达人自制功放前级+后级 TL082+IRF(附电路图)
前两天,做了AD827的前级,我没有别人那样的金耳朵,听不出音乐里的什么奥妙,但是感觉音量不够大、声场不够深。于是我想使用TL082搞一个耳机放大器,然后对比对比。 经过对比,发现各有千秋,082的高音不是很清脆,但也不是传闻中那样的垃圾。它的中音似乎很明亮,低音也很有劲。低音一阵阵的感觉。这个电路前级采用了两颗TL082,每个082构成一路单独的声道。后级采用了IRF634和IRF9634,因为TL082的输出实在太弱了,不可能去直接驱动耳机(我之前的AD827就是因为没有添加后级)。电源我依然没有使用稳压电路,而是使用了多个2200uF/16V的电容并联将近20000uF的大容量电容滤波,对于一个耗电不足500mA的电路,这几乎是个电池了。整流前加入了限流电阻,一是起到保险,二是可以减少整流管在大容量滤波电容前产生的高频谐波。不使用稳压更主要是环保,我不喜欢浪费资源,呵呵。可能会有人说你到底会不会玩呀?我的回答是:稳压电路只能改善一部分噪音,而且只是那么一小小点,但是会使整个电路的效率大打折扣。我的这个电路增益非常的低,从前到后13dB,运放完全可以克服电源0.5Vp-p的纹波。后级静态电流调整为150mA,这个很重要。太大了电源的滤波性能会下降,我已经说了,我没有使用稳压,太小会影响低阻耳机的发挥。(虽然我使用的是300欧的HD212PRO)更不能为0,那样运放会不停的输出高频脉冲来稳定中点,影响反应速度。中点电压为3mV。电位器采用了ALPS的50K双连,无极电容采用WIMA,变压器就电脑多媒体音箱里的双12V。其他的大家自己看吧,下边有图。整个电路两路输入,两路输出。经过了1~100KHz的测试,在输出6Vp-p时几乎没变化!很OK,没问题。够Hi-Fi了吧,虽然没有下AD827的血本,玩嘛。试听了林忆莲的《love ,sandy》专辑和孟庭苇的HDCD,高音很纤细,没有拖泥带水的感觉。比AD827也差不到哪里去呀,难道我们的耳朵能听到MHz的频率吗?呵呵。
这是我在播放高胜美的《风飞沙》!分别用foorbar2K,联想的FS310(早期的128M),诺基亚的5310XM对比,同样的320Kbit/s。咋差别就那么大呢?2K一流,FS310高频差那么一点点,可5310就差远啦,模糊不清。
今天,我在原来的TL082+IRF上改进了一些东西。理由嘛,很简单。想改进一下原来的频率特性,让高频延伸至更高,低频下潜的更深,而且还要改善瞬态反应。原来的TL082+IRF在驱动MOS的时候我没有施加电阻,造成了在高频时MOS的结电容和运放构成不良的耦合,方波上升到顶的时候有寄生振荡,而且边缘很明显,到200KHz的时候几乎没输出了。现在,1:我把驱动MOS的部分改为了47放大 ,驱动更强 2:偏压部分将原来的末级改为到IC的VDD和VSS,增加滤波性能 ,大大改善背景的低频噪音 3:取消大环回,改善高频瞬态反应(这个对改善瞬态特见效,我在搞视频放大里学到的) 4:增加了滤波电容,将原来的6颗增加到12颗,总容量达到30000uF,电源的总纹波下降到200mVp-p。5:后级偏压调节改用高精密电位器,调节更准确 6:更合理的布局,有艺术效果,你说呢?经过以上的打造,新TL082+IRF诞生了,我可以看到充分的发挥了TL082的性能,从输入前到输出能够达到16V/us,比官方的资料还高呢;带宽3Hz~250KHz(正弦波,80%增益范围)以下是电路图和一些实物图片。THD我没有仪器测量,不知道多少,不过我估计不会很大。 至于音色方面嘛,我自己搞了很多电路,也买过别人的成品来研究过。感觉各个产品之间好的东西信噪比高,声音会清晰些,不含糊,没有拖泥带水的感觉,即使是压缩碟也好。这个板子给我的感觉就是噪音基本上测量不到,至少在80dB以上!人的齿音更清晰,不刺耳,低音更均匀。 接下来我要为她设计一个漂亮外衣。
PCB:
原理图:
前视:
顶视:
侧面:
用DG1022测试:
测试条件:输入2Vp-p,100KHz 方波 输出5Vp-p,100KHz 。到1MHz仍然有输出哦,只是输出像三角波了。(TL082毕竟只有10几V/us,我们搞的是音频,不是视频!哥们,够了)比起AD827发挥的作用在音频领域估计是不相上下的。
看到这里,有的烧友可能就会问了,这样岂不是会有数码的金属声?OH!!!答对了,你确实很有才,想去除?很简单呀,加一个低通就解决啦,不过如果我们那样做的话,何必搞16V/us呢?JRC4558就可以了。首先我需要解释一下数码声的来源:就是音频信号被采样后会有一个阶梯,这个阶梯会和采样率和信号的频率有关,采样率越高,阶梯越低,信号的频率越高,阶梯越高。在信号还原的时候亦如此。现在的音源都是以数字格式存储的,数码的金属声不可避免,除非你把高音滤除掉(电子管功放恰恰就是这个特点,电子管的反应速度很快,但是也会有极板电容的存在)。我在比较EL34和这个TL082的时候,同样的音源,同样的耳机。两者的表现是不一样的,EL34显得温柔些(耐听),而TL082显得强有劲(清晰)。不过耳放在整个音乐重现过程中只是起到了大概20%的作用,需要好的音源和好的耳机,这个才是主要!
功放开关电源原理与维修
如今的功放电源已经由工频变压器趋向于具有体积小、重量轻等特点的开关电源电路, 同时也由于开关电源电路比较复杂,零配件比较小众化从而使得 维修起来比较困难。天逸AD-800MKII功放号称8Ω负载时有1000瓦的输出,经试听感觉其音质、功率容量还可以。现粗略介绍一下其原理,及其容易出现的故障点。
一、主要集成块的内部框图及简单原理介绍
1、SG3525AN介绍
SG3525是一种单片集成PWM控制芯片,输出驱动为推拉输出形式,增加了 驱动能力;内部含有欠压锁定电路、软启动控制电路、PWM锁存器,有过流保护功能,频率可调,同时能限制最大占空比,内部原理图见下图。
直流电源Vcc脚(15脚)接入后分两路,一路加到或非门;另一路送到基准电压稳压器的输入端,作为内部电源。振荡器(⑤脚)须外接电容CT,⑥脚须外接电阻RT。振荡器频率由外接电阻RT 和电容CT决定,振荡器的输出分为两路,一路以时钟脉冲形式送至双稳态触发器及两个或非门;另一路以锯齿波形式送至比较器的同相输入端,比较器的反向输入端接误差放大器的输出,误差放大器的输出与锯齿波电压在比较器中进行比较,输出一个随误差放大器输出电压高低而改变宽度的方波脉冲,再将此方波脉冲送到或非门的一个输入端。或非门的另两个输入端分别为双稳态触发器和振荡器锯齿波。双稳态触发器的两个输出互补,交替输出高低电平,将PWM脉冲送至两对组合式推挽型三极管的基极,锯齿波的作用是加入死区时间,保证这两对组合式推挽型三极管不同时导通。最后,在11脚及14脚分别输出相位相差为180°的PWM波。⑧脚为软启动端,一般外接电容,此电容大小决定 启动时间的长短。⑩脚为关断脚,电压高于0.7V则PWM关闭。
2、IR2110
IR2110做为驱动半桥的集成块,其内部原理图如图2所示:
HIN为高端脉冲信号输入,VIN为低端脉冲信号输入,此二路输入经一系列 电平转换及悬浮处理后高端从HO输出,低端从LO输出;低端输出驱动电源Vcc取自输入端的Vdd,而高端输出驱动电源VB则需要增加自举电路,在本电路中Cd4、C817、D8为自举电容和二极管。SD为关断控制信号,当其为低时高低端均无输出。
3、LM556CM
这是常见的两个555电路,A部分作为振荡,B部分作为开机延时。
4、TOP221
这是一个类似三端的开关电源。
二、电源电路及其原理分析 (电路图见下图,可点击放大)
1、供电部分
220V交流电经热敏电阻NTC1-4(开机等待时间过后继电器K1闭合则短路 此热敏电阻)加到D1整流,在C1~C4、C6 滤波,加到开关管Q2、Q6、T2及副电源部分U2、T1等。
2、副电源
由U1(TOP221)、T01及Q20等组成,T01输出两组电压各由D2及D202整流在E97输出15V,在E06输出5V。
3、控制部分
震荡电路由U14A及R39、R44、C825形成约200kHz的矩形脉冲经R02、Q1、R41送到IC6的③脚,但是这个输出脉冲并不决定IC6的输出频率,感觉这部分电路是多余的。
控制电路:SG3525完成脉冲宽度调节电路,R73、C73决定脉冲频率,R72决定间歇时间,16脚输出5V电压供给外围电路包括保护电路等的作为基准电压。
本机并没有从输出电压反馈到控制端的信号也就是稳压控制,实际上就是相当于一个普通的变压器。这个定频定宽的脉冲信号从11脚、14脚输出到IC801(IR2110)的12脚、⑩脚,在①脚、⑦脚送出驱动信号到Q6、Q2, 从而完成半桥开关输出驱动开关变压器T2。
输出电路:开关管Q2、Q6驱动开关变压器T2,在次级经D24、D35整流C101、C102滤波输出正负120V电压。
4、保护电路:
1)U13D与R23、R24、R25、C13、R43、R42、R26、C14组成断电识别电路,当外电路断电时A点电压下降,而B点电压由于电容的存电保留,从而使得U13的⑨脚的电压小于⑧脚的电压,在14脚输出低电压,经D23拉低C点电压。
2)U13C与R31组成C点电压低位保持电路,当C点电压变低则U13的11脚经 R31也被拉到低于5V(此5V电压来自IC6 的16脚),进一步保持了U13的13脚C点的低电压。要重新使U13的13脚变高,就得关闭整个220V电源,重新开机,也就是说本机没有故障保护自恢复功能。
3)U13A和U13B组 成15V电压判断电路,过高过低都会使C点电压变低。
4)IC1B组成5V电压是否有的判断电路,5V电压失去,其⑦脚也就是C点电 压降低。
5)R21是功放出现直流输出的保护电路,当R13或R14出现正电压则IC2A的 ②脚变高,①脚变低,经R53使得OK2阴 极拉低,在J5_7变低再经R21拉低C点电压。
以上5种情形的结果:C点电压变低后经R05使T1导通,经R34拉低U14的12脚THR、经R36拉低13脚DISC,使⑨脚变高,DISC内部三极管导通,经R36S锁定THR于低电平。拉高IC6的⑩脚SD,OUT A和OUT B停止脉冲输出, 电源停止工作。
6)开机延时:U14B、C25、R34、R35、R36组成开机延时电路。开机时在 T1截止而且TRIG为高的情况下,由U14内部对C25充电,这个充电时间就是开机等待时间。
三、 故障检修
1、检查关键点:
1)B点电压是否有310V。
2)15V电压是否正常。
3)C点电压是否是大于14V。
4)IC6的⑧脚SS端是否高于10V、⑩脚SD端是否低于0.6V;13脚、14脚是否有方波输出。
通过对关键点的检测可以比较快的找出故障范围,从而找出故障元件,最后 排除故障。
2、常见故障:
本机使用的电容经常出现漏电现象,如C82漏电使得IC6的SS端 电压不能上升(正常情况下应该在10秒钟之内上升到10V) 导致开电好长时间都不能工作;C73失效导致输出信号频率超出正常工作频率范围接近1MHz,致使Q2、Q6烧毁。
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