16脚功放小ic 迷你低电压BTL功放DIY——功率3W,待机电流仅01微安

小编 2024-10-08 方案设计 23 0

迷你低电压BTL功放DIY——功率3W,待机电流仅01微安

随着各种便携式数码产品的普及,对功放IC的要求也越来越高。像以前常用的LM386、TDA2822M这类功放IC的外围电路较复杂,在低电压下输出功率小,并且待机耗电也较大。本文介绍一款用迷你音响里常用的低电压BTL功放IC制作的迷你BTL功放电路,其工作电压范围为2~6V,并且电路简洁,输出功率大(在电源电压为5V,RL为4Ω时,输出功率可达2.5W)。该功放电路还带有关断控制端,可以输入一个TTL信号来控制整个功放电路的工作与否,处于关闭状态时,整个功放电路的待机电流仅有0.1μA。

迷你低电压BTL功放电路原理图。

电路如上图所示。LM4871 是美国NSC公司生产的一款适用于各种便携式数码产品的低电压BTL功放IC,其工作电压范围为2~6V,静态电流为6.5mA(典型值),若处于关闭状态时,整个IC的工作电流仅有0.1μA。

​▲ LM4871的内部电路框图。

LM4871功放电路的闭环放大倍数可由④、⑤脚外接的电阻R1和R2调整。减小电阻R1的阻值,或增大电阻R2的阻值,皆可提高电路的闭环放大倍数。由于该功放电路的输入电阻就是R1的阻值,故R1不宜取值过小。想提高电路的放大倍数,一般通过增大R2的阻值来实现。 本电路的最低工作频率由C1和R1决定,增大C1的容量,可以使电路的低音更丰富。一般C1的大小视前级信号源而定。​

LM4871引脚功能介绍

​​​​​▲ LM4871的引脚功能。

LM4871的①脚为关断控制端,该端为高电平时,LM4871处于关断状态,此时整个电路不工作,处于微功耗待机状态。正常工作时,①脚应接低电平。 LM4871的关断控制功能很实用,譬如用于热释电红外报警器的功放电路,平时前级检测电路输出一个高电平信号加至LM4871的①脚,使其处于关断状态,这样可以减小静态耗电。若需要发出报警声时,只要输出一个低电平信号,即可使LM4871工作。假设采用TDA2822M作为功放电路,想关断该IC来降低静态耗电,需要添加电子开关才能实现。

LM4871的②脚为电压基准端,该端一般通过一个1μF的电容接地;③、④脚分别为同相输入端和反相输入端;⑤、⑧脚为BTL输出端;⑥脚为电源正端;⑦脚为电源负端。

SOP-8封装的LM4871的外形。

LM4871的封装一般有两种,即DIP-8封装和SOP-8封装。一般SOP-8封装的更常见一些。​

LM4871的主要电参数。

从上图可见,LM4871在电源电压为5V时,若RL为3Ω时,输出功率为3W;RL为4Ω时,输出功率为2.5W;RL为8Ω时,输出功率为1.2W。

制作时,电容C1~C3可以选用独石电容或瓷片电容,C4选用470μF/10V的铝电解电容。若不需要使用LM4871的关断控制端,开关K亦可以省略,而将LM4871的①脚直接接地。上述的LM4871构成的BTL功放电路可以直接使用一节18650锂电池作电源,将锂电池及整个电路装在音箱里,这样便可以作为迷你有源音箱使用。

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自然声NS16及配套功放的选择(下)

无源音箱由于设计时只需要考虑声音,不需要像有源音箱需要在设计时就考虑到未来采用何种的分频方式,以及内部装功放及散热等问题,内部可以满填充吸音棉减少内部开扰及增大内容积。无源音箱这种方式也因此会带来更为理想的声音表现(这是现在hifi和hi-end界主流仍然是无源的主要原因),以及更好的声价比。这是自然声NS16采用无源音箱的原因。

但是,也必须看到无源音箱的缺点,那就是无源音箱的功放搭配的问题。很多入门者都知道无源音质更为理想,但依然选择了有源监听,原因就是搭配功放是个事,只能一个一个的试后才能清楚,为此要投入的时间的金钱成本太过惊人了。

做为负责的做无源音箱的厂商,应该自己试用后推荐给客户,甚至应该给客户准备好基本的套餐,即能让客户省心同时也省成本。虽然套餐可能不能发挥音箱的全部的性能(这个不太现实),但是,可以保证音箱的正常的效果。

也正是因为这样,自然声NS16在设计开始后,选择理想的声音好、性价比高的功放的工作就开始了。前前后后一共选择和试用了近十款功放,其中有四款设置为了套餐,为了方便大家选择,最终确定了两种桌面使用的套餐。还可能在未来还会增加一款用于中小房间的套餐。

借文对自己试过的功放做一些介绍,希望能对大家有所帮忙(也不仅能用于NS16,其实它们也能用于其它音箱上)!

自然声NS16音箱和它的小伙伴们(下)

继续系列的上篇:

一、丽磁211

作为国内老牌hifi胆机生产商,丽磁的胆机盛名在外,对胆机的调试和制造自有其长处。

丽磁这台EL34胆机推力为15W+15W(三极管工作状态)和32W+32W(超线性工作状态),推力相当强大了。采用全程手工制作,搭棚焊接,ALPS高级马达电位器等。考虑到其用料及品牌,价格也不算太贵。

NS16并不算难推,在丽磁EL34的推动下,可谓展现了它的全部实力,动静有致,低频速度快,中高频又有EL34的美感。人声相当厚润、真实感很强。0db档的高频亮丽,-3db档则顺滑迷人。声音充满20平方以下的小房间基本上没有问题,对人声流行、中小编制的表现良好。大动态时虽有压缩,但仍然不会乱和糊,仍然保持了良好的听感。得利于同轴喇叭单元良好的声场,其脱箱感好、结像精准。

二、八达PH15

作为国内老牌功放生产厂商,八达的产品还是很让人放心的。PH15是八达生产的一款桌面用的一体功放,自带解码、功放、耳放、蓝牙及FM收音机,功能十分齐全。机器做工精美,外观漂亮。八达PH15做工非常精良,散热片也是相当高大上,并且支持遥控,附了一只遥控器。顺便提一句,八达这吧机器内部带了一对音箱线,虽然是裸线,但却不是市面上几元一米的那种,而是4N无氧铜线,基本满足要求了,节约好几大百呢,呵呵

PH15自带CS4392解码,是CS公司一款入门级的解码芯片,支持23/192及DSD256解码,动态范围114db,失真THD+N为100db。另外带有蓝牙输入,支持蓝牙4.2标准。并自带耳放,对一般的大小耳机能良好的驱动。同时带FM收音机功能。输入支持USB、同轴、光纤、RCA模拟。总体来讲,不管是什么前端都没什么问题了。唯一的遗憾是无法直接接低音炮,需要有外置的解码或音源,通过一转二的RCA转换头来接。

机器很小,只有218X270X66(mm),在桌面上不占空间,关键是还可以竖着放,十分节约桌面空间。

其功放采用了经典的IC芯片LM3886,3886最大功率68W+68W,许多中高端多媒体或有源也采用它做功放。不过内置时受散热和电源影响,一般无法做到极致。八达PH15应该考虑到了相当的余量,并没有把功率做得最大,仅有35W+35W水平,也应该是受限于内置电源。不过只是桌面应用,35W也绰绰有余了。

大厂毕竟是大厂,里面的做工、用料还是让人赏心悦目的。100瓦的环牛,多只电容并联滤波。两边散热片和整机连接在一起散热,长时间工作也只有微热而已。如果把这个放到音箱内部,音箱一半的体积都不够。这还不说那块电路板和散热片该怎么放的问题。

就声音而言,八达属于比较秀美的音色,中性略带纤细,女声和弦乐尤其好听。低频控制力在大音量下略输给100W的锐高,但中高频甚至可以占一些优势。CS4392这个解码的特点就是中高频很舒服,虽然素质上并不高。由于厂商为了减少失真,输入电平设得比较低,音量电位器也要打得比较大一些。推荐在桌面上可以考虑一对小音箱架,可以有效改善低频质感。

三、久逸AMP60合并机

这是一家新的品牌,今年上海音响展上有朋友推荐给我。他们用它来推一对落地,效果相当出色。价格不贵,关键是,外观太毒了。没忍住,试了一下,然后就拿它替换了原来的德生套餐。两边和旋纽和中间的电平指示表总是让我感觉像是著名的发烧品牌Nagra(南瓜),真的有些神似。整体做工良好,外观非常简洁。

介绍看了个半懂,不过到货后打开看了里面,做工还是相当到位的。100瓦的环牛,四只滤波电容。分立元件放大。散热片和机壳连在一起为功放管散热。放2个小时后也只是微热。可以提供40W+40W/8欧或70W+70W/4欧的放大功率。

后面接口比较简洁,支持蓝牙输入,支持两路RCA输入。整体做工和用料还是相当让人有好感的。

接入NS16音箱,一耳朵,非常干净的声音。AMP60的控制力确定非常好,低频收得相当快,质感很出色,解析力也非常好。整体动态和层次也很不像这个价位的功放,明显要比八达的PH15更强一些。

它的主要问题是中频偏薄以及高频略粗,不够细腻。幸好NS16是一对中频厚润的音箱,而且高频可调,推荐-3db档下听。前端需要厚实和高频柔顺的前端,素质反而其次。

四、其它功放

其它还试了如雅马哈S501、S801,价格不贵,声音属于清秀亮丽的风格,十分好听。

欧博R3.3合并式前胆后石机,在R3.3推动下,NS16发挥非常出色,三频都很好了。不过,稍嫌浪费了些。

其它方面,如果能够NS16配上架子,低频会更干净,线材推荐声技MCA或MCB。音源推荐门耳朵带解码的那台,便宜素质高,音色好。

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