますコンデンサ、またはブートストラップコンデンサ、またはスナバコンデンサ
ユニティゲインにより非常に安定しています。
WSON、VSSOP、SOIC、またはPDIPパッケージが付属しています
外部ゲイン制御ネットワークを設定できます

重要な仕様：

IC LM4871Dは、定格が3オームまたは4オームで3ワットのスピーカーを処理するように設計されています。
シリーズの残りのすべてのバージョンは、8オームスピーカーで1.5ワットを処理するように指定されています。
ICのシャットダウン電流は内部で通常0.6uAに設定されています
動作電圧範囲は2.0V〜5.5Vで、PCのUSB電源での動作に最適です。
1kHzで8オームのスピーカー負荷での最大全高調波歪みは約0.5％です

ピン配列の仕様とパッケージ

次の画像は、ICと利用可能なパッケージモデル、およびレイアウトのピン配置の詳細を示しています。

5VUSBアンプ回路の動作

パーツリスト

すべての抵抗器1/4ワットまたは1/8ワット、1％MFRまたはSMD

20 K = 2番号
40 K = 2番号
100 K = 3つの番号（Rpuを含む）

コンデンサ

0.39uFセラミック= 1いいえ
1uF / 16Vタンタル= 2個

半導体

IC LM4871 = 1いいえ

上記の回路図に見られるように、LM4871にはいくつかのオペアンプ内部的には、いくつかの指定された方法でアンプを構成するオプションをユーザーに提供します。

最初のアンプのゲインは外部で管理できますが、2番目のアンプは反転ユニティゲインで内部に配線されています。

“ゼロクロッシングソリッドステートリレー ”

最初のアンプの閉ループゲインは、比率Rf / Riの値を適切に選択することで決定できますが、2番目のアンプでは2つの40K抵抗を介して内部的に同じ値が固定されています。

増幅器＃1の出力が増幅器＃2の入力になるように構成されていることがわかります。これにより、両方の増幅器が同じ値の信号を生成できますが、これらは180度位相がずれている可能性があります。

これにより、ICの差動ゲインはAVD = 2 *（Rf / Ri）になります。

通常、どのアンプでも、「ブリッジモード」のセットアップは、接続された負荷を2つの出力Vo1とVo2を介して差動的に駆動することで実装できます。

ブリッジモードで構成されたアンプは、負荷の一端がグランドラインに配線されている従来のシングルエンドアンプとは対照的に、動作原理が異なります。

ブリッジモード回路は、負荷またはスピーカーがプッシュプル方式で切り替えられるため、シングルエンドアンプと比較して効率が高く、交互周波数パルスごとに2倍の電圧スイングが可能です。

これにより、スピーカーは、同じ状況または仕様で、シングルエンドバージョンの4倍の電力を生成できます。

このような増加した電力を達成する能力により、アンプは電流リミッターステージしたがって、望ましくないクリッピングは発生しません。

差動ブリッジ出力の追加の利点は、接続されたスピーカーの両端に正味のDCがないことです。これは、VO1とVO1が同じ電圧レベル（この場合はVDD / 2）でバイアスされているために発生します。これにより、アンプは出力カップリングコンデンサなしで動作できます。出力カップリングコンデンサは、シングルエンドアンプでは必須になります。