LMl876TF是美国国家半导体公司(国半公司)推出的20Wx2的高保真立体声音频功放电路,是LMl876的改进型号,LMl876TF的增益带宽为7.5MHz、转换速率提高为l8V/μs。
LMl87右TF的主要参数如下表所示。
参数 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 | |
电源电压 | 双电源 | ±9 | ±20 | ±32 | V |
单电源 | 18 | 40 | 64 | V | |
静态电流(Pb=OW) | 3.5 | 4.2 | 6 | mA | |
瑜出功率(±35V/8Ω) | 15 | 20 | 22 | W | |
声道分离坡 | 75 | 80 | 85 | dB | |
增益带宽 | 5 | 7.5 | 8 | MHz | |
开环电压增益 | 90 | 110 | 115 | dB | |
转折速率 | 9 | 12 | 18 | V/μs | |
信噪比 | 100 | 110 | 114 | dB | |
输出电流 | 5 | 7 | 1l.5 | A | |
THD+N | 0.04 | 0.08 | 0.1 | % |
采用LMl876TF设计的功放具有电路简单、调试方便、输出功率适中等优点,非常适合用来作为床头音响、多媒体音响等中小功率设备的音频功率放大器。下面介绍一款采用LMl876TF设计的20Wx2立体声功率放大电路。
1.元器件的选择
采用LMl876TF设计的立体声20Wx2功放电路如下图所示。
在设计功放电路时,笔者将电路设计成带直流伺服电流负反馈式恒流功放,这种电路采用电流负反馈,它将扬声器系统也包含在反馈网络之内,对扬声器的控制起到积极的作用,可以有力地抵消扬声器振动所带来的失真,使重放声音的空间感增强,声场的宽度与深度也较普通的负反馈电路有了一定的改善。
LMl876TF的输出信号通过电阻R8、R9分别引至运放ICIB、ICIA的正相输入端,经运放运算后从输出端输出一个控制信号,这个控制信号又通过电阻送到LMl876TF的反相输入端,这样即可将输出级的失其成分抵消,从而使输出信号的失真度为零,改善功放机的交越失真,提高音质。
R4,R6-方面为功放电路输入端电阻,决定功放电路的输入阻抗)另一方面为LMl876TF内部的差分放大电路提供一个偏置电流,使其正常工作。R4、R6的取值范围应在l5kΩ~51kΩ之间。
LMl876TF的负载范围很宽,在负载为4Ω~30Ω的范围内均能稳定地工作。LMl876TF的供电电压范围为±1OV~±32V,当供电电压降低时,影响的只是输出功率的大小,而对其他指标的影响不大LMl876TF的6、11脚为左/右声道静噪控制端,当这两脚接通高电平(高于1.6V)时,LMl876TF内部电路执行静音操作,切断输出端的音频信号。因此可以在这些引脚与正电压之间按一个RC延时网络,使其在开机瞬间为高电平,输出电路无音频信号输出,延时一段时间后,再正常输出,以达到避免开机瞬间输出端电位失谐对扬声器的冲击。
经试验,本电路不用RC网络,在开关机时音箱中也没有噪音,故6、11脚闲置未用,需要的读者可以自己添加。
电路中的电阻均选用1/4W的五色环金属膜电阻,电容C1、C2为音频耦合电容,且其容量只有4.7μF,故选择了金属化聚丙烯电容,电容CX、CY、CX1、CY1为普通电解电容,其余电容均为红色的WIMA金属化聚丙烯电容。VD7、VD8为l2V、1W的稳压二极管,笔者采用的型号是lN4742A。运算放大器选用了LF353,买不到该运放的读者可以用NE5532代替。整流桥选用了耐压200V、额定电流6A的D5SBA2O,音量电位器选用了平价质优的ALPSl00kΩ双联电位器。由于功放集成电路LMl876TF在工作时会有很多热量产生,故需要为其加装散热器。散热器可以采用成晶音响专用散热器,也可以用普通的铝合金自制。
Rl2、Rl3为降压电阻,因此其功率不能小于1W,笔者采用的是额定功率为2W的色环水泥电阻。
电源变压器采用输出电压为l8Vx2的50W环形变压器,该种变压器还有双l2V和6.3V这两种电压的输出绕组,因此,可以在6.3V输出绕组上串联一个lOkΩ的电阻连接一个发光二极管作为电源指示灯,另外的l2Vx2绕组做好绝缘处理后闲置不用。
2.印制电路板的设计与装配
为了优化布线,印制电路板采用了双面板,并进行大面积接地处理,确保整机的信噪比。印制板的顶层布线图、底层布线图以及丝印层的元器件排列图请见本期光盘。
功放电路的机箱采用了烤漆机箱,其尺寸为75mmxl75mmx260mm,其宽度正好与标准立式电脑机箱相符,放置在主机上很协调。为了美观,可以在机箱的前面板添加一块厚度为8mm的铝面板。整个前面板上只安装有音量电位器旋钮、指示灯、电源开关旋钮等,显得很简洁。
用螺丝将电路板(LMl876TF已经固定到外加的铝散热器上)、变压器固定在机箱中,并在机箱后面板上固定好输出、输入接插件即可试机了。音频输出插座J1的1、2脚为左声道音频信号输出端,3、4脚为右声道音频信号输出端。
需要注意的是:输入插座、音量电位器、电路输入端之间的连线要采用4芯屏蔽线(金属屏蔽线的只能一端接地,另一端悬空,否则在静态时,扬声器中可能有干扰噪音)。
笔者制作的机箱内部电路排列图如右图所示。