模拟集成IC介绍
模拟集成电路 .
模拟集成电路被广泛地应用在各种视听设备中。收录机、电视机、音响设备等, 即使冠上了“数码设备”的好名声,却也离不开模拟集成电路。 . 实际上,模拟集成电路在应用上比数字集成电路复杂些。每个数字集成电路只 要元器件良好,一般都能按预定的功能工作,即使电路工作不正常,检修起来也 比较方便,1 是 1,0 是 0,不含糊。模拟集成电路就不一样了,一般需要一定数 量的外围元件配合它工作。那么,既然是“集成电路”,为什么不把外围元件都 做进去呢?这是因为集成电路制作工艺上的限制,也是为了让集成电路更多地适 应于不同的应用电路。
对于模拟集成电路的参数、在线各管脚电压,家电维修人员是很关注的,它们 就是凭借这些判断故障的。对业余电子爱好者来说,只要掌握常用的集成电路是 做什么用的就行了,要用时去查找相关的资料。 . 许多电子爱好者都是从装收音机、音响放大器开始的,用集成电路装,确实是 一种乐趣。相信大家对这两者也都感兴趣。装的收音机有两种,一是 AM 中波的, 通常用 CIC7642、TA7641 集成块装。另一种是 FM 调频的,通常要求具有一定的 水平,用 TDA7010、TDA7021、TDA7088,CXA1019(CXA1191)、CXA1238 等。这 些集成块也是收音机长商所采用的经典 IC。 . CIC7642 外形象一个 9013,仅三个引脚,工作于 1.5V 下,其内部集成了多个 三极管,用于组装直放式收音机,而且极易成功,因此许多电子入门套件少不了 它。其兼容型号为 MK484、YS414,许多进口的微型收音机、电子表收音机都用。 . TA7641P 装出来的收音机为超外差式,性能要好,但是因为有中周,制作调试 都有点复杂,如果能买到套件组装,那也不算麻烦(照着指示把元件焊到电路板 上就行啦:-〕。 . TDA7000 系列是飞利普公司的产品,有 bitbaby 没见过的 TDA7000,以及 TDA7010T,TDA7021T,TDA7088T, 后三者有个后缀 T,表示是微型贴片封装的。 bitbaby 也没见过标准 DIP(双列直插塑封)封装的,所以尽管它们的应用电路 简单,做起来可麻烦,整个集成电路和一粒赤豆差不多大。(下面有图)TDA7088T 是可以用变容管和电位器实现电调谐的。 . CXA1019 是索尼公司生产的, CXA1191 是它的改进型号,它们被称为单片 AM/FM 收音集成电路,因为一片 IC 包含了从高频放大、本振到中频放大、低频(音频) 放大的所有功能。CXA1238 是 AM/FM 立体声收音集成电路,它不包括音频放大器, 但有立体声解码功能,通常用于 WALKMAN 收放机等。 . 这里有个知识,就是 CXA 的收音 IC 同一型号有三种不同的大小(即后缀 M 型 为贴片封装,S 型为小型封装,P 型为 DIP 封装)。 . 音响功放电路也是电子爱好者们津津乐道的话题。通过亲手制作,不但深入了 解了原理,更是具有意义。bitbaby 并不是发烧友(也烧不起),对吹毛求疵的 “金耳朵”更是持有怀疑态度。请各位新手不要误入歧途。做一套实用的音响才 是聪明之举,不要相信什么“把 XXXX IC 换成运放之皇 NE5532 后效果立竿见 影”。 . Bitbaby 帮别人装过许多功放,也有不少经验。有的虽然只是用收录机用的功 放集成块,但因为用了较大功率的电位器、较大容量的滤波电容、较大口径的扬 声器,效果还是比收录机好。 . TA7240P 是收录机中常用的功放 IC,双声道,各 5.8W,12V 左右供电,音质一 般般。 . TDA1521 是高保真功放 IC,功率较大,音质较好,上点档次的电脑有源音箱也 都用该集成块。 . LM1875(TDA2003、TDA2030、TDA2030A)等应用电路差不多,功率不同,TDA2030A 是 TDA2030 的改进型,功率稍大。这些集成块应用也很多,但假货也多,有的假 货是用廉价 IC 打磨过的,有的则是粗制滥造。
傻瓜功放是一种厚膜集成电路,其实不过是把各分立元件封装在一起,只有输 入引脚用来接音源,输出引脚接音箱,以及电源引脚,方便了使用。 . 此外,还有 TDA2822、LM386 等的小功率音频放大器,在电池供电的产品中作 功放。用它们也可做有源音箱,廉价的有源音箱就用它们。
D类音频功放 OEP30W-TsinghuaJoking
简介
OEP30WD 类音频功率放大模块是集成了 OEP30W IC芯片的模块。这么小的模块可以输出 30W 的音频功率着实令人惊奇。
除此之外,还有令人不解的是,通过简单的网络搜索,该芯片的数据手册(DATASHEET)居然找不到,所能够找到的就是该芯片已经成型的 OEM 模块。
OPE30W D 类音频功率放大模块
今日在淘宝上订购了该音频功率放大模块,主要用于改造声音信标中的音频功率放大,原来使用是 BTL 输出的 L2726 音频功放,在工作时,功放发热厉害。需要借助于信标外部金属壳来完成散热。相应的测试参见下文:
声音信标长啥样子?1. OEP30W 模块外部引脚定义
下面是 OEP30W 外部引脚定义:
OEP30W 音频功放模块引脚功能定义
2. OEP30W 模块规格
下面表格给出了 OEP30W 的主要技术参数指标。
功放的规格
由于购买到的 OEP30W 模块的引脚采用 7PIN,100mil 的插针引脚,在实验之前需要将外部的插针焊接在模块上。这样便于使用面包板进行测试器静态参数。
焊接引脚插针
3. 模块使用注意事项
下面是在模块销售淘宝网站给出的模块使用注意事项:
1、功放板供电后,接喇叭的 2 个焊盘之间的直流电压 0V,喇叭焊盘与 GND 之间直流电压为电源电压一半。
2、选用 4 欧喇叭,电源电压不能超过 16V,否则芯片发热过高容易损坏功放。选用 8 欧喇叭,电源电压不能超过 24V,否则电压过高击穿功放芯片。
3、功放板通电后,手不能触碰板上元器件引脚,因为人体干扰信号干扰数字功放的时序,导致损坏芯片,人体带静电——强高压会出现击穿损坏芯片,人体静电的危害务必要知道。
4、电源电压要稳定,尽量采用开关电源与电池供电。电源不能超过板子工作电压,否则烧坏芯片,数字功放特娇气,不比模拟功放,工作方式完全不一样。
5、喇叭接线尽量用音响线控制在 3 米以内,线太长负载的电感量增大并产生自感电压过高击穿功放芯片,长线接喇叭建议考虑加二极管(IN5819)实现对自感电压的释放保护芯片。6、8 欧姆喇叭基本无需加散热片,小于 8 欧姆喇叭,如果芯片温度高于 60 度,因立即停止工作,加散热片扇热,否则温度升高会立即烧掉芯片。
功能实验测试
1. 实验的电路板
将焊接好的 OEP30W 模块置于面包板上,将对应的 VCC,GND 连接 12V 工作电源。
使用音频信号发生器作为 模块的音频激励信号。
测试电路板
2. 上电静态测试
(1)输出电压:
VCC:11.80VSP+:5.80VSP- :5.81VCS:9.15V将 CS 接地,输出的波形就是 0 了。静态工作电流大约 10mA。
CS=0V 时模块的 SP+,SP- 的输出
(2)输出波形:
将 CS 悬空,此时 SP+,SP- 的输出如下图所示:
没有输入信号时 SP+,SP- 的波形
(3)加入测试信号
在 IN+加入正弦波信号,频率:1.057kHz,幅度(交流有效值)0.1V。
输入音频测试信号
在 IN+加入信号输出信号
2. 加入扬声器
(1)扬声器负载:在模块 SP+,SP- 两个引脚加入负载扬声器,组口 4Ω。在没有接入音频信号之前,模块工作电流大约为 10mA。
负载扬声器,阻抗 4Ω
(2)高频辐射干扰:
评估 D 类扬声器所产生的高频谐波对于外部的干扰,使用 DSA815 频谱仪外加高频发达接收头,测试在扬声器周围的电磁场的频谱。
下面是音频功放没有开启之前所接受到的射频频谱。其中在高频段是一些北京地区的调频广播的的频谱。
将音频功放开启之后,对应的频谱出现了改变,如下图所示。可以看到干扰一直延伸到广播频段。
在功放开启之后的频谱
为了看清前面的频谱的细节,使用 DSA815 测量 0~5MHz 之间的空间电磁场的频谱。下面是在 OEP30W 没有工作时,空间电磁场的背景频谱。
低频部分的空间电磁场,在 OEP30W 没有工作之前
OEP30W 加电之后,对应的空间电磁场的频谱如下图所示。其中清晰的看出,空间的谐波干扰主要来自于 OEP30W 的 PWM 的工作谐波频谱。
低频部分的空间电磁场,在 OEP30W 工作之后
为了消除 D 类功放对于外部射频干扰,使用磁珠连接在扬声器的引线上。下图的左边是在扬声器的外部引线上增加了一对磁珠。
滤除射频信号的磁珠
测量空间电磁干扰,如下图所示,其中在 50MHz 以上的电磁干扰明显降低了。
增加了磁珠滤波之后的频谱
3. 加入音频信号
将信号源信号引入 OPE30W 的 IN+管脚之后,扬声器突然出现振荡信号。该信号与输入的音频信号无关。如果将扬声器撤离,OEP30W 的输出则是正常的信号,如前面所测量的结果。
将信号源输入 IN- 管脚,模块输出没有响应。
直接将信号源引入 IN- 引起的输出振荡
在输入端串接 10k 欧姆的电阻便可以消除振荡的情况发生。
在 IN+输入串接 10k 电阻
接入串接电阻之后,OEP30W 放大倍数降低了。
输入信号:0.538Vrms 功放输出:2.63Vrms 放大倍数约为:4.88 倍。在输入端串联 10k 电阻之后的输出波形
总结
OEP30W 的基本工作配置:VCC=+12V,GND= 0V,CS 悬空;在扬声器输出中串入磁珠可以降低空间射频干扰;将信号接入 IN+,并串入电阻,改变模块的增益,减少模块的自激振荡。
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