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主题:集成功率放大器的实用技巧

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集成功率放大器的实用技巧  发帖心情 Post By:2013-10-23 21:18:22 [只看该作者]

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集成功率放大器的实用技巧(转载)

 


笔者玩集成功放多年,总结出~些实用技巧。

 


 一、电源设计功放 电源设计主要原则是星形接地。
 在设计电路板时可人为定出一个地点,由此点呈星状向外辐射地线分支。如果是双电源方式,每路滤波电容地不可共用。另外变压器中心抽头也应单独接一个分支。输出端地线除接扬声器,消振网络也接在同一分支上。而信号地则有所区别,一般来讲,前级部分和功放可各接一分支。笔者在使用TDA2030、LMl875等功放时均如此处理,但在TDAl521应用中发现一特殊现象:  TDAl52l的(2)、(3)、(8)脚可直接短接在一起,但不能另引地线分支,应将其引至前级地线分支上。如不设前级也应引至音量电位器和信号输入端地线上再接至地线参考点。否则扬声器中会有微弱的交流哼声,特点是大小恒定不随音量增减而变化。和TDAl521同一公司出品的TDA2616等也有相同问题。
 一般来讲可用以下方法判断电源及地线是否设计合理:将功放输入端对地短路(音量调至最小),用耳朵凑近扬声器。如声音为低频嗡嗡声,则说明地线排布欠妥,功放正常的本底噪音一般是高频嘶嘶声。


 二、电容使用 对集成功放而言,小容量电容品种的合理选用最为重要。以lμF以下电容为例,市面上可选用的有独石电容、小型CBB电容、MKP电容、MKT电容、涤纶电容等,基本都能发挥出集成功放的性能特点。过于追求昂贵的高档电容没有太大意义。
 笔者认为独石电容的音质相对更自然一些,唯一的缺点是受温度影响,容量会有很大变化。使用中应尽可能远离发热较大的元器件。
 电源滤波电容的选用也应讲究经济实用原则。电容大小选取一是看输出功率,二是看芯片发热量。以TDAl521为例,最经济的方法是用两只2200μF的电容做正负电源滤波即可,而LMl875每个芯片用两只3300μF的电容。

  这两个芯片输出总功率相差不大,但LMl875发热更大,应适当加大容量。
 除了大容量电解电容外,滤波电路上的去高频电容也必不可少。电源中高频杂波主要源于两个方面:一是电网干扰,二是整流管管压降造成的低压截止。抑制干扰的方法是在电解电容两端并联0.1μF的小电容,更好的方法是在集成功放芯片正负电源引脚之间再装一只0.1μF电容,这样可有效抑制功放自激。


 三、集成功放功率容量 厂家所给输出功率一般是输入1kHz正弦波时的指标。实际上音源输出波形比这复杂得多,尤其是低频段有很明显的“吃功率”现象。有些文章介绍过设计输入端限幅削波的电路。
 笔者认为最好的办法是限制功放lC的大功率使用。因为各类影碟机的音频输出电平高达2V左右,其前级电路的放大倍数宜小些,前几年很多文章清一色10倍放大线路加集成功放的方法不可取。例如TDA2030、TDAl521,用影碟机就可以直接驱动,稍一提升低频就易出现失真。采用运放制作的前级见图1。其中Rl、R2构成一个分压限流网络,保护运放不受大电流冲击。对于低倍数放大也可采用反相端输入法(如图2)。
 前级电路中若有其他有源器件,如3D处理、直流音调调节电路,应注意此类器件输入信号幅值有限,应将其置于运放之前。前级放大倍数取决于功放输出功率大小,笔者经验是TDAl52l功率等级用1.1倍放大或加一电压跟随器(如图3)。LMl875功率等级的芯片前级放大倍数取3~4,LM3886、TDAl514等芯片前级放大倍数在6~7较为合适。以上仅指电压驱动型功放而言。对于更大功率的集成功放如STK6153、LMl2甚至要采用大电流驱动,已有很多文章介绍过不再赘述。

 最后谈一下电源变压器。集成电路功放相对效率较高,不能按普通甲类功放的方法来衡量。按前述思路,电源变压器容量比功放输出功率稍大一些即可。一是小功率工作时集成功放对电源容量要求很低,容量过大的变压器颇为浪费;二是集成功放极易因功率饱和失真,此时即便变压器再大也无法抑制,还不如限制其大功率工作,也正好为大动态放音留下一定功率裕量。


 总之笔者认为集成功放特点是制作简单、经济实用,其中不乏优秀的产品。掌握正确的制作原则不吹毛求疵是玩集成电路功放的最大特点。

 

 


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