功放ic中的参数都有哪些 功放常用的元器件知识

小编 2024-11-25 方案设计 23 0

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。

汽车音响车载功放与技术参数的认识

功率放大器简称功放。车载功放就是车载影音系统中的音频功率放大器。其作用是将音频输入的信号进行选择与入处理,进行功率放大,使电信号具有推动音箱的能力。汽车功放和普通家庭影院中的功放略有不同,由于很多车载主机集成了功率放大功能,起到前级放大功能,因此车载功放有时又被称为后级放大,也就是说可以连接已经放大过的高电平输入。

功放是一套好的音响必不可少的组成。主机上所带的功放往往不能很真实地放大声音电流,所以要想有好的音乐感受就必须加装功放。一般来说,功放的功率要大于喇叭的功率。

由于车载功放连接了主机和扬声器,因此购买功放时必须考虑和主机与扬声器之间的配合,它直接关系着音乐重放的效果和器材的寿命。车载功放的匹配主要有阻抗匹配、功率匹配。

汽车音响系统的搭配问题中最常见的发生在功放和主机之间,首先是信号输出问题,不是所有的主机都可以外接功放。要外接功放主机至少要有1组前置输出,较好的主机会有3组以上。其次是主机的输出信号电压要在2 V以上,高保真主机可以达到4 V以上,这样才可以保证功放有良好的“原材料”进行加工。由于功放的能量源是独立于主机的,所以平时主机和功放之间功率的搭配一般不存在问题。

什么是车载功放的桥接功能?

桥接功能是指为增加输出功率而将车载功放与车载主机作一种特别的连接,将双声道的车载功放改接为单路的车载功放,输出功率一般可以提高一倍,从而使它满足某些特殊用途的需要(如用来推动超低音扬声器)。通常带有桥接功能的车载功放有相应的开关,以选择是让功放在桥接还是非桥接下工作。使用桥接功能后,音源的一个声道占用功放的两个声道,每一个声道负责放大声波的半个周期,两个合起来放大声波的整个周期。桥接功能也有其缺点,由于功放的两个声道难以保证完全对称,因此可能造成声音失真,此外在两个一半的周期过渡时还可能产生交越失真。

什么是车载功放的信噪比?

信噪比:是指输出信号当中音乐信号和噪音信号之间的比例,数值越大代表声音越干净。

什么是车载功放的输入阻抗?

输入阻抗:通常表示功率放大器的抗干扰能力的大小,一般会在5 000~15 000Ω,数值越大代表抗干扰能力越强

车载功放:负载阻抗?

负载阻抗是指车载功放正常工作时所能支持的负载,也就是车载扬声器的阻抗,其单位是欧姆(Ω)。目前,大部分车载功放的负载阻抗是在2-8欧姆。负载阻抗越低则车载功放的电流输出能力越大,越容易搭配一些低阻抗的车载扬声器,而且也越容易驱动比较长的信号线。

在选购车载功放时,也一定要注意与车载扬声器的阻抗匹配问题,也就是其负载阻抗范围要不小于车载扬声器的阻抗,最好是与载扬声器的阻抗相当,只有这样车载功放才能安全工作并提供最理想的功率输出。

什么是车载功放的失真度?

失真度:指输出信号同输入信号相比的失真程度,数值越小质量越好,一般在0.05%以下。

什么是车载功放的支持声道数?

是指车载功放所能支持的声道数量,目前常见的车载功放都是2-5声道不等。所谓声道(Sound Channel)是指声音在录制或播放时在不同空间位置采集或回放的相互独立的音频信号,所以声道数也就是声音录制时的音源数量或回放时相应的扬声器数量。理论上声音的完全真实再现需要无限多的拾音器、无限多的声道和无限多的扬声器,这实际上无法办到,只能利用特定的音效技术尽量真实地再现声音。所以声道数越多,人耳所听到的声音也就越连续、跳跃感就会越少,声音也就越真实越完美。

对于车载功放而言,其各声道的音频信号是分别单独放大的;在选购时,还需要注意车载主机、车载功放与车载扬声器的声道匹配问题,即三者的声道数最好保持一致,以做到物尽其用,打造一个完美的车内视听空间。

很多情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整个音响系统的任务,这时就要在主机和播放设备之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口,而功率放大器在整个音响系统当中起到了“组织、协调”的枢纽作用,在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。

目前市场上车用功率放大器的种类很多,分类方法也比较复杂。

最常见的是按照工作方式分为:A类、B类、AB类、D类。

A类(甲类)是指放大器每隔一定时间收集一次主机传输过来的音频信号,并将其放大后传输给扬声器,而这一过程当中的“缓冲作用”保证了系统能够输出温和、平顺的声音信号,不足之处在于消耗的能量较大。

B类(乙类)功率放大器则是取消了前面所说的“缓冲作用”,放大器的工作一直处在适时状态,但是音质方面较前者就要差了一些。优点是效率高,缺点是会产生交越失真。

AB类(甲乙类)放大器,实际上是A类和B类的结合,每个器件的导通时间在50%~100%之间,有效解决了B类放大器的交越失真问题,效率又比A类放大器高,可以称得上是当前比较理想的功率放大器。

D类(丁类)放大器也称数字放大器,无信号输入时放大器处于截止状态,不耗电。工作时,靠输入信号让晶体管进入饱和状态,晶体管相当于一个接通的开关,把电源与负载直接接通。在理想情况下,D类功放的效率为100%。

技术参数:

1、频响能力(Power Band Width):音域20Hz ~ 80KHz ,而喇叭频响由低音至高音相应要求有20Hz ~ 20KHz 这范围的响应能力。但作为信号传输的“瓶颈”的功放的频响则要求更宽,如:7Hz ~ 80KHz Hz,以保证信号的完整。

2、信噪比(Signal To Noise Ratio ):这是最直接反映功放素质的参数,一般都在80dB的比值以上,高质素的产品往往达105dB以上,追求声底纯净,不容忽视。

3、失真度(THD):这个可结合功放另外两个重要的指标:额定功率(Rms)和最大功率(Peak Power)一齐讨论。一台功放在其Rms功率情况下工作,失真应该比较小,一般达0.5% ~ 0.01%这个范围。Peak 功率或桥接时,信号可能产生变形、削波等失真,比值会高: 0.5% ~ 1%都是正常的。比值越小,当然越理想。

4、输入灵敏度(Input Sensitivity):这是针对不同厂家,不同品牌的主机、前级音源而设置的调校电平,范围由100mv ~ 4V甚至更高,调音时须与音源匹配。

5、输入阻抗(Input Impedance):一般要求功放输入阻抗要高,输出阻抗要低,输入阻抗越高,越有效阻隔各类杂讯,常见值 10KΩ或更高。

6、负载能力(Load Impedance):家用功放一般是8Ω/4Ω两种;车用功放、立体声时:2Ω至8Ω;桥接:4Ω至8Ω。但个别特别设计的功放,阻抗可以低至0.1Ω,能力不凡。这个时候,一台功放,则可以并接几十个低音单元,营造理想的声压级。这个场景,恐怕要在音响比赛时才能见到。

7、工作电压:车用一般是10V ~ 15 V正常工作。

8、阻尼系数(Damping Factor):由额定负载(4Ω)输出阻抗计算出来,普遍认为:输出阻抗越小,阻尼系数越高,则该功放越好。事实上高素质的功放,比值大多50以上,个别甚至超500,虽则专家认为:50左右已经足够。我个人经验:系数高,则线材要求可放宽。过高则影响音色,但对低音表现有帮助。

9、转换速率(Slew Rate):单位时间内功率放大器最高放大级将较强的信号激励放大为高压,强电流的交流音频的能力,高档机种30V/us以上,个别超50V/us。比值高,转换能力好,音乐的层次、动态结合扬声器能接近原声还原发挥。

汽车音响常用功放IC图谱

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