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。
几百元便宜功放也有好声----评测YS3886小型化功放机
在自然声NS16音箱推出后,其鲜活、富有感染力的高素质声音就广受好评。不过很多网友都希望能有更便宜搭配,如果能3000元配置一套无源hifi系统,相信会对很多入门发烧友有非常大的吸引力。
一般来讲,个人极不愿意推荐价格过于低廉的产品,除非经过自己的测试。不过,一些经典的运放加集成IC组合由于方案成熟,确实存在着价格便宜,声音又好的这种情况。而且在质量上也同样也可以保证。自己一直在找,在试用了几款机器后(包括一款小胆机,不说),终于在近期找到了一款较为满意的。
小巧、简洁的桌面和小房间发烧的无源组合
下面简单介绍和评测一把。先小小的开箱下,友情邀请俺家小咪参与开箱活动,呵呵
小猫开箱系列
功放重约4.5kg,拿到手机沉沉的,尺寸为188mm(宽)*65mm(高)*301mm(深),十分小巧,还没有一本杂志宽,整体跟本厚书差不多,放在桌面完全不占空间。一般1.2m的电脑桌即可轻松放下了。面板采用银色拉丝面板,黑色机箱,整机外壳均为铝板加工而成。做工上还是可以的。
功放小巧,全铝机箱,重4.5kg,尺寸188*65*301mm
面板布局还算中中正正
背板上,三路输入,输出接线柱采用纯铜镀金水晶头。市面上大多数低价功放为1路输入,在使用上十分不方便。增加到三路后就行方便了,电视、便携、CD均可同时接入,面板上选择开关可以选择输入,关机后也有记忆功能,不用每次都重新选择。为了方便使用,专门定制了蓝牙版,区别是其中一路由RCA变为蓝牙天线。
支持三路输入,蓝牙版二路RCA和一路蓝牙输入
外观就这样子,这个价位也不能要求太多了。然后我打开了里面:
布局紧凑的机器内部布局
机器内部的布局非常的紧凑,分布相当合理。硕大的环形变压器带了屏蔽罩,这十分有利于消除电源变压器的干扰。电源板和前级功放电路采用分开的方式,可以有效减少电源电路对前级功放电源的干扰。这两方面都是发烧功放常见的,不过却是这种级别的功放却很少见的作法。
前级采用BB公司的OPA2604,电路布局很合理
前级运放采用BB公司的经典的OPA2604AP,这是款专门为音频设计的运放。具有低失真、低噪音、高带宽、大动态等特点,常见于一些中端几千元的国产或进口功放上。其失真高达0.0003%,转换速率25V/us,增益带宽为20MH。其音色中性偏暖、圆润而有韵味,被誉为最有电子管音色的运放。这款运放比市面常见的NE5532不管是指标还是声音都明显高上一截,价格也贵近十倍左右。
用料很发烧:德国WIMA电容,西门子的耦合电容,尼康和依娜的小电解电容,5环电阻
后级采用国半经典的LM3886TF,LM3886是美国国半(NS)一款久负盛名的高性能音频功率放大集成电路,最大输出功率可达68W,噪声和失真都相当低,而且保护功能比较完善,性能稳定。LM3886一经推出好评如潮,很快成为大中功率HIFI音频放大器和高保真有源监听音箱放大电路的配置,经久不衰。美国著名音响厂商乐林就有以LM3886为放大核心的贵价名机。并且专为其配置了一块不小的散热片以保证在工作中机器的散热。
滤波电容采用金字英国诺华10000uf电解电容
电源部分采用英国诺华金字音频专用滤波电容,容量为10000uf/50V,对40-60W的功放来说,这已经可以保证足够的功率储备了。旁边并联数个小电容减少高频谐波,保护继电器为欧姆龙的。其它用料也非常发烧了,电阻采用5环1%精度的电阻,关键小电容为德国红色威马电容。小电解用的尼康和依娜,耦合电容为德国西门子电容。自己选择了采用27位的日本ALPS正品电位器的版本,常见的中低端功放电位器寿命不足的问题基本不用担心了。
电位器为日本ALPS的27位电位器,几千元的中端功放上常见
总体来讲,在这个价位下,这款功放的用料是相当良心了。这台机器的用料和几千元常见功放比,一点都不逊色,而它的售价还不足千元。这些都保证了其40瓦/8欧,60瓦/4欧的驱动功率(机器标称为50W*2)。
和自然声NS16在一起,很简洁的系统
话不多说,接上自己的NS16音箱,前端十分简单,笔者常用的学林1969便携。虽然价格不算贵(不到3000元),内置了AK4495解码,拥有这个价位超值的声音(以及同样难受的操作)。线材什么的全是鸡线,也没有使用笔者自己常用的青解码加CD机这个组合。环境为一般家用环境(见下图):
阿卡多版的罗西尼的弦乐奏鸣曲是弦乐小编制的天碟录音,也是自己最喜欢听的弦乐小编制作品。一开声,这套小系统就超出了我对这个价位功放的要求,NS16发出非常富有感染力的弦乐,甜美迷人,细节非常的充分,高频延展性非常的好。声音通透、流畅。低频质感也非常的好,大提琴的声音交待得十分清楚。听着让人十分的着迷。
赶紧找了一段用手机录了下音,发到群里,大家立即就沸腾了。我上传到了西瓜视频上,供大家参考下(手机录音,有些环境噪声没有控制好,见谅):https://www.ixigua.com/i6800134798804255235/
整体几段听下来,完全不亚于自己用丽磁211推动的感觉了。OPA2604号称最有胆味的运放,果然名不虚传。
于是换了首人声,蔡琴的《民歌》专辑(我承认,我很俗气,呵呵)。一开声的“是谁,在敲打我窗”,蔡琴的声音,那是相当的富有感染力。在我小小的客厅里(大约20平方),蔡琴就似乎在你面前充满深情的演唱。低音贝斯响起时,交待得也非常的清楚。整体层次感非常的好,吉它、贝斯、人声、鼓,有条不紊的展开在你面前。
然后我就一直听了下去(没法,老是容易忘记自己是干活呢),一直听到渡口,开始的鼓声终于让自己回过神来。比起以前自己试用的丽磁211,这台3886低频确是没有那么好,低频下潜上仍然差了一点点。不过,丽磁211价格是4280元,而这台功放价格仅有它的1/5。
紧跟着,我忍不住考验了下,调出经自己经常听的《金响宴》。由李小沛老师录音的这张专辑的第一首《无词歌》一直被自己视为试音的专曲。开声的空气感相当的优秀,鼓声响起的时候也完全没有敲铁皮,而是相当的有弹性。虽然比不上自己下面那对NS17的低频感觉(NS17的低频下潜是40Hz,完全可以跟8寸箱比低频了),但对一对2000元出头的5寸同轴箱,已经是非常良好的表现了。我立刻换成自己常用的80瓦的东方之声的E8II功放,感觉除了低频下潜稍有差别,其它差别非常细微,不仔细辨很难感觉了。
最后总结一下,优点方面:
1. 价格非常便宜,仅仅需要728元(蓝牙版978元)。采用CSR8675芯片的蓝牙版正在制作过程中,等样品到货后会简单再评价一下(笔者注)。加上NS16,套餐不足3000元,无源组合在3000元这个价位可以说是非常的超值了;
2. 小巧,仅一本书大小,节约桌面和卧室等空间;
3. 内部布局紧凑,几百元的机器,中档功放的用料水平;
4. 经典OPA2604加LM3886组合,声音甜美,功率可达40-60W(驱动6欧的NS16大约为50瓦);
5. 有三路输入(蓝牙版为两路RCA,一路蓝牙),方便接入多个前端;
6. 蓝牙为目前效果最出色的CSR8675芯片(效果待后面评测);
7. 声音十分出色,低频干净、中高频甜美富有胆味;
缺点方面:
1. 做工一般,中中平平;
2. 不是什么品牌货,无法开脑放
最后,等蓝牙版的YS3886到后,希望能用更好的录音设备多录几段录音给大家参考。
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