数字功放、D类功放的设计,LC滤波器的设计,写得很太好了
D类功放:D类音频功率放大器,也称数字功放。
人耳能听到音频频率范围约为20 Hz~20 kHz
功放既不是单纯追求输出高电压,也不是单纯追求输出大电流,而是追求在电源电压确定的情况下,输出可能大的功率。
功率放大电路分类:
电路中晶体管的工作状态(按一个周期导通的角度大小划分)
甲类(class-a):360度
乙类(class-b):180度
甲乙类(class-ab):>180度
丙类(class-c):<180度
丁类(class-d):开关状态
放大元件处于开关工作状态的一种放大模式,放大元件要么处于截止状态,要么导通状态,晶体管相当于一个理想开关而不消耗能量。在理想情况下,效率为100%
特点:
优点:高效;散热相对其他较小;体积小,适合大功率放大器
缺点:信号失真较为严重
信号调制电路:
模拟信号装换为脉宽与信号幅度成正比的方波(PWM)
开关放大电路:
将输入方波进行功率放大
低通滤波电路:
滤出高次谐波,将放大后的信号从PWM波形中还原加到负载上。
注意:该部分为低损耗的LC低通滤波器,不能采用RC低通滤波器,电流大电阻耗能严重。
现在,一般应用的D类功放已经集成为IC,用户只需按要求设计低通滤波器即可。
Layout:
D 类功放IC的功耗一般较大,发热大:
故底焊盘上面应该加过孔,有助于散热,同时作大面积开窗,增强散热效果。
由于属于audio方面的IC:
故供电还是尽量选择低噪声的LDO,电容的选择跟放置要注意。
功放或者大功率器件供电,请选择DC-DC,开关频率选MHz级别的,请可能减少纹波带来的必要的影响。
D类功放的输出是快速变化的矩形波,具有高电压,大电流的特点:
故输出到喇叭的线应该尽量粗,可包地;并尽量远离高速信号跟敏感器件。
注意:以上三点的蓝色部分做了超链接的处理,可以点击了解更多的知识。
关于LC滤波器的设计,可以根据下表公式自动计算,需要的请留言。
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用IC8002制作3W音频放大器,外围只需五个元件,输出不用耦合电容
IC8002是两个OTL电路桥接成BTL方式工作的音频功率放大器。最大输出功率为3W,最小输出为1.5W。工作电压为2-5.5V,所以适合于USB供电或者电池供电的低压电子产品。省却了传统的自举电路及消震电路,外围零件只有5只即可工作,节省了线路板空间和制作成本。
零件清单:
1.IC8002音频功率放大器集成电路
2.10K电阻*2
3.22K电阻*1
4.0.1UF瓷片电容*2
5.5V电源
6.4欧姆喇叭
7.3.5毫米耳机插座
制作电路图: ic8002是8脚SMD封装,采用搭棚焊接不好焊,但是电路简单,方便制作PCB线路图。如下图所示。
制作PCB板:
导出GERBER文件并生成CNC机床所需文件后,便可以使用隔离布线技术制作PCB了。
如果没有CNC也可以通过打印机转印,然后腐蚀后获得线路板。
电路焊接:
先将集成电路焊接好,引脚确保不要短路。再焊其他电阻电容。
电路测试:
完成所有焊接后,用表测试所有通路确保没有断点,并测试没有相邻线短路存在。
根据参数显示,喇叭阻抗可以为3欧姆4欧姆或者8欧姆,对应输出功率为3W,2.65W,1.8W。
功率放大器外围引线连接:
在音频输入和电源供应处还有功率输出端,焊上电子连接插针。
将音频信号,焊接一个3.5MM插头,用于连接手机或者数字播放器耳机输出孔。
莲花插座焊接在功率输出端,方便外接音箱。并用一只5V手机充电器作为电源供电。
实际接线图如上图所示,外接音箱采用创新的卫星箱。实际播放声音清晰自然动听,虽然功率不是很大,但是作为书房桌面音响功率放大器还是够用的,韵味比较足比数字功放有着更好的音色,而制作成本仅仅几元钱,还能锻炼动手能力,真的不错。
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