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十月 27 2022

基于LM386音頻放大電路的設計

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LM386LM386美國國家半導體公司音頻功率放大器10°Cto+70°C

1.音頻功率放大器概述

2.LM386介紹

3.電路設計

  1.音頻功率放大器概述

  1.1產品功能

  音頻功率放大器是通過功率放大器(簡稱功放)給音頻放大器的負載RL(揚聲器)提供一定的輸出功率。當負載一定時,希望輸出的功率盡可能大,輸出信號的非線性失真盡可能地小,效率盡可能高。

  1.2性能指標

  信噪比(S/N):又稱為訊噪比,信號的有用成份與雜音的強弱對比,常常用分貝數表示。設備的信噪比越高表明它產生的雜音越少。

  靈敏度:對放大器來說,靈敏度一般指達到額定輸出功率或電壓時輸入端所加信號的電壓大小,因此也稱為輸入靈敏度;對音箱來說,靈敏度是指給音箱施加1W的輸入功率,在喇叭正前方1米遠處能產生多少分貝的聲壓值。

  阻尼系數:負載阻抗與放大器輸出阻抗之比。使用負反的晶體管放大器輸出阻抗極低,僅零點幾歐姆甚至更小,所以阻尼系數可達數十到數百。

  動態范圍:信號最強的部分與最微弱部分之間的電平差.對器材來說,動態范圍表示這件器材對強弱信號的兼顧處理能力。

  響應:頻率響應:簡稱頻響,衡量一件器材對高、中、低各頻段信號均勻再現的能力。對器材頻響的要求有兩方面,一是范圍盡量寬,即能夠重播的頻率下限盡量低,上限盡量高;二是頻率范圍內各點的響應盡量平坦,避免出現過大的波動。

  屏蔽:在電子裝置或導線的外面覆蓋易于傳導電磁波的材料,以防止外來電磁雜波對有用信號產生干擾的技術。

  1.3生產成本

  電路簡單,成本不高。

  1.4應用領域

  甲類功放失真最小,效率最低,發熱最大。功率不易做的很大。乙類功放正負半周分別放大(推挽),引入多種失真,但效率高。甲乙類功放小信號時工作于甲類大信號時工作于乙類,兼顧失真和效率,是目前主流功放類型,合理設計電路精選元器件,可以做出很高的指標。丁類功放就是近年來興起的數字功放,有極高的效率,也有相當高的技術指標,廣泛用于小型電子產品中,比如汽車音響中。但丁類功放在音響發燒友中還沒有得到普遍認可。

  2.LM386介紹

  2.1功能

  LM386是專為低耗損電源所設計的功率放大器。它的內建增益為20,透過pin1和pin8腳位間電容的搭配,增益最高可達200。LM386可使用電池為供應電源,輸入電壓范圍可由4V-2V,無作動時僅消耗4mA電流,且失真低。

  2.2工作參數

工作項目 規格 測試環境
電流 4mA~8mA Vs=6V, Vin=0V
電壓 4V~5V  
功率 Min=250mW,Typ=325mW VS = 6V, RL =8Ω, THD = 10%

  2.3內部電路

  LM386內部電路原理圖如圖1所示。與通用型集成運放相類似,它是一個三級放大電路。

  第一級為差分放大電路,V1和V2、V4和V6分別構成復合管,作為差分放大電路的放大管;V3和V5組成鏡像電流源作為V2和V4的有源負載;V1和V6信號從管的基極輸入,從V4管的集電極輸出,為雙端輸入單端輸出差分電路。使用鏡像電流源作為差分放大電路有源負載,可使單端輸出電路的增益近似等于雙端輸出電容的增益。

  第二級為共射放大電路,V7為放大管,恒流源作有源負載,以增大放大倍數。

  第三級中的V8和V10管復合成PNP型管,與NPN型管V9構成準互補輸出級。二極管V12和V11為輸出級提供合適的偏置電壓,可以消除交越失真。

  引腳2為反相輸入端,引腳3為同相輸入端。電路由單電源供電,故為OTL電路。輸出端(引腳5)應外接輸出電容后再接負載。電阻R5從輸出端連接到V4的發射極,形成反饋通路,并與R4和R6構成反饋網絡,從而引入了深度電壓串聯負反饋,使整個電路具有穩定的電壓增益。

圖1

  3.電路設計

  3.1、原理圖設計

  設計功能要求:當負載一定時,希望輸出的功率盡可能大,輸出信號的非線性失真盡可能地小,效率盡可能高,并以要求的音量和功率水平在發聲輸出元件上重新產生真實、高效和低失真的輸入音頻信號。

  設計步驟:

  第一,依據功能想芯片,從而設計電路

  第二,對芯片的性質,特性進行了解。

  第三,用DXP軟件畫出電路原理圖。

  LM386引腳2為反相輸入端,3為同相輸入端;引腳5為輸出端;引腳6和4分別為電源和地;引腳1和8為電壓增益設定端;使用時在引腳7和地之間接旁路電容,通常取10μF。

  3.2印刷電路板設計(PCB)

  依照原理圖,進行制作PCB,進行布線。

訂購與質量

圖片 產品型號 品牌 描述 數量 價格
(USD)
LM311 LM311 Company:Texas Instruments Remark: In Stock:
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