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如何用LM3886TF打造一款与电子管功放音质相媲美的功放

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  目前市场上集成电路的价格已降到很低了,尤其是二手电器市场更低,而且大多数集成电路都具有比较完善的保护功能.能不能用集成电路打造一款能与电子管功放音质相媲美的家用集成电路功放呢?我最近做了一个尝试,打造了一套采用集成电路功放的家用音响系统。邀请多位发烧友盲听(对比电子管功放为6P3P推挽30W功放),大家均认为与电子管功放相比,听不出明显的区别。下面向大家介绍这款集成电路功放的特点。

  前级由电子管6N3组成10倍放大器,该电路是参考世界名机马蹄诗,具有浓郁的胆味,只是屏极电压降为60V。功率放大采用美国国半的LM3886TF集成电路功放组成BTL电路,具体电路如下图所示,

LM3886TF集成电路功放组成BTL电路

前缀的电路印制板图如下图所示,

前缀的电路印制板图

功率放大部分的印制板图下如图所示。

功率放大部分的印制板图

功率放大部分与其他常用电路不同的是输出变压器,这正是本功放特色所在。也许有的发烧友认为这是画蛇添足,其实不然,这个输出变压器在这里将起到以下几种作用。

  第一,使功率放大器与负载实现良好的阻抗匹配,按照LM3886TF集成电路组装的BTL电路,从理论上讲输出功率能够达到200W,但在实际应用当中根本达不到,音量一大就会出现过载失真,电路自动保护,散热器发热严重等现象,究其原因是集成功放自身耗散功率不足,电流输出能力差所致,这也是普通集成电路功放的一个通病。现以LM3886TF为例来分析,当电源电压为±35V,其输出功率为50W/8Ω,按照根号P×R=U的公式,推导输出电压为根号50×8=20V。

  如果组成BTL电路,其输出电压为40V,在8Ω负载上将产生5A的电流,而在低频段,扬声器的阻抗远低于8Ω,有些甚至低至2Ω,所以集成功放就会出现过载。在本例功放中输出变压器初级阻抗设为52Ω,按/R公式,其输出功率=40的2次方/52=30W,这样将使LM3886TF在很轻的负载下工作,其性能指标就能得以保证。次级可根据所用音箱的阻抗选取。

  第二,输出变压器使功放与扬声器之间实现了隔离,大大减小了扬声器运动中产生的反电动势,把反电动势对功放的影响降至最低,使重放的声音更加准确和干净。

  第三,输出变压器是一个电感器件,根据电感的特性,任何一个信号经过它都是电流逐渐加大。当信号消失后,储存在电感中的能量并不会立即消失,而是逐渐释放出来,这样就形成一种软失真。由于这种软失真与人的听觉特征非常吻合,所以感觉音色柔软富有弹性,输出变压器在这里起到校声的作用。

  在制作过程中,应精心挑选元器件。本列中前置电子管放大器、LM3886BTL功放及同轴扬声器都有邮购单位可以选购,只是输出变压器需自制。自制输出变压器的方法如下:首先确定所需的输出功率,按照输出功率的1.5—1.7倍选取铁芯,铁芯用E形、环形均可。环形铁芯穿绕更容易一些。漆包线的线径可按3A/平方毫米输出电压来确定。因计算推导需要的篇幅太大,这里只给出结果。以本文功放为例,LM3886BTL电路最大输出电压为40V,初级阻抗为52Ω,输出功率为30W,铁芯功率为50W,用40Vx1.25(系数)得50V,查出铁芯选取为每伏3.8匝,得初级为190匝。次级匝数的选取由阻抗变换公式计算n=根号R1/R2=根号52/8=2.8:1(为初级与次级的匝数比),用初级匝数除匝比即为次级匝数。如果读者有兴趣自制输出变压器,本文再给出美国国半公司其他集成电路相对应的自制输出变压器的参数,见下表。

名称 铁芯功率 初级匝数 次级匝数 输出功率
LM1875 25W 320 160 15W
LM1876 25W 320 160
THE END
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