【正文】
EE(電子與電機(jī)工程師協(xié)會(huì))出的《IEEE名詞術(shù)語(yǔ)詞典》一書(shū)對(duì)“Hi—Fi信號(hào)”的解釋為Hi—Fi信號(hào)是指使用性能最好的先進(jìn)器件,如話筒、功率放大器、音箱或耳機(jī)之類(lèi)來(lái)對(duì)信號(hào)進(jìn)行傳送。 高保真音響系統(tǒng)組成總的來(lái)說(shuō),高保真音響分為三個(gè)很基本的部分:音源、功率放大器與音箱。其實(shí)一個(gè)高保真音響,它是否讓發(fā)燒友們滿意還有很多因素,比如:前置放大器的輸入線纜,放置音響的房間墻壁,房間形狀,音箱之間的距離及擺位等等。晶體管放大器是現(xiàn)時(shí)市場(chǎng)上汽車(chē)音響功率放大器的主流產(chǎn)品,品種繁多,檔次齊全,是車(chē)主選用的主要產(chǎn)品。無(wú)論是基波或諧波本身都是“純正”的正弦波(注:正弦波是周期性函數(shù),由正半周和負(fù)半周組成,但決不能將其負(fù)半周稱(chēng)為負(fù)弦波)但它們合成在一起時(shí)卻會(huì)產(chǎn)生出許多奇形怪狀的波形。不過(guò)負(fù)反饋的缺點(diǎn)也是很明顯的,因?yàn)樨?fù)反饋令輸入信號(hào)和反饋的輸出信號(hào)相減,降低了信號(hào)電平,如果要使輸出信號(hào)被放大到足夠的強(qiáng)度,放大器的放大率(增益)便要加大,所幸的是這并非難事,尤其是晶體管機(jī)。交越失真是一種非線性失真,是造成互調(diào)失真的原因之一。但怎么說(shuō)呢,無(wú)止境的大會(huì)不會(huì)帶來(lái)我們期望的效果。如果在使用過(guò)程中再針對(duì)其缺點(diǎn)增加部分輔助改良措施,例如增加屏蔽罩,采用優(yōu)質(zhì)鐵芯和無(wú)氧銅線,科學(xué)合理的繞制方法等,這一最原始古老的電子器件,仍是非常出色的。 另一方面我們經(jīng)??梢?jiàn)在電源上使用濾波電感器來(lái)改善電源品質(zhì),利用電容和電感在交流電源上形成LC濾波電路可以大大降低高頻雜波干擾,使進(jìn)入電源系統(tǒng)的交流電更潔凈。在這個(gè)脈動(dòng)電壓中,除了直流分量之外,還含有大量的交流分量。如果將加大電容增加的費(fèi)用,用于電源變壓器增容,效果一定會(huì)更好。并聯(lián)型穩(wěn)壓電路故盲目地追求高性能,結(jié)果可能適得其反、如選用的運(yùn)放帶寬過(guò)大,元件排列、布線稍有不當(dāng)、就會(huì)導(dǎo)致自激;而有時(shí)則是—種浪費(fèi),所得到的不過(guò)是心理上的滿足而己。而橋式電路的優(yōu)點(diǎn)在前面的介紹電源章節(jié)也很詳細(xì)地介紹了,所以在這里不仔細(xì)介紹。外圍電路簡(jiǎn)單圖 音調(diào)模塊電路②音調(diào)電路原理圖及分析音頻信號(hào)是先經(jīng)過(guò)LM1036,增益為1,也就是0dB。因而共模抑制比、等效輸入噪聲、失真度和增益帶寬等性能比較優(yōu)秀。電路特點(diǎn):R39決定后級(jí)電路輸入阻抗,同時(shí)為輸入級(jí)提供偏置電流,電阻阻值太小會(huì)加重前級(jí)負(fù)擔(dān),太大的話輸入級(jí)偏置電流不夠,可能導(dǎo)致工作不正常,一般取值22K、27K、33K、47K,此處為22K。當(dāng)末級(jí)功放采用直流伺服、電流反饋的恒流功放時(shí),須注意環(huán)形變壓器功率及電源整流濾波要預(yù)留出足夠的余量,以防止大動(dòng)態(tài)時(shí)出現(xiàn)削頂失真及過(guò)載失真,因恒流功放自身要求須具有數(shù)倍的功率儲(chǔ)備,這將導(dǎo)致成本的大幅上升,這也是恒流功放相對(duì)于電壓功放的一個(gè)不足,也是市售商業(yè)功放大多不采用恒流功放的一個(gè)原因。濾波電容應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)大容量電解并上高頻小電容,以貯存足夠的能量,滿足瞬時(shí)大信號(hào)對(duì)電量的需求,不致產(chǎn)生削波失真。(7)用酒精和松香一定比例混合,將整個(gè)板子涂上。然后再保存。只是將電路板腐蝕出后,直接就將元件焊上電路板,但是發(fā)現(xiàn)很多走線之間間距相對(duì)于焊芯來(lái)說(shuō)太小了,很容易短路。用公式=得到0。同樣,把右聲道的C32也改成了250pF,右聲道也改正了此種不良的高頻雜波。盡管目前的測(cè)試手段尚不足以全面反映放大器的音質(zhì),但是它畢竟是一種比較客觀的,可信度高而且操作性強(qiáng)的評(píng)價(jià)方法。測(cè)量方法是:通過(guò)開(kāi)關(guān)K在放大器輸出端接入規(guī)定的假負(fù)載。低頻毫伏表。輸入阻抗Ri為放大器輸入端的等效阻抗,即從輸入端向放大器看進(jìn)去的阻抗。 總諧波失真(THD)是輸出信號(hào)波形中出現(xiàn)的二次,三次于是查閱該芯片的pdf文檔,失真才是很小,但是當(dāng)從NE5532放大11倍后的電壓加上去以后,失真大 到了無(wú)法忍受的狀況,中繪出的輸入電壓與THD的關(guān)系得知這點(diǎn),這個(gè)時(shí)候我明白了為什么我在一個(gè)論壇上發(fā)貼求助的時(shí)候,有個(gè)網(wǎng)友提示我應(yīng)該把LM1036放在NE5532前,當(dāng)時(shí)沒(méi)注意,才造成如此后果。將1KHz頻率,輸入100mV電壓輸入NE5532的3腳(也就是左聲道),用雙蹤示波器對(duì)比的接好,然后逐步改變頻率(從20Hz~20KHz)來(lái)檢驗(yàn)其增益是否在接近20dB,以驗(yàn)證前置放大電路在有效頻域內(nèi)能否達(dá)到規(guī)定增益。再觀察+VCC調(diào)大電壓量程,仍然未發(fā)現(xiàn)右高頻雜波,波形相當(dāng)穩(wěn)定。所以我想如果是有人要做高保真功放,我會(huì)給建議不要選擇外圍電路太復(fù)雜的集成芯片,畢竟這對(duì)初手的手工布線有一定的干擾,而且不滿足高保真功放的“簡(jiǎn)潔為上”的原則。所以我判斷一定是原理圖中沒(méi)有連好,于是轉(zhuǎn)到原理圖中,用小鍵盤(pán)的Page Up鍵擴(kuò)大,沒(méi)看出什么問(wèn)題,每根線都連上了,于是重新用Tools里面的Annotate重新對(duì)所有的元件自動(dòng)編號(hào)一次,再用update PCB,結(jié)果還是老問(wèn)題,再仔細(xì)檢查一遍。(3)將PCB圖打印在轉(zhuǎn)印紙上。并應(yīng)遠(yuǎn)離其他元件,以防止熱輻射,影響其它元件的電性能。元器件之間的引線盡量的短,不要接跨接線的時(shí)候盡量少接。這樣即使在持續(xù)故障下也能保證芯片的安全性。和其它大電流放大器件一樣,當(dāng)因布線不當(dāng)造成輸出與輸入之間產(chǎn)生耦合時(shí),會(huì)出現(xiàn)自激。(1)后級(jí)放大芯片LM1875LM1875是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體器件公司生產(chǎn)的音頻功放芯片,采用5 腳單列直插式塑料封裝結(jié)構(gòu)。各個(gè)控制電路的具體位置及功能,此處不在謷述。最后查了下LM1036的相關(guān)資料。然而現(xiàn)代音響多使用數(shù)碼音源,選用音色溫暖型的則可在一定程度上彌補(bǔ)其聲音偏干、偏冷的不足。常用的穩(wěn)壓電路主要有以下幾種。但是電容加大了,充電時(shí)間常數(shù)也變大了。下面介紹下整流濾波電路。 由于大容量的需求,電源系統(tǒng)中的濾波電容器清一色的都使用電解電容器 ,在功放中所見(jiàn)的電容器標(biāo)法規(guī)格常有容量(uF)、工作電壓(V)、紋波電流(A)。(1)EI型EI型是最為常用和多見(jiàn)的,成本低廉,抗飽和性能好。功放電源的重要性由此可見(jiàn)一斑。要是一款Hi-End級(jí)功放,其SR值都能達(dá)到數(shù)十微伏/秒或者上百微伏/秒。我們平時(shí)測(cè)量瞬態(tài)響應(yīng)常用方波信號(hào),當(dāng)方波信號(hào)輸入放大器時(shí),如果輸出信號(hào)的波形是方波,說(shuō)明放大器的瞬態(tài)響應(yīng)良好。其大小種類(lèi)由弦線的物理特性決定。聲音清脆開(kāi)揚(yáng),極具穿透力且力度十足。后級(jí)功放部分,是進(jìn)行單純功率的部分,它的作用就是盡可能地原原本本地放大來(lái)自于前級(jí)的信號(hào),我們對(duì)后級(jí)的要求是,放大倍數(shù)盡可能地高,而放大后信號(hào)的失真程度應(yīng)盡可能地小。那這本身就是一個(gè)主觀的過(guò)程。希望本論文能給發(fā)燒初級(jí)愛(ài)好者帶來(lái)音響基本知識(shí)以及制作過(guò)程中的注意事項(xiàng),要是能同時(shí)為普及音響事業(yè)的發(fā)展做一點(diǎn)點(diǎn)小推動(dòng)就更好了。LM1036 produced by NSC(National Semiconductor Company) was used here for tone adjustment IC. And LM1036’s tone control can be controlled by changing the DC control voltage. The second amplifier IC is LM1875, also made by NSC. It is very classical . Four LM1875 chips were used to make a BTL(Balanced Transformer Less) circuit of each channel to achieve more power and to make the whole system’s timbre to be better.The last paragraph of this dissertation, I mainly introduce some software and hardware problems I met during making the board and debugging, and how I solved those problems. Also I presented you the national standard test methods for audio amplifier characteristics. Hope these can be your hints and help during your executing for audio amplifier.Key words: HiFi。而高保真音響就是欣賞音樂(lè)的物質(zhì)基礎(chǔ)。讓人們從完全真實(shí)的音樂(lè)重放中汲取音樂(lè)的靈魂。另外一種定義是如此:沈嚎先生等編撰的《電聲詞典》對(duì)“高保真度”的解釋則指“用于評(píng)價(jià)高質(zhì)量放聲系統(tǒng)如實(shí)重現(xiàn)原有聲源特性的術(shù)語(yǔ),它力求難確而如實(shí)地記錄或重現(xiàn)節(jié)目的原有特性并在主觀上不引起可分辨的畸變感覺(jué)。不僅如此,就單線材,如果是非常發(fā)燒級(jí)的,就要幾千人民幣,不要說(shuō)功放,音箱本身了。它的最突出優(yōu)點(diǎn)是可靠性高,外圍電路簡(jiǎn)單,組裝方便,占用空間比較小,而且保護(hù)電路都內(nèi)置了,一般情況下不會(huì)發(fā)生燒毀器件的問(wèn)題,不足之處是電聲指標(biāo)(功率、頻響、失真度、信噪比等)和音質(zhì)皆不如分立元件組成的放大器, 但是現(xiàn)在隨著集成芯片的進(jìn)一步發(fā)展,差別也是越來(lái)越小了。 放大器的線路充滿著各種各樣電子零件,接線和焊點(diǎn),這些東西或多或少都會(huì)降低放大器的線性表現(xiàn),當(dāng)音樂(lè)信號(hào)通過(guò)放大器時(shí),非線性特性會(huì)使音樂(lè)信號(hào)產(chǎn)生一定程度的扭曲變形,根據(jù)前述理論這相當(dāng)于在信號(hào)中加入了一些諧波,所以這種信號(hào)變形的失真被為諧波失真。晶體管放大器有堅(jiān)固耐用,體積小,重量輕放大率高等優(yōu)點(diǎn),其缺點(diǎn)是工作特性不穩(wěn)定,易受溫度等因素影響而產(chǎn)生失真甚至失控。削波失真是指功放管放大時(shí),放大器輸出信號(hào)不隨輸入信號(hào)的增大而增大,以致輸出信號(hào)波形的尖峰被削平,因此人們形象地稱(chēng)之為削波失真。如果是功率1W 的前級(jí),你給它2000W的電源和給它1000W的電源事實(shí)上是沒(méi)有多大的差別 ,因此合理有效的用料控制是值得我們研究的。許多世界名機(jī)例如麥精圖等一直在堅(jiān)持沿用這一傳統(tǒng)的元器件。其次可以使用大型的濾波電感器串聯(lián)在變壓器初級(jí)線一圈及次級(jí)線圈上來(lái)降低紋波,穩(wěn)定電源。可見(jiàn),半波整流電路輸出電壓的交流分量比直流分量還要大,這樣的脈動(dòng)直流電是不能直接用于音響設(shè)備的,須在電路輸出端加接濾波電路,所以加入一個(gè)濾波電路,它一般由電容、電感、電阻及三極管構(gòu)成,其中最簡(jiǎn)單常用的是加接濾波電容[]。集成穩(wěn)壓電路4 方案論證及闡述 設(shè)計(jì)要求(1)額定功率大于雙30w(2)%(3)頻率響應(yīng)為40HZ到20KHZ(4)噪聲電壓小于5mv(5)整機(jī)效率大于60% 方案論證根據(jù)設(shè)計(jì)的要求,結(jié)合我們前面對(duì)功率放大器的介紹,我們這個(gè)功率放大器可以用分立元件組成,也可以用集成電路完成。而本設(shè)計(jì)要求噪聲電壓5mv,那么也就是說(shuō)要求設(shè)計(jì)前置放大輸入交流短接到地時(shí),RL=8的電阻負(fù)載上的交流噪聲電壓要低于5mv,因此要選用低噪聲運(yùn)放。而雙橋整流濾波電路,加穩(wěn)定,更加獨(dú)立,所以就選擇了它。因?yàn)槲矣玫耐鈬娐肥荓M1036的典型電路,所以我們知道,由C9,C5 ,C8,C4可以決定低頻和高頻的幅度及相位。由于輸出級(jí)采用單端輸出方式,并且工作點(diǎn)取得較高(運(yùn)放工作電流達(dá)8mA,輸出管工作電流為5mA左右)。單列5腳直插塑料封裝,僅5只引腳。外接元件非常少,TO220封裝。失真度。此處用了8個(gè)IN5408(最大整流電流為3A),組成雙橋來(lái)進(jìn)行整流,IN5408是一種快速恢復(fù)整流二極管。 整個(gè)電源部分成本應(yīng)占HiFi功放成本的3/5左右。(8)安裝焊接元件。那么一個(gè)新的封裝就出來(lái)了。后來(lái)從老師那里得知要將松香和酒精混合,涂上板子,如此便可以助焊而不必?fù)?dān)心焊錫老是粘不上板子。測(cè)試低頻特性:將低頻提升到最大,高頻降低到最?。ǘ际峭ㄟ^(guò)相應(yīng)的變阻器來(lái)實(shí)現(xiàn)),測(cè)量頻率為20Hz到20KHz,電壓為100mV(峰峰值),測(cè)量 出對(duì)應(yīng)的輸出電壓,而后計(jì)算電壓增益。如此便保證了前置放大電路如實(shí)地放大了音頻信號(hào),進(jìn)一步保證了輸出對(duì)音頻信號(hào)不失真的放大,為后級(jí)放大奠定了基礎(chǔ)。 主要性能指標(biāo)測(cè)試額定輸出功率是在放大器的諧波失真度為額定值(%)時(shí),于規(guī)定負(fù)載上所能得到的功率有效值。等各次諧波信號(hào)電壓即、一般為8,輸入1KHz信號(hào),使放大器達(dá)到額定輸出功率狀態(tài)。%失真度儀;這時(shí),可把輸入信號(hào)電壓降低6dB或20dB再進(jìn)行測(cè)量。用下式計(jì)算,便可求出信噪比。被告知看看是不是有哪塊集成芯片的輸入電壓過(guò)大。接上變壓器電源。 模塊調(diào)試電源電路比較簡(jiǎn)單,所以接上220V市電后,用示波器觀察+VC波形,沒(méi)有明顯的雜波,供給后級(jí)功率放大電路就完全可以了。第三個(gè)問(wèn)題,當(dāng)初本來(lái)選用調(diào)音芯片的時(shí)候是選擇TA7630,但是由于桂林沒(méi)有貨,所以選擇了LM1036,當(dāng)時(shí)沒(méi)有注意到兩塊芯片的差別,后來(lái)在PCB的布線的時(shí)候才領(lǐng)悟到,雖然LM1036相對(duì)來(lái)說(shuō)外圍電路不復(fù)雜,但是比其TA7630來(lái)說(shuō)卻復(fù)雜了不少,在連PCB中才體會(huì)到其中的難處。第三個(gè)問(wèn)題是,我在耗費(fèi)了一段時(shí)間完成了整體的原理圖的連線后,進(jìn)行Design 里面的Update PCB,操作執(zhí)行之后,生成一個(gè)Pcb圖之后,發(fā)現(xiàn)有很多元件居然沒(méi)有和其他元器件用飛線連上,只是孤立的存在,也就是說(shuō)根本就沒(méi)有和原理圖上對(duì)應(yīng)的電氣性能。(2)根據(jù)實(shí)際元件的尺寸對(duì)PCB圖中的元件封裝進(jìn)行確認(rèn)。各級(jí)在機(jī)殼內(nèi)安放,應(yīng)注意合理布局,應(yīng)使信號(hào)流向盡量成直線,若信號(hào)走向盤(pán)繞曲折,輸入輸出電路交叉,易引起交連耦合,導(dǎo)致振蕩,產(chǎn)生噪聲,小信號(hào)電路應(yīng)遠(yuǎn)離大電流電路及電源,大電流經(jīng)得線路應(yīng)盡量短而粗,信號(hào)線采用屏蔽線,注意將地線接機(jī)殼,散熱器、環(huán)變等發(fā)熱器件盡量靠近散熱窗安放以利對(duì)流散熱。此后若溫度再度上升時(shí),只要升到150℃時(shí),即停止工作。閉環(huán)增益在10dB或稍大于10dB使用時(shí),電路工作最穩(wěn)定。峰值電流