漫步者R201T有源音箱电路原理分析
工作原理,如图纸所示:主要分为三部分。分别为电源电路、卫星箱功放电路、超重低音电路.
一、电源电路(图纸的最下面部分):220V市电经过保险管(F),和开关S后进入变压器初级,变压器
的次级输出双12V交流,双12V送入由VD1组成的桥式整流电路电路,经过桥式整流和C14,C15(3300UF/25V)的滤波后,输出的空载电压约为正负16V左右(根号2乘于12V),即A+为正16V,A-为负16V。正负16V为三块功放芯片TDA2030,UTC2030提供电源。另一路经过R21、R22的降压后,由B+,B-输出约正负12V为低音前置放大和低通滤波器IC4提供电源电压。
在本图纸当中,前置放大的供电并没有采用78/7912三端稳压电路,磨机爱好者在更换两个3300UF电容时,也可以考虑加入LM7812/7912为前置提供更为稳定的工作电压。
二、左右声道放大电路(卫星箱功放电路),因左右声道作原理完全一致。这里我只以图纸的左声道为例,作个介绍。
如图:RIN为信号输入端,经过耦合电容C23进入音量电位器,(音量电位器由三个引脚,与C23连接的是输入端,输出端也叫滑动端、另一引脚为接地端),调整音量后信号进入由R1/C3组成的高音提升电路,此电路可以提升一定量的高频信号,使声音更加清晰。尔后信号经过耦合电容C1进入左声道功放,型号为UTC2030的1脚,经过功率放大后,由2030的第四脚输出,推动卫星箱发声。图中的R7为反馈电阻,R7/R9为决定2030芯片的放大倍数。因此,调整R7的阻值,就可以调整放大倍数。R11/C7为扬声器补偿网络。
三、超低音电路。由左右声道经两个10K电阻R5、R6后至C11耦合电容,尔后信号进入IC4,型号为JRC4558的3脚,图中IC4A为超低音的前置放大器。R201T将此放大器的放大倍数设置为6倍左右。(R17/R18),经过前置放大后,才能保证足够大的驱动电压,获得足够大的音量。4558的1脚为前置输出,经R19后进入由IC4B、C9、C10、R20组成的低通滤波器。低通滤波器的作用是截除200HZ以下的低频信号,R20和C10决定截止频率。(具体每个厂家的截止频率设置略有不同)。IC4B输出后----C19,与音量电位器的输入端相连接,调整超低音的音量后,由电位器滑动端输出进入超低音功放电路IC3;TDA2030A,此电路的原理与卫星箱功放一致。4脚为输出端,推动低音喇叭发声。
以上为R201T的基本工作原理.顺便指出上图中有一处标识有误:即TDA2030A的1脚输入端应该标为“+”即同相输入端。图纸的1、2脚标反了。
注:漫步者R1900TII,1800TII.轻骑兵V23SE,惠威M200,M20W,M20L T120.中采用的芯片LM1875T.其工作原理与本文中的TDA2030A一致
2.1音箱维修方法:
掌握电路的基本原理,维修就事半功倍了。其实检修音响就象医生看病人一样,讲究“望,闻,问,切”。
检修前需做的事:音响遇到故障时,不要急着下手。要先问问用户使用的情况:出现故障的前后,音响有什么异常,比如有无“喀卡”的杂音,有无闻到异味,有无看到音响冒烟等情况,这样可以快速了解音响的状态。遇到音响无声或者单声道等故障,也不要急于判断为音响本身的故障;而首先要先排除信号源和连接线的问题。比如检查一下电脑是否置于静音的状态,系统音量是不是调到最小的位置了????平衡控制是否位于中间的位置????确定声卡或DVD/CD信号无问题后,还要检查一下输出的音频连接线,有时候,连接线接触不量会造成单声道或者有杂音。另外。卫星箱的接线夹也要检查一下,有无松脱等情况。(有时候可以把两个卫星箱对调来确定卫星箱和功放电路的好坏);确定信号源和连接线无问题,还未排除故障时,才决定拆解您的音箱来检修。
下面以R201T为例介绍音箱常见的几种故障检修方法:
一、开机无任何反应,卫星箱和低音炮都不发声。(此时调整两个音量电位器均无反应)。此故障基本上可以认为是电源故障。(因为三个功放芯片同时损坏的几率很低)。多媒体音响的保险管若是安装到外面的。我们可以拧开保险盖,取出保险管,观察:若保险已经溶断,也不要急于换上新的保险管。我们可以观察保险损坏的情况:若保险丝只是中间或者两头断掉,没有明显的烧黑的痕迹。可以估计,保险是偶然损坏的。(因为市电电压高等原因)这时用同规格的保险管代换一般都能排除。(如果保险管装到主机箱内的,需要拆开机盖才能取出保险)。若保险管的管壁烧的一片漆黑,估计是变压器烧毁(或匝间短路),另外整流或滤波电路中有元件短路也会造成此现象。这时我们可以观测变压器有无异味,看看有无烧损的痕迹。同时可以用万能表检查次级有无输出电压。若变压器输出正常,那就要检查,四个整流管有无击穿短路,电容有无短路等等。直至查出短路的元件。
二、单声道。比如说左声道无声,我门可以去掉左声道的卫星箱,接入右声道卫星箱。若卫星箱此时发声,那么可以确认故障原因为左声道的卫星箱喇叭有故障或烧毁。若接了右卫星箱,故障依旧,说明音箱是好的,只是左声道功放电路损坏。。(也可以把R201T背后的音频输入线左右声道对调一下来判断2.1音箱的工作状态)。那么,如何检修左声道的功放电路呢?????我们看看图纸,图中我标了A、B、C、D、E、几个“关键点”。IC2为左声道放大电路,我们可以采用一种简单有效的“信号注入法”(也叫信号干扰法),具体就是可以用医用的金属镊子或其他小起子,(手碰触金属部分),直接碰触图中的B点。即功放芯片的1脚,此时喇叭应该较大的“喀喀”干扰声,如果没有,那么基本上可以判断功放芯片已经OVER了。我们用同型号的芯片更换就行了。UTC2030可以用UTC2030,TDA2030,TDA2030A直接代换。同时还需要注意,TDA2030A反相输入端的R10和C6断开或者损坏,有可能造成声音阻塞甚至无声。另外,A---B点有线路板铜箔断也会造成左声道无声。以上检修方法的前提是:IC2的工作电压正常的情况下。(即3脚为负16V,5脚为正16V左右)。
三、低音炮无声音。我们可以直接用万能表的R*1挡测量低音喇叭,喇叭应该有较小的“喀卡”声,否则喇叭已损坏。喇叭正常的情况下,我们依旧采用信号注入法,为了快速找到故障点,一般从“后”----“前”尽行干扰。即对功放后级先尽行信号注入,无故障的话再向前一级注入信号。如图纸:在F点注入干扰信号,低音喇叭应该有“啪啪声”否则就要检修TDA2030功放电路。若啪啪声正常,但低音炮不工作,我们可以检查一下低音的音量电位器,排除电位器的问题后,还不能解决问题,那就要检查一下IC4了。IC4有两个作用,一个是前置放大,一个是低通滤波。若IC4供电不正常或者本身损坏,就会造成低音炮无声的故障。(注,IC4的8脚为正12V,4脚为负12V)。进行上述的检查之前,我们要目测观察一下,电路板有无断裂,元件有无明显烧毁的现象。这样可以少走弯路。续上、TDA2030A是比较容易损坏的器件,除了信号注入法。我们还可以用以下方法快速判断2030的好坏-----我们先检测芯片的供电是否正常,即5脚为正16V,3脚为负16V。在没有信号输入的情况下,另外三脚应该是零电压的。如果测得第4脚(功放输出)有直流电压输出,(甚至达到16V左右),确定芯片已经损坏。特别需要留意的一点:TDA2030A(LM1875)
的引脚3与散热接触面是连通的,如果散热面与散热板之间没有垫绝缘片,维修时要切记:散热板不要碰到地线或者电源线,否则有可能导致芯片损坏.
四、调整电位器时,喇叭有卡卡的杂音。此故障可以用WD--40清洗。参考:http://www.edifier.com/cgi-bin/bbs/bbs.cgi?u=bbs&id=20040216225824sb 磨损严重的,用同规格电位器代换。
五、喇叭里有“啸叫”声或者较大的噪音。当整流电路某个整流二级管击穿短路、或者滤波电容失效时。有可能造成此故障。怎样判断滤波电容是否失效呢????我们可以检测A+,A-电压。正常电压应该是15V左右。当检测到某一组电压只有10V左右时,估计相应的滤波电容已经失效。比如说A+只有10V,那么C14已经失效,失去滤波作用。用同规格电容代换即可。
六、低音炮在不播放音乐的时候有很大的“翁翁”声。即使拔掉输入信号线,翁翁依然很大,始终无法消除。此现象现象一般是低音通道的电路故障造成的,最有可能的就是TDA2030A芯片损坏。造成TDA2030第4脚输出直流电压,使喇叭发出沉闷的“翁”声,只需更换功放芯片就可以解决问题。
见回复5里的三张图片,我们可以迅速识别NE5532,和TDA2030A的引脚次序。彩图一:中打点的为NE5532(JRC4558)引脚1脚。最下图为双运放各引脚的标识。一目了然。NE5532(JRC4558)引脚:1为运放输出,2为反相输入端,3脚为输入. 5脚为另一运放同相输入,6脚反相输入,7脚输出. 4脚为负电压,8脚正电压.中间的图片实物为2。1音箱常用的TDA2030A功放芯片,此芯片为双列直插封装。从左---右数:靠近散热板的为2、4脚。前排依次为第1、3、5脚。 (LM1875引脚完全一致).
功放常用的元器件知识
玩音响是一个系统工程,DIY功放同样如此,除考虑成本外,还要考虑元器件的采购与选配,以及相关器件与各种板卡的装配,不是随便购买器件就可用的。
1、ZY~01型散热器在专业音响领域,专业散热器大量使用,如下图所示为ZY~01型散热器的外观图。
其中图上为内侧页面,图下为外侧页面与页面宽度。该散热器分A、B两款,A款内部叶面高度为90mm,外部叶面高度为120mm, 叶面厚度为65mm。B款内部叶面高度为60mm,外部叶面高度为84mm, 叶面厚度为60mm。
以图所示的散热器为例,其底部可平放在机箱低部,功率管可固定在内侧的叶面上,上下的两个叶面都可安装功率管,功率管可对称安装,如下图所示。
散热器的长度可根据需要截取,比如15cm、30cm、80cm等等,可安装多对大功率管,如图所示。
好思路我们要学习,好器件我们要借鉴,若DIY功放,ZY~01型散热器是一个较好的选项,可能我们不必装配很多对功率管,2~4对大功率管即够,并且可把电压放大级部份电压放大管与电流放大级的中功率预推动管、大功率推动管及温度补偿管与热敏电阻都安装在ZY~01型散热器一起,如下图所示。
站在发烧的角度来看,虽然ZY~01型散热器不能满足部份高烧人士的需求, 但该散热器较实用,我们可以用该散热器直接当作后级功放的侧板用,这时散热器可外露以加强散热。该散热器也可内置在机箱内,左右声道各用一个,方便整体部局,如下图所示。
2、大功率功率管
多数音响发烧友对一些平价易购的器件视而不见,总喜欢购一些炒作的“管王”或“发烧器件”,但“管王”或“发烧器件”都是相对的,是在特定时期或在特定环境下为了某些利益被少数人称呼。在专业音响, 低价的原装小功率管2N5551、2N5401大量使用,发烧友确看不上它,情愿采用贵数十倍售价的小功率发烧管、金封管,不愿从电路上去挖掘潜能。如今发烧管众多,国内市场易购的大功率对管达数十种,但考虑到使用场所不同,优先考率如下5款:2SK1058、2SJ162;2SC5200、2SA1943;NJW0281、NJW0302;2SC3858、2SA1494;MJ15024、MJ15025。部份参数如下:2SK1058、2SJ162:100W、 7A、160V、TO-3P;2SC5200、2SA1943 :150W、 15A、230V、TO-3P;NJW0281、NJW0302:150 W、15A、260V、TO -3P;2SC3858 2SA1494:200W、17A、230V、MT -200;MJ15024、MJ150 25:250W、16A、250V、TO-3。
由于易购、平价的2SC5200、2SA1943;NJW0281、NJW0302;2SC3858 2SA1494;MJ15024、MJ15025被很多专业音响厂或HIFI音响 生产厂家大量使用。
如上图所示,这些大功率管售价低主要原因是国内这些厂家使用量大,功率管生产厂家特有的销售策略,使其盟主地位多年不被动摇。
3、氧化铝散热片
音响生产厂家多使用矽胶片与云母片作集成IC功放与大功率功放管的绝缘与传热, 如下图所示:
由于售价低,这两种绝缘片被大量使用,矽胶片方便裁剪,导热系数为1 w/m. kz左右,一些小功率集成IC功放大量使用,如TDA2030、LM1875 等等。云母片导热系数为1~2w/m.k,一些大功率对管大量使用,如 2SC5200、2SA1943 与 2SC3858 2SA1494 等等,云母片较脆,需凃导热硅脂配合使用。这几年国内已有厂家开发生产了氧化铝绝缘片,传热性能大幅提高,导热系数为25w/m.k左右,长期工作温度最高可达1480℃,如下图所示,一些高级音响生产厂家使用。
4、电容
A.滤波电容:
这几年国内部份电容器生产厂家为适应市场需求,开发了很多规格的音响用电容。如HS系列容量为4700μF、6800μF、10000μF,耐压 为50V、63V、80V、100V等多种规格的FOR audio电容,还可定制特殊规格的电容。通过材料设计、工艺突破、结合核心电解液添加剂,这些电容有如下特点:低损耗、低E.S.R 、低漏电、耐高纹波电流等特点,85℃带负载寿命5000小时;105℃带负载寿命4000小时。HS系列电容可让音响系统其音效声场清晰、低频更加厚实、中频自然顺滑、高频晶莹透彻更有鲜活感,具有挑战进口名牌电容的实力,主用于HIFI级功放、专业音响电源滤波,如下图所示为国产HS系列 10000UF 80V电容的外观图。
B.CBB电容:
国产金属化聚丙烯轴向电容器即CBB电容,用镀金属聚丙烯膜作为电解质、电极绕制而成,采用镀锡铜线环氧树脂灌封,容量在0.01μF~100μF,耐压在100V~630VDC,损耗角正切值在0.01%~0.08%,在音箱分频与胆机制作大量使用,如下图所示,国产电容具有较高的性价比。
部份采用铜膜或银膜的电容损耗角正切值小于0.005%,能够满足特定用户的需求。
5、变压器:
A.电源变压器
功放电源变压器几乎都是在国内加工生产,为国内专业音响厂订制的大功率变压器铁芯多选用进口整条0.23mm或0.27mm的直纹片或斜纹片卷制,230V输入范围可达到300V不饱合,230V~260V无震动、无牛叫、无噪音。采用无氧铜漆包线绕制线圈,采用无氧铜杆镀银线、或裸铜电子线作引线,外观多采用透明、白色、黑色、聚脂膜、高温黑纱布封装,如图15所示,这类订制的变压器同样可用于DIY HIFI功放。
B.音频变压器:
小功率音频变压器多用来隔离、滤波、声音处理等。
6、功放电压放大模块:
国外很多公司上世纪八十年代与九十年代推出了很多功放驱动模块,可简化电路设计,使生产功放简易很多,在发烧圈STK3048与STK6153较为“受宠”。国内外也有厂家开发出一些音响模块,如马兰士的HDMA电压反馈模块与电流反馈模块。时过景迁,很多模块已退出市场,比较看好的是国内的 LM4702、LME49810与LME49830 ,如下图所示。
特别是LME49810 、LME49830高耐压,最高可达正负100V供电,可输出较高的电压信号,若两路桥接,意味者业余条件下也有可能制作100~1000瓦的大功率功放。可看作LM4702是双声道设计、内部不包含电流放大级预 推动级,也可看LME49810 、LME49830是单声道设计、内部已包含电流放大级预推动级。
7、电子管:
国内库存还有很多国产电子管, 部份电子管用于制作前级或小功率功放, 本报有很 多电路可参考, 部份国产低价冷门管可开发用于音响领域,如图所示。
若较难购到功放推动模块,或者追求各性化的声音,也可采用前胆后石、胆石混合等方案,即用电子管作电压放大推动大功率晶体管制作的0DB功放,国内有少部份商品机采用此方案。
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