THAT QUE2180A, QUE 2180B, QUE 2180C Datasheet

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CARACTÉRISTIQUES APPLICATIONS

• Plage dynamique étendue : >120 dB • Faders

Blackmer®Amplificateurs commandés

en tension à circuit intégré pré-réglés

QUE2180A, 2180B, 2180C

• Large plage de gain : >130 dB

• Contrôle de gain exponentiel (dB)

• Faible distorsion : < 0,01 % (2180 A)

• Large bande passante de gain : 20 MHz

• Deux ports de contrôle de gain (positif/négatif)

• Compatible avec les broches de la série 2150

Description

Les amplificateurs à tension contrôlée (VCA) intégrés de la série THAT 2180 sont des dispositifs à courant d'entrée/de sortie très performants, dotés de deux ports de commande sensibles à la tension et de polarité opposée. Ils offrent une large plage de contrôle exponentiel du gain et de l'atténuation, avec une faible distorsion du signal. Les composants sont ajustés dès la fabrication sur plaquette pour un faible taux de distorsion harmonique (THD) et une faible diaphonie de la tension de commande, sans nécessiter de réglage ultérieur.

• Panners

• Compresseurs

• Extenseurs

• Égaliseurs

• Filtres

• Oscillateurs

• Systèmes d'automatisation

La conception du VCA tire parti d'un procédé d'isolation diélectrique entièrement complémentaire, offrant des paires NPN/PNP parfaitement appariées, pour des performances discrètes au prix d'un circuit intégré. Disponibles en trois qualités, sélectionnées pour leur faible distorsion corrigée en usine, ces composants permettent à l'utilisateur d'optimiser le rapport coût/ performance. La série 2180 est proposée en boîtier SIP (Single-In-Line) à 8 broches.

COURANT DE POIGNÉE

COMPENSATION

Saisir

Gnd

Vbe

MULTI-

PLIER

Figure 1. Schéma du circuit équivalent de la série 2180

THAT Corporation ; 45 Sumner Street ; Milford, MA 01757-1656 ; États-Unis Tél. :

+1 508 478 9200 ; Fax : +1 508 478 0990 ; Site web : www.thatcorp.com

Iadj

Iset

Sortir

Sym

Vcc

Ec+

Ec-

Nom de l'épingle Numéro PIN

Saisir 1

Ec+ 2

Ec- 3

Sym 4

V- 5

Gnd 6

V+ 7

Sortir 8

Tableau 1. Affectation des broches

Distorsion harmonique totale maximale à 1 V,

V-

1 kHz, 0 dB

SIP en plastique

0,01% 2180AL08-U 0,02% 2180BL08-U 0,05% 2180CL08-U

Tableau 2. Informations de commande

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Convertisseurs de tension intégrés Blackmer® pré-ajustés

CARACTÉRISTIQUES1

Valeurs maximales absolues2,3

Tension d'alimentation positive (VCC

Tension d'alimentation négative (V)EE)

Courant d'alimentation (ICC) Maximum

∆EC

EC+- (EC-)

+ 20 V

- 20 V

10 mA

± 1 V

Dissipation de puissance (PD) (TUN= 75 °C)

Plage de température de fonctionnement (TOP

Plage de températures de stockage (T)ST)

330 mW

0 à +70 °C

-40 à +125 °C

Conditions de fonctionnement recommandées

Tension d'alimentation positive

Tension d'alimentation négative

Courant de polarisation

Courant de signal

VCC

VEE

jeENSEMBLE

jeDANS+ JeDEHORS

VCC- VEE= 30 V

jeENSEMBLE= 2,4 mA

2180A

Type min

+ 4

+ 15

+ 18

- 4

- 15

- 18

2.4

5 5 5

— 0,35 1,5 — 0,35 1,5 — 0,35 1,5 mARMS

+ 4

- 4 1

2180B

Type

+ 15

- 15

2.4

+ 18

- 18

2180C

TypeParamètre Symbole Conditions Max Min Max Min Max Unités

+ 4

+ 15

- 4

- 15

2.4

+ 18

- 18VV mA

Caractéristiques électriques2

2180A

Type min

Courant d'alimentation

Courant de polarisation d'entrée équivalent IB Aucun signal — 2 10 — 2 12 — 2 15 n / A

Tension de décalage d'entrée

Tension de décalage de sortie VÉteint (Sorti) Rdehors= 20 kΩ

Courant de ralenti de la cellule de gain

Constante de contrôle de gain TUN=25°C (TÉBRÉCHER≅35°C)

jeCC

VOFF(IN)

jeINACTIF

Aucun signal — 2.4 4 — 2.4 4 — 2.4 4 mA

Aucun signal — ±5 — — ±5 — — ±5 — mV

Gain de 0 dB + 15 dB de gain + 30 dB de gain

— 0,5

— 1 — 3

1 3

— 20 — — 20 — — 20 — µA

-60 dB < gain < +40 dB EC+/Gain (dB) EC-/Gain (dB)

Contrôle de gain TempCo ∆EC/∆TÉBRÉCHERRéf. TÉBRÉCHER= 27°C — + 0,33 — — + 0,33 — — + 0,33 — %/°C

Broche 2 (Fig. 14)

Broche 3

6,0 6,1 6,2 6,0 6,1 6,2 6,0 6,1 6,2 mV/dB

- 6,2 - 6,1 - 6,0 - 6,2 - 6,1 - 6,0 - 6,2 - 6,1 - 6,0 mV/dB

— 1

— 1,5

— 5

2180B

Type

2180C

TypeParamètre Symbole Conditions Max Min Max Min Max Unités

— 1,5

— 3 — 9

10 30

mV mV mV

Linéarité du contrôle de gain Gain de -60 à +40 dB — 0,5 2 — 0,5 2 — 0,5 2 %

Isolation désactivée à 1 kHz EC+= -360 mV,EC-=+360mV 110 115 — 110 115 — 110 115 — dB

Bruit de sortie

en(SORTIE)

20 Hz ~ 20 kHz

Rdehors= 20kΩ

Gain de 0 dB

+ 15 dB de gain

— - 98 — - 88

- 97

- 86

— - 98 — - 88

- 96

- 85

— - 98 — - 88

- 95

- 84

dBV dBV

Tension à V- VV- Aucun signal - 3,1 -2,85 -2,6 - 3,1 -2,85 -2,5 - 3,1 -2,85 -2,6 V

1. Toutes les spécifications sont susceptibles d'être modifiées sans préavis.

2. Sauf indication contraire, TUN=25ºC, VCC=+15V, VEE= -15V.

3. Des contraintes supérieures à celles indiquées sous «Valeurs maximales absolues» peuvent endommager irrémédiablement le dispositif. Ces valeurs ne constituent que des limites de contrainte; le fonctionnement du dispositif dans ces conditions, ou dans toute autre condition supérieure à celles indiquées dans les sections relatives au fonctionnement de la présente spécification, n’est pas garanti. Une exposition prolongée aux valeurs maximales absolues peut affecter la fiabilité du dispositif.

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Caractéristiques électriques (suite)2

2180A

Type min

Distorsion harmonique totale (THD) 1 kHz, sans réglage externe V

DANS= 0 dBV, gain de 0 dB VDANS=

+10 dBV, gain de -15 dB VDANS= -5

dBV, gain de +15 dB

Vitesse de balayage RDANS= RDEHORS= 20 kΩ — 12 — — 12 — — 12 — V/µs

Gain à 0 V de tension de commande EC-= 0 mV -0,1 0,0 +0,1 -0,15 0,0 +0,15 -0,2 0,0 +0,2 dB

— 0,005

— —

0,020 0,020

0,010 0,030 0,030

2180B

Type

— 0,010 — 0,030 — 0,030

0,020 0,040 0,040

2180C

TypeParamètre Symbole Conditions Max Min Max Min Max Unités

— 0,030 — 0,040 — 0,040

0,050 0,070 0,070

Vcc

2180

Ec-

22p

Série

DANS

10u

VCA

20k

V+

- DANS

V-

GND

EcEc+4

SYM

DEHORS

Caroline du Nord

20k

OP275

% % %

DEHORS

Alimentations électriques

5,1k

Vcc = +15 V

Vee = -15 V

Vee

Figure 2. Circuit d'application typique

Figure 3. Réponse en fréquence de la série 2180 en fonction du gain Figure 4. Bruit de la série 2180 (bande passante nette de 20 kHz) en fonction du gain.

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Théorie de fonctionnement4

Les amplificateurs à tension contrôlée (VCA) de la série THAT 2180 sont conçus pour des applications audio hautes performances exigeant un contrôle de gain exponentiel, une faible distorsion, une large plage dynamique et une faible diaphonie. Ces composants contrôlent le gain en convertissant un signal de courant d'entrée en une tension logarithmique bipolaire, en ajoutant une tension de commande continue, puis en reconvertissant la tension résultante en courant via un circuit antilogarithmique bipolaire.

La figure 5 présente un schéma interne du circuit intégré considérablement simplifié. Le courant du signal d'entrée alternatif circule sur la broche 1, la broche d'entrée. Un amplificateur opérationnel de transconductance (OTA) interne maintient la broche 1 à un potentiel de masse virtuelle en pilotant les émetteurs de Q1 et (via le générateur de polarisation) de Q3. Les transistors Q3/D3 et Q1/D1 transforment le courant d'entrée en logarithme, produisant une tension V3, qui représente le logarithme bipolaire de ce courant. (La tension à la jonction de D1 et D2 est identique à V3, mais déphasée de quatre volts.)êtregouttes.)

Figure 6. Gain en fonction de la tension de commande (EC+, Pin 2) à 25°C

Contrôle du gain

La broche 8, la sortie, étant généralement connectée à une masse virtuelle, les transistors Q2/D2 et Q4/D4 prennent le signal bipolaire antilogarithmique de V3, générant un courant de sortie identique au courant d'entrée. Si les broches 2 (Ec+) et 3 (Ec-) sont mises à la masse, le courant de sortie est égal au courant d'entrée. Si la broche 2 est à l'état haut ou la broche 3 à l'état bas, le courant de sortie est amplifié par rapport au courant d'entrée. Inversement, si la broche 2 est à l'état bas ou la broche 3 à l'état haut, le courant de sortie est modulé en dessous du courant d'entrée.

Figure 5. Schéma simplifié du circuit interne

Figure 7. Gain en fonction de la tension de commande (EC-, Broche 3) à 25°C

Figure 8. Gain en fonction de la tension de commande (EC-) avec Temp (°C)

En fonctionnement normal, le courant de sortie est converti en tension par un convertisseur courant-tension à amplificateur opérationnel, comme illustré sur la figure 2. Le rapport de conversion est déterminé par la résistance de contre-réaction connectée entre la sortie et l'entrée inverseuse. Le trajet du signal à travers le VCA et l'amplificateur opérationnel de sortie est non inverseur.

Le facteur d'échelle entre les courants de sortie et d'entrée correspond au gain du VCA. Le gain peut être contrôlé par la broche 2 (Ec+), la broche 3 (Ec-) ou les deux. Le gain est exponentiellement proportionnel à la tension sur la broche 2 et exponentiellement proportionnel à l'opposé de la tension sur la broche 3. Par conséquent, la broche 2 (Ec+) est la broche de référence. tandis que la broche 3 (Ec-) est le

positif

port de contrôle,

4. Pour plus de détails sur le fonctionnement interne des VCA de la série 2180, voir A

contrôlée

, par Gary K. Hebert (directeur technique de THAT Corporation), présenté lors du 99e congrès de l'Audio Engineering

Society, New York, prépublication numéro 4055.

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n Amplificateur monolithique amélioré à tension

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négatif

port de commande. En raison de la caractéristique

exponentielle, la tension de commande détermine le gain

linéairement en décibels

décibels d'un 2180 en fonction de la tension à Ec+, tandis que la figure 7 montre le gain en fonction de Ec-.

La figure 6 montre le gain en courant en

Effets de la température

Le fonctionnement en mode logarithmique et antilogarithmique du VCA dépend de la relation logarithmique entre la tension et le courant dans une jonction semi-conductrice (en particulier, entre la tension de seuil d'un transistor).êtreet moic Comme on le sait, cette relation dépend de la température. Par conséquent, le gain de tout VCA log-antilog dépend de sa température.

La figure 8 illustre l'influence de la température sur le port de commande négative. (Le port de commande positive se comporte de la même manière.) Notez que le gain à Ec = 0 V est de 0 dB, quelle que soit la température. Une variation de température modifie… la courbe autour du point 0 dB.

facteur d'échelle

Mathématiquement, la caractéristique de gain du 2180 est

du gain de 0,33 %/°C, ce qui fait pivoter

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Courants de polarisation CC

La consommation de courant du 2180 est déterminée par la résistance entre la broche 5 (V-) et la tension d'alimentation négative (V).EEEn général, avec une alimentation de 15 V, la résistance est de 5,1 kΩ.Ω,qui fournit environ 2,4 mA. Ce courant est divisé en deux: 570 μA servent à polariser le circuit intégré, et le reste devient Icell, comme illustré sur la figure 5. Icell est ensuite divisé en deux parties: environ 20 μA polarisent les transistors principaux (Q1 à Q4), le reste étant disponible pour le courant de signal d’entrée et de sortie.

Passage CC

Normalement, une faible composante continue est présente sur la broche 8 (la sortie). Lorsque le gain est modifié, cette composante continue l'est également. Cette diaphonie de tension de commande est plus marquée avec l'augmentation du gain; la version –A du composant présente la diaphonie la plus faible, la version –C la plus élevée. Voir la figure9 pour les courbes typiques de la composante continue en fonction du gain.

Gagner

=(0,0061)(1+0,0033

−

Éq. 1

EC+−EC

où∆T représente la différence entre la température ambiante (25 °C) et la température réelle, et Gain le gain en décibels. À température ambiante, cela se réduit à

Gagner

EC+−EC

0,0061

− ,

Éq. 2

Si seul le port de commande positive est utilisé, cela devient

Gagner

0,0061 ,

Éq. 3

Si seul le port de commande négative est utilisé, cela devient

Gagner

−

0,0061 ,

Éq. 4

Figure 9. Décalage CC représentatif en fonction du gain

Performance audio

La conception, la fabrication et les tests des VCA de la série 2180 garantissent d'excellentes performances audio lorsqu'ils sont utilisés conformément aux recommandations. En particulier, le 2180 maintient une faible distorsion sur une large plage de gain, de coupure et de niveaux de signal. Les figures 10 à 12 présentent les performances de distorsion typiques pour des échantillons représentatifs de chaque qualité du composant. La figure 13 illustre le contenu harmonique de la distorsion d'un composant typique de qualité B.

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Figure 10. Distorsion harmonique totale + bruit (THD+N) à 1 kHz en fonction du niveau d'entrée, gain de 0 dB Figure 12. Taux de distorsion harmonique totale + bruit (THD+N) à 1 kHz en fonction du niveau d'entrée, gain de -15 dB

Figure 11. Distorsion harmonique totale + bruit à 1 kHz en fonction du niveau d'entrée, gain de +15 dB Figure 13. FFT du THD, gain de 0 dB, 1 kHz, 0 dBV, Typ. 2180B

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Applications

Saisir Distorsion haute fréquence

Comme indiqué précédemment, les signaux d'entrée et de sortie sont des courants, et non des tensions. Bien que cela puisse parfois poser des difficultés conceptuelles aux concepteurs découvrant cette convention, le mode d'entrée/sortie actuel offre une grande flexibilité d'application.

La broche d'entrée (broche 1) est une masse virtuelle avec contreréaction interne (voir figure 5, page 4). La résistance d'entrée (représentée par 20 kΩ) est également une résistance d'entrée.Ω(Voir figure 2, page 3): le convertisseur doit être adapté pour convertir la tension d'entrée alternative disponible en un courant dans la plage de linéarité du dispositif. En général, pour une distorsion optimale, les courants d'entrée de crête doivent être maintenus en dessous de 1mA.

Les figures 10 à 12 montrent la distorsion en fonction du niveau du signal pour les trois parties de la série 2180 pour 0 dB,

Gain de +15 dB et de -15 dB. Le circuit de la figure 2, page 3, a été utilisé pour générer ces courbes.

Pour une application donnée, la distorsion admissible détermine généralement le niveau maximal de courant de signal utilisable. Notez qu'avec 20 kΩ,Ωrésistances de conversion courant-tension, la distorsion reste faible même à une entrée de 10 V rms à 0 dB ou

Le gain est de -15 dB, et de +15 dB à une entrée de 1,7 V rms (sortie d'environ 10 V rms). Ceci est particulièrement vrai pour les versions A et B du composant.

Distorsion vs. Bruit

Un concepteur peut faire un compromis entre bruit et distorsion en diminuant la valeur de 20 kΩ.ΩLes résistances de conversion courant-tension utilisées à l'entrée et à la sortie sont représentées sur la figure 2, page 3. Pour chaque dB de diminution de la valeur de ces résistances, le bruit de tension à la sortie de l'OP275 est réduit de 1 dB. Par exemple, avec une résistance de 10 kΩ, le bruit de tension à la sortie de l'OP275 est réduit de 1 dB.Ωavec des résistances, le bruit de fond de sortie chute à

– 104 dBV (valeur typique) à 0 dB de gain — soit une réduction du bruit de 6 dB grâce à 10 kΩest la moitié de (6 dB inférieur à) 20 k Ω.

À l'inverse, si la distorsion harmonique totale (THD) est plus importante que les performances en matière de bruit, il convient d'augmenter ces résistances à 40 kΩ.ΩCela augmentera le niveau de bruit de 6 dB, tout en réduisant la distorsion aux niveaux de tension maximum. De plus, si les niveaux de signal maximum sont supérieurs (ou inférieurs) à la valeur standard de 10 V efficaces, ces résistances doivent être dimensionnées en fonction des tensions réelles présentes dans le circuit. Le régulateur 2180 traitant les signaux comme des courants, ces circuits intégrés peuvent même fonctionner avec des niveaux de signal bien supérieurs aux tensions d'alimentation du 2180, à condition d'utiliser des résistances de valeur appropriée.

Le choix de la résistance d'entrée a un effet supplémentaire, subtil, sur la distorsion. Les impédances de contre-réaction autour de l'amplificateur opérationnel interne (essentiellement Q1/D1 et Q3/D3) étant fixes, une faible valeur de la résistance d'entrée nécessitera un gain en boucle fermée plus important de l'amplificateur opérationnel. Le gain en boucle ouverte diminuant naturellement aux hautes fréquences, une demande de gain trop élevée entraînera une augmentation de la distorsion dans les hautes fréquences. Pour des performances optimales, cette résistance devrait être de 10 kΩ.Ωou plus.

Stabilité

Un autre point à prendre en compte est la stabilité: l’amplificateur opérationnel interne est conçu pour fonctionner avec des impédances de source inférieures à 60kΩ.Ωaux hautes fréquences. Pour la plupart des applications audio, cela ne posera aucun problème.

Couplage CC

Le niveau de tension continue au repos à l'entrée (tension de décalage d'entrée) est d'environ +0 mV, mais, comme pour de nombreux amplificateurs opérationnels d'usage général, ce niveau n'est pas parfaitement contrôlé. Tout courant continu en entrée induit une tension continue en sortie, modulée par le gain; cela peut engendrer des bruits parasites audibles. Si l'entrée est couplée en continu, des courants continus peuvent être générés par la tension de décalage d'entrée du 2180 lui-même, ou par des décalages dans les étages précédents. Par conséquent, un couplage capacitif est quasiment indispensable pour les applications audio de haute qualité. Choisissez un condensateur offrant des performances acceptables dans les basses fréquences pour votre application.

Sommation de plusieurs signaux d'entrée

Plusieurs signaux peuvent être additionnés à l'aide de plusieurs résistances, comme dans une configuration d'amplificateur opérationnel inverseur. Dans ce cas, un seul condensateur de couplage peut être placé près de la broche 1 plutôt que plusieurs condensateurs aux extrémités actives des résistances de sommation. Veillez toutefois à ce que le condensateur ne capte pas de signaux parasites.

Sortir

La broche de sortie (broche 8) doit être connectée à une masse virtuelle afin de convertir le courant qui la traverse en tension (voir figures 2 et 14). Choisissez un amplificateur opérationnel externe offrant de bonnes performances audio. La résistance de contre-réaction doit être choisie en fonction de la constante de conversion courant-tension souhaitée. La résistance d'entrée déterminant la conversion tension-courant à l'entrée,

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le rapport familier de Rf/RjeLe gain en tension global d'un amplificateur opérationnel inverseur sera déterminé lorsque le 2180 est réglé sur un gain en courant de 0 dB. Le VCA fonctionnant de manière optimale avec des réglages proches de l'unité, utilisez les résistances d'entrée et de contre-réaction pour ajuster le gain ou la perte au centre du circuit, si nécessaire.

Un petit condensateur de contre-réaction placé en parallèle avec l'amplificateur opérationnel de sortie est nécessaire pour compenser la capacité de sortie du VCA. Sans lui, cette capacité déstabiliserait la plupart des amplificateurs opérationnels. La capacité sur la broche 8 est typiquement de 15 pF.

Alimentations électriques

Positif

L'alimentation positive est connectée directement à V+ (broche 7). Aucun circuit de dérivation spécifique n'est nécessaire, mais il est recommandé d'inclure un petit condensateur électrolytique (~1 μF) ou céramique (~0,1 μF) à proximité du circuit intégré VCA sur le circuit imprimé. Les performances sont peu sensibles à la tension d'alimentation. La tension d'alimentation minimale admissible est déterminée par la somme des courants d'entrée et de sortie plus IENSEMBLEL'alimentation doit être fournie par la sortie de l'amplificateur de transconductance interne, puis acheminée à travers le noyau et le générateur de polarisation. La réduction des courants de signal peut faciliter l'utilisation de basses tensions d'alimentation. THAT Corporation prévoit de publier une note d'application relative au fonctionnement sous basses tensions d'alimentation. Veuillez vous renseigner sur sa disponibilité.

La tension d'alimentation maximale admissible est déterminée par les caractéristiques du procédé et la consommation électrique interne. La limite nominale est de +18 V.

Négatif

La borne d'alimentation négative est V- (broche 5). Contrairement aux broches d'alimentation négatives classiques, ce point est destiné à être connecté à une source de courant IENSEMBLE(généralement une simple résistance à VEE), qui détermine le courant disponible pour le dispositif. Comme mentionné précédemment, cette source doit fournir la somme des courants des signaux d'entrée et de sortie, ainsi que la polarisation nécessaire au fonctionnement du reste du circuit intégré. La valeur minimale de ce courant est de 570 μA, soit la somme des courants des signaux requis. Habituellement, IENSEMBLE

Le courant devrait être égal à 2,4 mA pour la plupart des applications audio

professionnelles alimentées en ±15 V. Des niveaux de polarisation plus élevés

présentent un intérêt limité, principalement parce que les transistors principaux

deviennent inefficaces pour la commutation (enregistrement et anti-

enregistrement) au-delà de 1 mA.

jeCELLULE= JeENSEMBLE- 350 μA. Par conséquent,

jeENSEMBLE≥Culminer (

jeDANS

) + Pic (

jeDEHORS

) + 570 μA.

La tension à V- (broche 5) est inférieure de quatre chutes de

tension de diode à la masse, ce qui, pour le 2180, est d'environ

- 2,85 V. Étant donné que cette broche est connectée à une alimentation en courant (à haute impédance) et non à une alimentation en tension, le contournement de la broche 5 n'est généralement pas nécessaire.

Sol

La broche GND (broche 6) sert de référence de masse pour le VCA. L'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel interne y est connectée, ainsi que diverses parties du circuit de polarisation interne. Elle ne peut pas être utilisée comme entrée supplémentaire.

Contrôle de tension

Sens négatif

EC-La broche 3 est le port de commande de tension négative. Ce point contrôle le gain de manière inversement proportionnelle à la tension appliquée: une tension positive entraîne une perte, une tension négative un gain. Comme décrit à la page 5, le gain en courant du VCA est unitaire lorsque la broche 3 est à 0V par rapport à la broche 2, et varie avec la tension à environ

- 6,1 mV/dB, à température ambiante.

Sens positif

Comme mentionné précédemment, EC+La broche 2 est le port de commande de tension positive. Un circuit typique utilisant cette approche est illustré à la figure 14.C-(broche 3) doit être mise à la terre, et EC+(broche 2) alimentée par une source de tension à faible impédance. L'utilisation d'une commande de sens opposé permet parfois d'économiser un onduleur dans le circuit de commande. Afin de maintenir le réglage au niveau de la plaquette qui minimise le THD, laissez la broche 4ouvrir.

Vcc

DANS

Alimentations électriques

10u

Vcc = +15 V Vee = -15 V

2180

Série

VCA

20k

5,1k

Vee Ec+

V+

Ec-

DEHORS

- DANS

SYM

Ec+

V-

Caroline du Nord

OP275

22p

20k

DEHORS

Mathématiquement, cela peut s'exprimer comme

jeCELLULE≥Culminer (

jeDANS

) + Pic (

jeDEHORS

) + 220 μA; et

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Figure 14. Port de commande positive utilisant la broche 2 (EC+)

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Positif et négatif

Il est également possible (et parfois avantageux) de piloter les deux ports de commande, soit par commande différentielle (auquel cas les sensibilités de commande de chaque port s'additionnent), soit par deux signaux de commande différents. Rien n'empêche d'utiliser les deux ports de commande simultanément.

Impédance d'entraînement du port de commande

Les ports de commande (broches 2 à 4) sont connectés directement aux bases des transistors d'enregistrement et/ ou d'anti-enregistrement. La précision de l'enregistrement et de l'anti-enregistrement dépend de EC+et EC-

Les tensions étant précisément celles souhaitées pour contrôler le gain, le courant de base des transistors principaux suit naturellement les courants de collecteur. Ces derniers étant dépendants du signal, les courants de base le sont également. Si l'impédance de la source de la ou des tensions de commande est élevée, les courants de base, eux aussi dépendants du signal, induiront des tensions, également dépendantes du signal, aux bornes de commande. Ces tensions perturberont la précision de l'enregistrement et de l'anti-enregistrement, et provoqueront ainsi une distorsion.

Les amplificateurs à tension contrôlée (VCA) de la série 2180 sont conçus pour fonctionner avec une impédance de source nulle sur les broches 2 et 3, et une impédance de source infinie sur la broche 4 (cette dernière doit rester non connectée). Pour exploiter pleinement les performances d'un VCA de la série 2180, l'impédance de source du circuit de commande doit être maintenue nettement inférieure à 50 Ω.Ω.

Cela suggère souvent de piloter directement le port de commande avec un amplificateur opérationnel. Cependant, l'impédance de sortie en boucle fermée d'un amplificateur opérationnel augmente généralement aux hautes fréquences, car le gain en boucle ouverte diminue lorsque la fréquence augmente. L'impédance de sortie d'un amplificateur opérationnel typique est donc inductive aux hautes fréquences. Une inductance excessive dans l'impédance de source du port de commande peut provoquer des oscillations internes du VCA. Dans de tels cas, un amplificateur de puissance de 100 Ω est recommandé.ΩUne résistance en série avec un condensateur de 1,5 nF entre le port de commande et la masse suffit généralement à éviter l'instabilité.

Considérations relatives au bruit

Pour les bons concepteurs audio, il est instinctif de prendre en compte l'influence des composants bruyants sur le trajet du signal. Comme chacun sait, cela concerne non seulement les composants actifs tels que les amplificateurs opérationnels et les transistors, mais aussi le choix des niveaux d'impédance. Les résistances de valeur élevée présentent un bruit thermique intrinsèque plus important, et les performances en matière de bruit d'un circuit par ailleurs silencieux peuvent être facilement compromises par un mauvais choix des niveaux d'impédance.

Ce qui est moins connu, en revanche, c'est l'effet des circuits bruyants et des niveaux d'impédance élevés dans le chemin de commande des circuits de contrôle de tension. La série 2180

Les amplificateurs à tension contrôlée (VCA) fonctionnent comme des multiplicateurs: en l'absence de signal à l'entrée, le bruit à l'entrée de commande est éliminé. Ainsi, lors de la mesure du bruit (en l'absence de signal, comme c'est généralement le cas), même des circuits de commande très bruyants passent souvent inaperçus. Cependant, le bruit présent sur le port de commande de ces composants induit une modulation du signal. Cette modulation peut devenir significative si l'on ne prend pas soin d'utiliser des signaux de commande suffisamment faibles.

Les amplificateurs à tension contrôlée (VCA) de la série 2180 présentent un faible niveau de modulation de bruit intrinsèque dû à leur polarisation de classe AB. Dans ce schéma, le bruit de grenaille des transistors de base est minimal en l'absence de signal et augmente avec la racine carrée du courant du signal instantané. Cependant, dans un circuit optimal, le niveau de bruit n'atteint que -94 dBV avec un signal de 50 µA efficace à gain unitaire, soit une modulation de bruit de 4 dB. En revanche, si un amplificateur opérationnel non inverseur 5534, connecté à gain unitaire, est utilisé pour piloter directement le port de commande, le niveau de bruit atteint 92 dBV, soit une modulation de bruit de 6 dB.

Pour éviter un bruit excessif, il est essentiel d'utiliser des composants électroniques silencieux dans l'ensemble du circuit de commande de tension. Une technique efficace consiste à traiter les tensions de commande à un multiple de la constante de commande finale (par exemple, 61 mV/dB, soit dix fois plus que ce que requiert le VCA), puis à atténuer le signal de commande juste avant l'amplificateur de commande final. En veillant scrupuleusement aux niveaux d'impédance, des amplificateurs opérationnels relativement bruyants peuvent être utilisés pour tous les étages, à l'exception du dernier.

Récupération de signaux parasites

Il est courant que les concepteurs audio conçoivent les circuits imprimés de manière à minimiser la captation de signaux parasites sur le trajet du signal. Tout comme le bruit sur le trajet de contrôle, la captation de signaux parasites sur ce trajet peut nuire aux performances d'un VCA par ailleurs performant. Le VCA 2180, étant un multiplicateur, génère une distorsion harmonique de second ordre si le signal audio est présent sur son port de contrôle. Une faible tension suffit: à peine 10µV peuvent faire grimper la distorsion à plus de 0,01%. Ce phénomène est fréquent aux hautes fréquences, où le couplage capacitif entre les trajets du signal et de contrôle peut induire la captation de signaux parasites.

Comme les niveaux de signal en jeu sont très faibles, ce problème peut être difficile à diagnostiquer. Une technique utile consiste à shunter temporairement le port de commande à la masse via un condensateur de faible capacité (par exemple, 10 μF). Si la distorsion diminue, la cause probable est une captation de signal sur le trajet de commande.

Sensibilité à la température

Comme le montre l'équation pour AV(Page 5), le gain d'un VCA 2180 est sensible à la température dans

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Le coefficient de proportionnalité est de 0,33 % du gain en décibels demandé, par degré Celsius, par rapport à 27 °C (300 K). Ainsi, pour un gain de 0 dB, le gain reste constant quelle que soit la température. En revanche, à

-122 mV, le gain sera de +20 dB à température ambiante, mais de 20,66 dB à une température inférieure de 10 °C.

Pour la plupart des applications audio, cette variation en fonction de la température est négligeable. Toutefois, si nécessaire, elle peut être compensée par une résistance intégrée au circuit de tension de commande dont la valeur

Elle varie avec la température au même taux de 0,33 %/ °C. Ces composants sont disponibles chez RCD Components, Inc. (www.rcd-comp.com) et KOA/Speer Electronics (www.koaspeer.com).

Conclusion

QUE

Pour toute question ou suggestion concernant ces dispositifs, leur conception et leur application, n'hésitez pas à nous contacter. Notre équipe d'ingénieurs comprend des concepteurs possédant une longue expérience dans l'utilisation de nos composants. Nous serons ravis de discuter de vos applications en détail.

Corporation bienvenue commentaires,

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Informations sur l'emballage

La série THAT 2180 est disponible en boîtier SIP 8 broches. Les dimensions du boîtier sont indiquées sur la figure 15 ci-dessous; le brochage est présenté dans le tableau 1 en page 1. Les informations de commande sont fournies dans le tableau 2 également disponible.

page 1.

Le boîtier de la série 2180 est entièrement sans plomb. Le cadre de connexion est en cuivre, plaqué de couches successives de nickel, de palladium et d'or. Cette approche

permet de souder ces dispositifs en utilisant des soudures sans plomb et des soudures contenant du plomb.

Ni le cadre de connexion ni le composé de moulage plastique utilisés dans la série 2180 ne contiennent de substances dangereuses telles que spécifiées dans la réglementation de l'Union européenne.

de l’utilisation de certaines substances dangereuses dans les équipements électriques et électroniques

Directive 2002/95/CE relative à la limitation

du 27 janvier 2003.

Caractéristiques de l'emballage

Paramètre Symbole Conditions Min Type Max Unités

Style d'emballage Voir la figure 15 pour les dimensions SIP à 8 broches

résistance thermique

Conformité à la réglementation environnementale Conforme aux exigences RoHS du 27 janvier 2003

θJA

Boîtier SIP soudé à la carte 100 º C/W

E TYP.

ARTICLE

UN B C D E F G H

L M N

MILLIMÈTRES 19,5 +0,2/-0

1,25 0,65 0,85

2,54 ±0,2

0,9

1.2

5,8 +0,2/-0 2,8 +0,1/-0 10,5 ±0,5

1.3 0,3

3,5 ±0,5 17,78 ±0,3

POUCES 0,77 +0,008/-0 0,049 0,026 0,033 0,100 ±0,008

0,04 0,05

0,23 +0,008/-0

0,11 +0,004/-0

0,413 ±0,02

0,05

0,012 0,14 ±0,02 0,700 ±0,012

Figure 15. -Schéma d'encombrement de la version L (SIP)

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