功放ic s-gnd LM386音频放大电路图讲解,图文+电路案例,通俗易懂,几分钟搞定

小编 2024-11-25 技术分享 23 0

LM386音频放大电路图讲解,图文+电路案例,通俗易懂,几分钟搞定

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今天是 LM386 音频放大电路 ,主要是以下几个方面:

1、什么是 LM386芯片?2、LM386 引脚图及功能 3、LM386 CAD 模型 4、LM386 的主要性能参数 5、LM386 的工作原理 6、LM386 音频放大电路图讲解 7、LM386 功放电路 8、LM386 应用电路

一、什么是 LM386 芯片?

LM386 IC 是一款音频功率放大器集成电路 ,设计用于低压消费类 应用。

LM386 引脚图及功能

LM386 IC 采用 8 引脚双列直插式封装 (DIP-8) 。放大器的电压增益可以调整到20,通过在引脚1和8之间添加电阻和电容等外部元件将其提高到200。

LM386 IC 放大器由 8个引脚 组成,其中引脚1和引脚8是增益控制引脚 ,可以允许控制音量。根据型号的不同,使用 9 V 电源,放大器可以提供 0.25W 至 1W 范围内的输出功率。

LM386 引脚图及功能

二、LM386 引脚图及功能

LM386 引脚图及功能

Pin1 (Gain):增益 引脚,用于通过将该 IC 连接到外部元件电容来调整放大器增益。Pin 2 (Input -): 同相 输入端,用于提供音频信号。Pin 3 (Input +): 反相 输入端,用于提供音频信号。Pin 4 (GND) :接地 引脚,连接到系统的接地端Pin 5 (Vout): 用于提供放大输出音频的输出引脚 ,与扬声器相连。Pin 6 (Vs): 接电源 ,接受正直流电压。Pin 7 (Bypass): 用于连接去耦电容的旁路引脚Pin 8 (Gain):增益 设置引脚,用于控制放大器的增益。

从这个引脚描述中,我们可以说:

Pin 1 和 Pin 8 代表放大器的增益控制端 。这些是我们可以通过在这些端子之间放置一个电阻和电容或只是一个电容来调整增益的端子。 Pin 2 和 Pin 3 代表声音输入信号端子 。这些是我们放置想要放大的声音的终端,引脚 2 是负输入,引脚 3 是正输入。引脚 4 GND(接地)端子 ,在电路中连接到地。引脚 5 代表放大器的输出。放大的信号从该端子输出引脚 6 接收正直流电压 ,以便放大器可以接收放大信号所需的功率。引脚 7 代表旁路端子 。该端子可以绕过 15KΩ 电阻。在电路设计中,它通常保持开路或接地。

但是,为了获得更好的稳定性,可以在电路中添加一个电容以防止运算放大器 IC 中的振荡。

LM386 引脚图及功能

三、LM386 CAD 模型

1、LM386 电路模型

LM386 电路模型

2、LM386 尺寸封装图

LM386 尺寸封装图

3、LM386 3D 模型图

LM386 3D 模型图

四、LM386 的主要性能参数

低噪声和低失真电路小尺寸(8针浸入式封装 )6V 电源下的静态功率仅为 24mW待机电流消耗仅为 4mA 在4V 至 18V的宽电源电压下运行最小至最大电压增益为 20 至 200也采用 VSSOPSOIC 封装制造。提供足够的功率 — VS = 9V、RL = 8Ω、THD = 10% 时,输出的公共功率约为 700mW。消耗低电源电流——在没有输入信号的情况下为 4mA 至 8mA。通过在引脚 1(+) 和引脚 8(-) 之间连接一个 10uF 电容,电压增益可以增加到 200 或 46dB。20 和 200 之间的增益可以通过将电阻与电容串联来轻松控制。典型低谐波失真:0.2%频率响应是从 40Hz 到 100kHz 的速率。频宽:共300kHz

LM386 的主要性能参数

五、LM386工作原理

1、LM386 内部电路图

2、LM386 怎么使用?

LM386 只需要几个电容和电阻就可开始工作 。一个非常基本的常用 LM386 电路如下图所示:

LM386工作原理图

IC 使用引脚 6(通常为 5 或 9V)供电,接地引脚 4 接地。反相引脚(引脚 2)通常接地,非反相引脚(引脚 3)提供音频信号。

该音频信号可以来自麦克风,甚至可以来自 3.5 mm 插孔。10k 电阻与音频信号串联添加,用作音量控制。如果你想全音量操作,你可以忽略这个电位器。

引脚 1 和引脚 8 用于设置放大器的增益。如果这些引脚之间没有任何连接,则默认增益将为 26 dB,但我们可以在其两端连接一个 10 uF 电容以获得 IC 的最大增益,即 46 dB。引脚 7 用于连接我们的放大器 IC 的滤波电容(0.1uf),以避免不必要的振荡。

放大后的音频信号可以从引脚5通过滤波电容连接到一个8欧姆的扬声器获得。具有 0.05uF 和 10k 电阻的 RC 网络是可选的。

六、LM386 音频放大电路图讲解

音频放大器 可以使用 LM386 IC 、100 µF、1000 µF、0.05 µF、10 µF 等电容 、10 KΩ电位器 、10 KΩ 电阻 、12V 电源 、4Ω 扬声器面包板连接线 构建。

基本上,这个音频放大器包括 3 个功能块 ,如电源以及输出、旁路、增益控制 。这种电路设计的设计非常简单。首先,将 pin4 和 pin6 这两个电源引脚连接到 GND以及相应的电压。

LM386 音频放大电路图讲解

之后,连接来自任何类型的音频源(如手机或麦克风)的输入。此处该电路借助 3.5mm 连接器使用手机作为音频源。 该连接器将具有三个连接,例如地面左右音频。

这个 LM386 IC 是一个简单的放大器使用带有接地端子的音频源将右音频或左音频连接到该放大器。 该电路中的输入电平可以通过将电位器连接到输入端来控制。此外,将在输入端串联一个电容以去除直流分量。此 IC 增益将调整为 20,并在此 IC 的两个引脚 1 和 8 之间连接一个电容(10 µF),然后增益将增强到 200。

尽管音频放大器的数据表建议在第 7 个引脚处连接旁路电容是一种选择,但我们认为连接电容 (100 µF) 确实很有帮助,因为它有助于降低噪声。

对于输出的连接,一个电容(0.05 µF)和一个电阻(10 Ω)将串联在 GND 和 IC 的第 5 个引脚之间。这形成了一个 Zobel 网络,一个包含电容和电阻的滤波器用于调整输入阻抗。

扬声器连接可以借助 4 Ω 到 32 Ω 的阻抗范围来完成,因为 IC 可以驱动此范围内的任何类型的扬声器。音频放大器电路使用扬声器(4 Ω)。可以使用电容 (1000 µF) 连接此扬声器 非常有用,因为它消除了不必要的直流信号。

七、LM386功放电路

1、LM386 功放电路 --x20 放大器

LM386 功放电路 --x20 放大器

最小的放大器最少的部件提供 20 的增益 。它确实是一个放大电路,虽然只有一个 IC 和一个电容。

但它的输出电流很低(驱动功率低) 。因此,在实际使用中,我们可能需要更大的声音。我们可以通过如下简单的方式增加它。

2、LM386 功放电路--X200大小功放

LM386 功放电路--X200大小功放

该电路的增益上升到 200 。因为我们通过引脚 1 的 C2 的正极和引脚 8 的另一个正极将 C2 电容连接到 IC 。但有时过高的增益对我们不利,可以用一个电阻来控制它。

3、LM386 功放电路--X50低增益

LM386 功放电路--X50低增益

我们添加了与 C2 串联的 R2 电阻,以将增益降低到 50

4、具有低音增强功能的 LM386 功放电路

具有低音增强功能的 LM386 功放电路

有时你可能需要比平时更多的低音。上面这个电路可以轻松完成。通过串联添加R2电阻和C2电容如上电路。

该电路有一个低音增强器,输出增益取决于低音频率 。例如,增益 25dB:100Hz,增益 19dB:2kHz。

通过 VR1 调节音量R1 和 C3 都将保持良好的声音 。提高了高频负载的稳定性

5、LM386 功放电路--9V

下图电路也是一个 9V 放大器电路,但增益高达 200

LM386 功放电路--9V

1、零件清单

1)0.25W电阻,容差:5%

R1:10ΩR2:1.2K

VR1:10K电位器

2)电容

C1:0.01μF 50V 陶瓷C2:10μF 25V 电解C3:0.1μF 50V 陶瓷C5:220μF 16V 电解

3)半导体及其他

IC1:LM386,低压音频放大器SP1:8Ω 0.25W 扬声器B1:电池,9V

2、工作原理

首先,信号进入输入引脚 3,非反相输入 。这是一个单相形式的信号放大器。

C1 吸收噪声以保护输入C2 增加放大器的增益

通过增加 C2 电容可以获得更多增益。但是,较高的值会导致较大的失真(应低于 100μF)。

输出来自 IC1 的引脚 5信号通过 C4 耦合电容 ,这使得音频信号的质量更好,并阻止所有流向扬声器的直流电压。R1 和 C3 都是串联的,它们可以更好地保持高频响应

八、LM386 应用电路

1、LM386方波振荡器

LM386 应用电路

LM386 还可用于创建方波振荡器电路 ,它使使用扬声器更容易创建声音警报。因为这个IC是一种运算放大器。因此,在制作振荡器电路时也是一个不错的选择。

根据上述电路,输出频率约为1KHz,可通过 C2 改变电容越大频率越小,反之亦然

2、其他应用

音频放大器 LM 386 IC 可用于各种应用。它是音频部分最重要的芯片之一,常用于以下应用。

电池供电系统,如电视音响系统、超声波驱动器、从麦克风录制声音AM 和 FM 无线电放大器低功率音频放大器便携式音乐播放器笔记本电脑/电脑扬声器和小型便携式音响音频增强器维恩桥振荡器对讲机电源转换器

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图片来源于小红书

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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