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如何给立体声放音机加装功率放大器

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通常,随身听的输出负载为中低阻抗的高保真立体声耳机,所需推动功率不大,故机内的音频功放集成电路采用小功率低(电源)电压器件。如爱华HS-T28、RD7、RD7A、T30、T30A、T40、T40A等采用LA4581M(集成电路),HS-T26等采用TA7688F,HS-G35、G350等采用TA8105N.HS-PC202等采用TA8115F.HS—G56、G57、G570、G28等采用BA3516F,东芝KT-4218等采用BA3520,KT—4228等用BA3506A;索尼机中采用的有CXA1005P,CXA1034P、CXA1635等;国产机中除了用以上一些型号的集成电路外,还有采用LA4570、LA4520、TA8111AP、TA8119P/F、AN7108、AN7081,AN7082、LAG650、LAG665、LAG668等的机子。这些集成电路在负载阻抗为32Ω时的输出功率一般为20~50mW,显然难以推动扬声器正常工作,不可能放出使人满意的声音。实践表明,要获得较满意的放音效果,至少要将随身听的输出功率提高到每声道300--500mW,这也就是对加装功率放大器的主要技术要求之一。图1示出了为符合这种要求的随身听接续功率放大器。

这种要求的随身听接续功率放大器

图1随身听接续功率放大器

图1电路是以双通道(或称双路、双声道,双组等)音频功放集成电路TDA2822M为核心组成的。TDA2822M是一种性能优良、体积小巧、价格低廉的低压小功率音频放大集成器件,它采用8引脚双列直插式塑料封装,各引脚功能(作用)及内电路结构如图2所示。由图1和图2可见,TDA2822M内含两个相同的功率放大器Al和A2,两者对称相同,故图2中仅示出Al内电路结构。图1所示应用电路十分简单,连扬声器BLl,BL2和输入插座XS1在内总共只有14个外围元件。其中Rl、R2为输入电阻:Cl、C2分别为A1、A2反相输入端隔直流通交流电容;C4、C5分别是A2、Al的输出耦合电容;C3为电源退耦电容;C6、R3和C7,R4分别并接在放大器Al、A2输出负载一一扬声器BL1、BL2两端,与感性元件BL1、BL2组成R、L.C电路,使放大器负载趋于纯阻性,以免感性负载可能产生的反峰电压损坏集成电路,同时对抑制电路自激也有一定作用。

在图1电路中,将随身听输出音频信号通过插头送入插口XSl,L(左声道)和R(右声道)信号分别加在IC1⑦、⑥脚,经Ic1内的Al、A2放大后,分别从①、③脚输出,再经输出电容C4、c5,推动扬声器BL1、BL2发出声音。其电路原理就这么简单,当然把Ic1只看成内含两个放大器的集成电路,并没有涉及Ic1内部电路结构,这只是作为学习音频功放IC应用与制作的入门第一步。随着学习的深入,应步掌握集成电路内部基础电路的结构及原理,由于本文篇幅有限,不可能对这方面内容作较详细介绍。读者欲进一步学习这方面的知识,可参阅笔者撰写的《集成电路应用入门》-书(科学出版社出版)。下面仅对TDA2822M内电路作简要讲述。

TDA2822M内电路

图2

在图2中,A2、A2电路结构相同,现以A1为例予以说明。A1主要由输入(放大)级、预放(推动)级和输出级三个放大电路组成。三极管VT8、VT9、VT11组成复合(亦称“达林顿”)差分放大输入级,VT11连成射极跟随组态,可使输入阻抗提高,并且使输入端直流电平近于零,这样即使输入端短路或开路(Rl、R2需连接),对输出电平影响也不大,因而稳定了电路工作。VT10组成恒流源,作为VT8、VT9的有源负载,使输入级工作稳定。从⑦脚输入的音频信号经输入级放大后,从VT9的C极送出,加到VT7的b极进行预推动放大,V.T7的c极输出信号再去驱动由复合管VT1、VT2和VT5、VT6等组成的推挽输出放大器。VT3组成信号反相器。放大后韵音频功率信号从①脚输出。VT4和VD3、VD4等组成放大器输出负载短路保护电路,当①脚对地短路时,该电路动作,使VT4截止,从而保护输出管不被烧坏。

TDA2822M正常工作时,其输出端(①、③脚)直流电位是电源电压VCC的一半左右,通常称这为“中点电位”。稳定中点电位是很重要的,这是靠Rl、R2及由VT12组成的恒流源提供直流负反馈保证的。Rl、R2亦构成交流负反馈支路,将输出交流信号经Rl反馈到输入放大级,可起到稳定增益、扩展频响和减小非线性失真及噪声等作用。当负反馈量足够大时,放大器增益基本上取决于Rl/R2。如Rl=2.5kΩ,R2=25Ω,则电路的电压放大增益(倍数)为100倍,以分贝来表示为:Gv(闭环电压增益)=2010gl00=40dB。由于R2上同时流通交流和直流负反馈电流,所以对交流而言,一般要求R2下端即⑧脚接地,但对直流来讲⑧脚又非地电位,所以就在IC1⑧脚外围对地连接一个“隔直通交”的负反馈电容,通常音频功放IC不论型号如何,大多需用这个电容。用TDA2822M组成的双声道功放电路,当电源Vcc=9V、负载阻抗RL=8Ω、总谐波失真率THD=10%、频率f=1KHz时,每声道输出音频功率为1W。其最低工作电源电压可为1.8V。静态电源电流很小,最大仅为9mA。TDA2822M的极限使用参数和主要电参数分别列于表1和表2。

TDA2822M的极限使用参数

TDA2822M主要电参数

应用音响集成电路时,其极限参数和电参数是重要的参考依据,因此在入门阶段就要学会看懂这类参数表。读者对表1、表2中某些参数的意义可能不了解,这不要紧,本文后面会讲解的。

2.制作与调试

(1)元器件选用图1电路中的IC1选用飞利浦公司的TDA2822M.也可用国产对应产品D2822M。c1、C2选用100μF/6V电解电容。C3、C4、c5要选用耐压大于10V的电解电容。XS1选用φ2.5mm或3.5mm普通3芯(立体声)小型插座,并配上相应的插头,以便与随身听连接。BL1、BL2应选标称阻抗为8Ω、额定功率为0.5~2VA、口径为50~lOOmm的小型扬声器,最好用小型优质立体声收录机中所用的宽频带高灵敏扬声器。由于扬声器音箱自制较为麻烦,所以较好的选择是购市售小型或袖珍型音箱,购买时除了需注重实际放音音质是否优美外,还应注意标称阻抗和额定功率须分别为8Ω和0.5~2VA。图1电路所采用的9V电源,可采用本连载前文介绍过的集成电路直流稳压电源。也可以按图3所示电路将电源部分装入功放电路中。图3中的3V输出电压供随身听使用,这样可不需再用另外电源对随身昕供电。有关电源变压器等的选用和制作,可参考本连载前面几篇文章。要说明的是,图l电路的供电电压不宜低于8V.否则功放电路输出功率不足,要影响放音效果。对图1电路中的其他元器件选用没有特别要求,可购普通型的。

电路将电源部分装入功放电路

(2)安装与调试

印制电路板图

图4示出了图1电路的印制电路板图。IC1是焊装在线路面(有铜箔面)上的,其对应焊盘可不用打孔。只要所用元器件正常、焊装无误,本机一般不需凋试即可成功。焊装完毕,经仔细检查证实无误后,就可接上电源和扬声器试机,此时用手持改锥金属部分去碰触IC1(6)、(7)脚应可听到扬声器发出“嘟嘟”声或明显的“喀喀”声;若无此声响或音很轻,说明放大器不正常,应检查电源及元器件焊接等是否有误。放大器正常后,就可按图5所示,

放大器

用双插头连接线将放大器与随身听联接起来,然后就可放磁带试听放音效果了。一切正常后,可将放大器(连同电源)安装在自制塑壳或旧袖珍收音机等用的外壳内,也可以装在音箱内.这样使用起来更为方便。放大器与随身听间的双插头连接线最好用2芯或3芯屏蔽线,并且需在左、右声道连接线对地(或对输出中点)各接一只75~100Ω的负载电阻,具体见图6所示。

各接一只75~100Ω的负载电阻

有些新型随身听采用I。M4581M、LAG665、LAG668等集成电路,其输出端与负载间不需输出耦合电容,对这种随身听,还需在双插头连接线上串接两个隔直耦合电容,并且不可使用图3共用电源,如图7所示。如果读者吃不准自己的随身听是否有输出电容则可直接采用图7电路。

出电容则可直接采用图

图6、图7中的电阻电容也可焊装在图4印制板上,这样安装更方便,只是放大器可能不适用r与有些输出阻抗较高的音源配接了。为了便于读者自制音箱,图8示出一种结构尺寸图,仪供参考。

结构尺寸图


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THE END
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