1.采用集成功率模块LM386制作一个音频功率放大器
我现在就在做这个课程设计,不过做的不是程序设计,是制作电路板,然后调试电路板,LM386集成功率放大器的。
元件清单
序号 元件标号 元件名称 规格型号 数量 备注
1 IC 集成电路 LM386 1
2 RP 电位器 22 KΩ 1
3 C1 电解电容 0.1μF 1
4 C2 电解电容 10μF 1
5 C3 电解电容 10μF 1
6 C4 电解电容 220μF 1
7 SA 开关 单刀单掷 1
8 SP 扬声器 1
参考一本书《电子线路实验与课程设计》机械工业出版社。里面有电路原理图,用Protel DXP2004 画图,然后封装布线印制电路板等等,接着焊接元件,调试,就可以了,中间还是有些很复杂的过程的。
2.lm386的LM386概述
制造商:美国国家半导体公司 种类:音频功率放大器 静态功耗低,约为4mA,可用于电池供电;工作电压范围宽,4-12V or 5-18V;外围元件少;电压增益可调,20-200;低失真度; 电源电压 (LM386N-1,-3,LM386M-1)15V 电源电压(LM386N-4)22V 封装耗散 (LM386N)1.25W (LM386M)0.73W (LM386MM-1)0.595W 输入电压±0.4V 储存温度-65℃至+150℃ 操作温度0℃至+70℃ 结温+150℃ 焊接(10秒)260℃ 小外形封装(SOIC和MSOP) 气相(60秒)215℃ 红外(15秒)220℃ qJC (DIP)37℃/W qJA (DIP)107℃/W qJC (SO封装)35℃/W qJA (SO封装)172℃/W qJA (MSOP封装)210℃/W qJC (MSOP封装)56℃/W LM386内部电路原理图如图所示。
与通用型集成运放相类似,它是一个三级放大电路。第一级为差分放大电路,T1和T3、T2和T4分别构成复合管,作为差分放大电路的放大管;T5和T6组成镜像电流源作为T1和T2的有源负载;T3和T4信号从管的基极输入,从T2管的集电极输出,为双端输入单端输 出差分电路。
使用镜像电流源作为差分放大电路有源负载,可使单端输出电路的增益近似等于双端输出电容的增益。第二级为共射放大电路,T7为放大管,恒流源作有源负载,以增大放大倍数。
第三级中的T8和T9管复合成PNP型管,与NPN型管T10构成准互补输出级。二极管D1和D2为输出级提供合适的偏置电压,可以消除交越失真。
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,故为OTL电路。
输出端(引脚5)应外接输出电容后再接负载。电阻R7从输出端连接到T2的发射极,形成反馈通路,并与R5和R6构成反馈网络,从而引入了深度电压串联负反馈,使整个电路具有稳定的电压增益。
LM386的外形和引脚的排列如右图所示。引脚2为反相输入端,3为同相输入端;引脚5为输出端;引脚6和4分别为电源和地;引脚1和8为电压增益设定端;使用时在引脚7和地之间接旁路电容,通常取10μF。
查LM386的datasheet,电源电压4-12V或5-18V(LM386N-4);静态消耗电流为4mA;电压增益为20-200;在1、8脚开路时,带宽为300KHz;输入阻抗为50K;音频功率0.5W。 1.LM386N-1、LM386N-3、LM386N-4 封装资料2.LM386MM-1 封装资料 图1的应用电路为增益20的情形,于pin 1及pin 8间加一个10μF的电容即可使增益变成200,如图2所示。
图中10千欧的可变电阻是用来调整扬声器音量大小,若直接将Vin输入即为音量最大的状态。 尽管LM386的应用非常简单,但稍不注意,特别是器件上电、断电瞬间,甚至工作稳定后,一些操作(如插拔音频插头、旋音量调节钮)都会带来的瞬态冲击,在输出喇叭上会产生非常讨厌的噪声。
1、通过接在1脚、8脚间的电容(1脚接电容+极)来改变增益,断开时增益为20。因此用不到大的增益,电容就不要接了,不光省了成本,还会带来好处--噪音减少,何乐而不为?2、PCB设计时,所有外围元件尽可能靠近LM386;地线尽可能粗一些;输入音频信号通路尽可能平行走线,输出亦如此。
这是死理,不用多说了吧。3、选好调节音量的电位器。
质量太差的不要,否则受害的是耳朵;阻值不要太大,10K最合适,太大也会影响音质,转那么多圈圈,不烦那!4、尽可能采用双音频输入/输出。好处是:“+”、“-”输出端可以很好地抵消共模信号,故能有效抑制共模噪声。
5、第7脚(BYPASS)的旁路电容不可少!实际应用时,BYPASS端必须外接一个电解电容到地,起滤除噪声的作用。工作稳定后,该管脚电压值约等于电源电压的一半。
增大这个电容的容值,减缓直流基准电压的上升、下降速度,有效抑制噪声。在器件上电、掉电时的噪声就是由该偏置电压的瞬间跳变所致,这个电容可千万别省啊!6、减少输出耦合电容。
此电容的作用有二:隔直+耦合。隔断直流电压,直流电压过大有可能会损坏喇叭线圈;耦合音频的交流信号。
它与扬声器负载构成了一阶高通滤波器。减小该电容值,可使噪声能量冲击的幅度变小、宽度变窄;太低还会使截止频率(fc=1/(2π*RL*Cout))提高。
分别测试,发现10uF/4.7uF最为合适,这是我的经验值。7、电源的处理,也很关键。
如果系统中有多组电源,太好了!由于电压不同、负载不同以及并联的去耦电容不同,每组电源的上升、下降时间必有差异。非常可行的方法:将上电、掉电时间短的电源放到+12V处,选择上升相对较慢的电源作为LM386的Vs,但不要低于4V,效果确实非常不错。
3.LM386集成功率放大器的优缺点
LM386是一个专为低压应用设计的功率放大器,低电压供电;增益由内部默认设置为20,以保证较少的外部元件数。但是,通过调节1脚和8脚间的电阻和电容可以使增益在20-200间调节。输入以地作为参考电压,输出自动偏置到供电电压的一半。6V供电时静态功耗只有24mW,因此LM386对于电池供电的应用场合是非常理想的。
封装:DIP8, SOP8。
特征:
宽供电电压范围:4V 到 12V。
低静态电流:典型4mA。
电压增益: 20- 200。
对地参考输入。
极少的外部元件。
低功耗,可电池供电。
低失真。
应用:
AM-FM收音机,无绳电话,通讯设备
便携式音乐播放机
耳机
电视机