低频声音功率放大器是音响系统中最基本的设备,可以放大来自信号源的弱电信号,驱动扬声器发出声音。这个放大器是基于LM386设计,该芯片由美国国家半导体公司生产,由于工作电压范围广,特别适用于电池供电。该设备的一般设计理念是:当负载一定时,输出功率尽可能大,输出信号的非线性失真尽可能小,效率尽可能高。低频声音功率放大器的设计要求是输入耳机声音、手机耳机信号或麦克风信号,输出为喇叭信号,声音不失真,音量可手动调整。经测试,该设备性能良好,可实现主题所需的功能。
关键词:低频声音功率放大电路LM386集成功放大,失真效率低。
自主设计低频声音功率放大器,满足:
(1)输入耳机声音、耳机信号或麦克风信号;
(2)输出为喇叭信号。
(1)声音不失真。
(2)音量可手动调节。
LM386是8引脚双排直插塑料封装结构,其形状和引脚排列如图所示,
2英尺为反向输入端,3英尺为同向输入端,5英尺为输出端,6英尺和4英尺为电源和地面端,1英尺和8英尺为电压增益端;引脚7和地面之间的旁路电容器通常是10uf。内部电路如下:
如图所示,集成OTL类型功率放大电路的常见类型与一般集成放大电路相似。它是一个三级放大电路:一级为差分放大电路;二级为共射放大电路;三级为互补输出级功率放大电路。
一级是差分放大电路,T1和T3、T2和T4分别构成复合管作为区分放大电路的放大管;T5和T6作为镜像电流源的组成T1和T2.有源负载;T3和T4信号从管道的基极输入,从T2管的集电极输出是双端输入单端输出差双端输入。使用镜像电流源作为差分放大电路的有源负载,使单端输出电路的增益与双端输出电容器的增益相似。
二是共射放大电路,T7.恒流源作为放大管的有源负载,以增加放大倍数。T8和T9管复合成PNP型管,与NPN型管T10构成准互补输出级。D1和D为输出级提供适当的偏置电压,可消除交叉失真。
引脚2为反相输入端,引脚3为同相输入端。电路由单电源供电,因此为OTL电路。在连接负载之前,输出端(引脚5)应外接输出电容。
电阻R7从输出端连接到T2发射极,形成反馈通路,并与R5和R6构成反馈网络,引入深度电压串联负反馈,使整个电路具有稳定的电压增益。
1脚和8脚开路时,电压增加为26db;如果串联元件在1脚和8脚之间连接,增益可达46DB,改变阻容值则增益可在26db-46db具体方法如下:
当只需要小增益时,将与R1相邻的开关断开,靠运放固有放大增益放大,在LM386脚和8脚之间有一个外部可变电阻和电容器,可调可变电阻将电压增益调整到任意值,直到-200(反向放大)。同时滑动RV当输入电压也可调节时RV滑点在底部时,输入电压为零,音量为零;RV当滑点在顶部时,输入电压为输入音频交流电压。
工作结构框图:
输入级:
其中C5起到隔直流的作用,滑动变阻器起到调节音量的作用,R对地电压可稳定芯片输入端。
中间级及电源:
在LM3861脚和8脚之间的电容C7可将电压增益调整到-200倍(反向放大)R1,C9与LED由1组成的电路可以起到供电直流电源滤波和电源接通提示的作用。
输出级:
由低通滤波器电路和扬声器组成R10,C8串联电路可滤除低频杂波,C6隔离直流,而C1.芯片数据手册要求旁路电容器过滤噪声。
①通过阅读相关芯片、数据手册和官方应用电路图,进行相关电路设计。
②利用Proteus模拟软件对设计的电路进行了模拟测试,并根据结果进行了相应的改进。
③建立实际电路进行模拟,并使用印刷PCB板。
经测试,该电路具有良好性能,能实现题目要求的功能,即:能够满足低噪声播放音乐,并支持调节音量。
布线是很重要的一个因素,注意滤波。在焊接之前应该大体考虑好各个工序,并讲求其美观性。在保证电路图正确及器件正常的前提条件下,设计过程才能顺利完成。