功放入门（2）

null Hi-Fi集成功放 Hi-Fi集成功放前言：而今市面上常见的Ｈｉ－Ｆｉ集成功放，主要是以下三家公司的产 品：１．美国国家半导体公司(ＮＳＣ)，代表产品有ＬＭ１８７５、ＬＭ１８７６、ＬＭ３８７６、ＬＭ３８８６、ＬＭ４７６６等。２．荷兰飞利浦公司(ＰＨＩＬＩＰＳ)，代表产品是ＴＤＡ１５××系列，比较著名的是ＴＤＡ１５１４及ＴＤＡ１５２１。３．意—法微电子公司(ＳＧＳ)，比较著名的是ＴＤＡ２０××系列及ＤＭＯＳ管的ＴＤＡ７２９４、ＴＤＡ７２９５、ＴＤＡ７２９６。ＮＳＣ公司与ＳＧＳ公司的产品音色中性偏暖，飞利浦公司的产品则较为明亮。 构想 设计构想 低失真度 低噪声 高分离度 音量数字调节 遥控功能 目前市面上一般的电脑或者mp3用低音炮，其质量十分低劣，商家的利润很高，而近年来随着集成电路技术的不断提高优秀的集成功放芯片层出不穷，所以本人打算自己动手，做一台性Hi-Fi集成功放，对现在市面上一般低音炮的各种缺点做了较大改进，重点突出以下几点： 设计 设计方案 方案1：采用ad827做前级，LM3886做后级，tda7315做数字音量调节。达到低失真低噪声级高分离度的要求。 方案2：采用ne5532做前级，TDA7294做后级，CD3315做数字音量调节。达到低失真低噪声级高分离度的要求。 方案3：采用opa2134做前级，LM1876做后级，CD3315做数字音量调节。达到低失真低噪声级高分离度的要求。 方案选择 方案选择 方案1：ad827是目前功放前级中性能最好的，LM3886也是集成功放后级中的王牌产品其转换速率达到了19V/us，输出功率大于50W，THD达到了0.0099％（typ）；而tda7315的THD也是0.01％，分离度达到了103db。不过该方案价格不菲，光AD827就快一百块，LM3886也要15块一个而且要两个（每块为单声道的），tda也要15块左右。 方案2：ne5532以是很久以前的产品了，不过一般市场上的音响还没用到5532的（基本上是4558），TDA7294性能也不错，不过价钱偏高（二手的20块左右），cd3315价格便宜（5块左右），THD为0.07%，通道分离度为90db，信躁比为90db。 方案3：opa2134虽不比ad827，但是其与LM1876搭配却与ad827不分伯仲（参考他人实验），其价格为13块左右（手头正好有两块），LM1876性能不错，THD(max)为0.1％，转换速率18V/uS，通道分离度为80db，输出功率达到了双20W。cd3315方案2已有介绍，这里就不再鳌述了。 综合考虑，功率对于一般的电脑音响双20W 足够了，opa2134已有现货，CD3315赛格也有的买，故选用方案3。 系统完善 系统完善 HI－FI级功率放大。 全数字音量，音调调节 重低音通道输出 遥控功能 自动关机功能 音乐频谱显示功能 静音功能 音效模式设置，选择功能方案3基本能达到Ｈｉ－Ｆｉ的设计要求，除了以上基本要求之外，我还加上了一些附加功能，对系统做了完善。完善后的系统有以下功能： 系统构架 系统构架 系统实现 系统实现 一.数字调节功能 左右声道数调的实现： OPA2134,LM1876,CD3315基本上采用官方推荐电路，电容换上BBE或胆电容，电阻均采用金属膜电阻，OPA反馈电阻并上一个小电容补偿相位，对信号放大2倍左右； LM1876对输入信号又放大22倍，所有总共放大约44倍（不考虑CD3315对信号的作用） 系统实现 系统实现 CD3315内部电路解析 系统实现 系统实现 低音通道的控制: CD3315是一块支持IIC的数字音量，音调调节芯片，其支持VOLUME,BASS,TREBLE,BALANCE,LOUNDNESS等的调节,利用这块芯片可以很方便的实现主音量控制,但是低音是独立的要另外想办法，我试过用数字电位器但是效果不好（x9241），可以说基本没用，最终决定选用模拟开关，选用十六级控制的十六选一的模拟开关cd4067，经调试效果不错 null 系统实现 系统实现 二.重低音功能 利用ne5532双运方构成选频电路将低音提取出来送至LM1875进行放大。从而实现重低音独立输出。 系统实现 系统实现 三.遥控功能直接用市场上 买的四路遥控 模块作为遥控， 其遥控距离远 （>100m）效 果好，且其与 单片机的接口 简单。 系统实现 系统实现 四.自动关机功能 采用三极管将输入 的音频信号进行放大， 产生控制信号，当没有 音频输入（或输入信号 低）输出低电平，当有 信号输入是输出高电平。 再由单片机对信号处理， 控制电源开关。 系统实现 系统实现 五.频谱显示功能 频谱提取电路，由运放 构成带通滤波器，如右 图所示。其中心频率由 下式确定： 系统实现 系统实现 系统实现 系统实现 六.静音功能 静音功能的实现比较简单，直 接用继电器控制喇叭的开关状态， 由单片机发出控制信号经过放大后 驱动继电器控制。 系统实现 系统实现 七.音效模式设置，选择功能 该部分的功能实现也是利用单片机来实现的， 由于有cd3315来调节音调，音量，所以实现起来 比较容易利，用外部存储器24c04，可以将音量， 音调等数据存储起来，而且调电不会丢失。这样 就可以记录音调音量，设置自己定义的音乐模式。 在系统启动的时候，自动加载上次设定的数据 作为系统初始化的值，这样就实现了自动加载。 24C256操作时序 24C256操作时序 系统实现 系统实现 八.后级功率放大 左右声道的后级功率放大（LM1876）采用国半推荐的电路，电压反馈型放大电路，对输入信号放大22倍左右再驱动喇叭。 系统实现 系统实现 低音通道功率放大也采用LM1875输出功率20W，用它来推动一般的低音炮足够了。 软件 软件流程 系统原理图 系统原理图一，主电路图 系统原理图 系统原理图一，显示电路图 系统原理图 系统原理图一，MCU电路图 系统PCB图 系统PCB图一，主电路PCB 系统PCB图 系统PCB图二，显示电路PCB 系统PCB图 系统PCB图三，MCU电路PCB 系统测试 系统测试 完成了全部的工作后，我同师兄其对最重要的指标失真度进行了测试，输入信号为1KHz和10KHz的正弦波，输入信号幅度为0.1v，用自动失真仪测得其两个左右声道的输出失真度<0.1%,低音通道失真度较大1%左右，不过低音通道主要用来听低音，不要求高保真，因此从整体看来还是达到了要求。 分析低音通道的失真大的原因有二： 其一，可能是模拟电位器上产生了较大的失真。 其二，可能是低音提取时发生了较大的失真。 整机照片 整机照片THANKSTHANKS