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发烧级功率放大器的制作要点及性能评测

发布日期:2021-10-14 09:46   来源:未知   阅读:

  优秀的线路设计是出靓声的根本之道,这一点在进口功放中得到了很好的体现。本文介绍的这款线路最早见于一些进口的日本发烧级功放,几经本人改造最终成型,音质表现极其出众,现介绍给大家。

  图1为功率放大器的左声道放大电路。R1、C1组成低通滤波器,滤除混于音频信号中的高频干扰信号,R2为输入匹配电阻。来自音源或前级的音频信号由J1进入VT1-VT4四只场效应管组成的双差分输入电路。场效应管属电压控制器件,输入阻抗高,频率响应好,常见于一些发烧级线路中,同时,其漏-源耐压低,供电需经一些特殊处理。R4、R6、RP1、R7及R9组成直流电压钳位电路给四只输入级场效应管供电。经计算VT5、VT6和VT7、VT8基极电位分别为±45V×(R6+RP1×1/2)/(R4+R6+RP1×1/2)=±12.7V。四只场效应管漏极实际供电电压为12.7V-0.6V=12.1 V,保证场效应管工作在低电压状态。VT1和VT5(另VT2和VT6, VT3和VT7, VT4和VT8)组成共源共基电路(俗称沃尔曼电路),这种电路组态具有其他线路无可比拟的优点—频响宽、失真低、增益高、线调节四只输入级结型场效应管栅-源偏置电压,进而改变输入级工作电流。本电路将输入级电流设定在1.6mA,这样R3, R5, R8, R10上的直流电压降为1.5kΩ×1.6mA=2.4V。

  VT9, VT10和VT12, VT13接成共射-共基组态构成电压放大级。VD1, R12及VD2支路为共基管VT10, VT12基极提供恒定工作电压。C4, CS并接于VD1, VD2两端消除稳压二极管造成的噪声干扰。R3, R8上的2.4V直流电压降作为VT9, VT13的基极偏置电压,将电压放大级工作电流钳位在(2.4V-0.6V) /300Ω=6mA。音频信号经VT9, VT13共射放大后由其集电极进入VT10, VT12组成的共基电路,并从两管的集电极输出,经R15, R16送入VT14, VT15组成的推动级电路。RP3调节输出级对称中点输出的直流电位。将该点电位控制在±5mV以内。VT11, VD3, R13及RP2构成推动级和功率输出级偏置电路,调节RP2可以改变推动级K214/J77两管栅极电位差,进而由R17, R18上的电压差改变输出级VT16, VT17的静态偏置状态。

  本电路在设计时将推动级K214/J77两管栅极直流电压差设定在4.7 V ,推动级静态电流(K214/J77漏-源电流)为63mA。R17, R18上的直流压降合计为63mA×15Ω×2 ≈ 1.9V,此电压作为功率输出级VT16, VT17基极偏置电压,将A1943/C5200静态电流设定在82mA。R21、R22上的直流电压降各为82mA×0.22Ω=18mV。

  C7, C8的作用是消除K214/J77引起的自激,L1, R23和C9构成扬声器感性负载的补偿网络。反馈网络R24, R25和C10将整机电压放大倍数设定在51倍(AVF=1+R24/R25 )。反馈引出点选在推动级对称中点,减小了扬声器感性负载对小信号输入级的影响,这也是现今比较流行的做法。

  图2是本机的电源及保护电路,其中保护电路具有开机延时和主放大电路输出中点直流过压保护功能。刚开机时保护电路供电电压经R29,R31支路向C18充电,开始时VT20基极电位低不能导通,导致VD10, VT21截止,继电器K1不能吸合,常开触点断开了功率级与扬声器的连接,避免了开机浪涌电流对扬声器的冲击。随着C18充电电压的升高,VT20饱和导通,VD10, VT21也随之饱和导通,继电器K1吸合,接通扬声器正常放音。R29, R31和C18决定开机延时时间的长短。

  当功率输出级中点出现正或负的超过安全工作电压时,C16,C17充电,充电电压达到±0.6V以上时,VT18或VT19导通,两管集电极突现低电压导致C18放电,VT20截止,引起VT21也截止,继电器K1释放,断开扬声器,起到保护作用。此过程中,由于C16, C17和C18容量较大,充放电时间较长,避免了保护电路对短暂超标电压的误动作。

  图3为其印制电路板图。所有元件应使用正品,RP1-RP3选用多圈精密可调电位器。成对出现的元件如R3, R5,R8, R10及VT5,VT6等需要精挑细选,将误差控制在最小范围内,这样成功才能有保障。

  制作调试是依原理分块进行的。制作好输入级电路,将J1对地短路,并用100kΩ电阻将VT2, VT4栅极接地。调节RP1并测量R3, R5, R8和R10上的电压降,正常情况下应该为2.4V,出现误差较大的情况可能是输入级元件配对不良。接好电压放大级和输出级偏置电路,测量R14两端电压应为1.8V,调节RP2时VT10, VT12两管集电极电压差应能在一定范围内变化并将该电压调节到4.7V左右。

  接下来,焊好推动级和反馈电路,用数字万用表直流电压挡分别测量R17, R18上的电压降,微调RP2,将该电压调节到0.95 V左右。调节RP3,将反馈引出点直流电压控制在±5mV以内。最后一步是制作功率输出级,微调RP2将R21, R22上的直流电压降锁定在18mV。再一次调节RP3,将功率输出级中点直流电压也调到±5mV以内,只有这样,在正常放音时,背景才能宁静,不影响音乐的重现。

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  543是一款用于双极步进电机的微步进步进电机驱动器。芯片通过IO引脚和SPI接口与外部微控制器连接。它具有片上稳压器,复位输出和看门狗复位功能,可为外围设备供电。 AMIS30543包含一个电流转换表,根据NXT输入引脚上的时钟信号以及DIR(方向)寄存器或输入引脚的状态,进行下一个微步。芯片提供速度和负载角度输出。这允许基于负载角度创建失速检测算法和控制回路以调节扭矩和速度。它使用专有的PWM算法进行可靠的电流控制。 AMIS30543采用I2T100技术实现,可在同一芯片上实现高压模拟电路和数字功能。该芯片完全兼容汽车电压要求。 特性 优势 可编程峰值电流高达3A 高度集成和降低系统成本 128微步 更高的系统分辨率和更安静的电机操作 速度和负载角度输出 启用真正的无传感器闭环控制电机 可编程PWM电压斜率 优化的EMC配置文件 有源反激式二极管 降低BOM成本和提高可靠性 集成电源和监视器支持rt用于外部MCU 降低总系统复杂性和BOM成本 应用 终端产品 数控设备 工业制造设备 纺织设备 电路图、引脚图和封装图...

  1由一个降压开关稳压器(SMPS)和一个SMPS输出欠压监控器和CPU看门狗电路组成。此外,还提供两个固定电压低压差稳压器输出,并共享LDO输出电压状态输出。一旦使能,稳压器操作将继续,直到看门狗信号不再存在。 NCV8881适用于必须承受40 V负载突降的汽车电池连接应用。开关稳压器能够将典型的9 V至19 V汽车输入电压范围转换为3.3 V至8 V的输出,并具有恒定的开关频率,可以通过电阻编程或与外部时钟信号同步。使能输入阈值和迟滞是可编程的,使能输入状态在开漏点火缓冲器输出处复制。稳压器受限流,输入过压和过温关断以及SMPS短路关断保护。 特性 1.5 A开关稳压器(内部电源开关) 100 mA,5 V LDO输出 40 mA,8.5 V LDO输出 工作范围5 V至19 V 可编程SMPS频率 SMPS可以同步到外部时钟 可编程SMPS输出电压低至0.8 V ±2%参考电压容差 内部SMPS软启动 电压模式SMPS控制 SMPS逐周期电流限制和短路保护 内部自举二极管 逻辑电平使能输入 使能外部电阻分压器可编程输入迟滞 启用输入状态在开放...

  微集成器件提供单组件解决方案,可以在不需要续流二极管的情况下切换感应负载,如继电器,螺线管和小型直流电机。它接受逻辑电平输入,因此允许它由各种设备驱动,包括逻辑门,逆变器和微控制器。 特性 在DC之间提供强大的接口继电器线 V时驱动额定电流高达150 mA的继电器线 V 以更低的成本取代3或4个离散组件 内部齐纳二极管消除了对自由二极管的需求 符合装载转储和其他汽车规格 应用 终端产品 驱动器窗口,门闩,门和天线继电器 汽车 工业设备 电路图、引脚图和封装图...

  备用于切换感应负载,如继电器,螺线管白炽灯和小型直流电机,无需使用空转二极管。该器件集成了所有必需的产品,如MOSFET开关,ESD保护和齐纳钳位。它接受逻辑电平输入,因此允许它由各种设备驱动,包括逻辑门,反相器和微控制器。 特性 在DC之间提供强大的驱动程序接口继电器线圈和敏感逻辑电路 优化开关继电器从3.0 V到5.0 V电压轨 能够驱动额定功率高达2.5 W,5.0 V 的继电器线圈 内部齐纳二极管消除了对续流二极管的需求 内部齐纳钳位路由引起的电流接地以实现更安静的系统操作 低VDS(on)降低系统电流排水 应用 电信:线路卡,调制解调器,答录机和传真 计算机和办公室:复印机,打印机和台式电脑 消费者:电视和录像机,立体声接收器,CD播放器,盒式录音机 工业:小家电,安全系统,自动测试设备,车库门开启器 汽车:5.0V驱动继电器,电机控制,电源锁和灯驱动器 电路图、引脚图和封装图...

  微集成器件提供单组件解决方案,可以在不需要续流二极管的情况下切换感应负载,如继电器,螺线管和小型直流电机。它接受逻辑电平输入,因此允许它由各种设备驱动,包括逻辑门,逆变器和微控制器。 特性 在DC之间提供强大的接口继电器线伏特下驱动额定电流高达150 mA的继电器线个离散组件 内部齐纳二极管消除了对自由二极管的需求 满足负载转储和其他汽车规格 应用 终端产品 驱动窗口,门闩,门,天线继电器 汽车 工业设备 电路图、引脚图和封装图...

  NCP700B LDO稳压器 200 mA 超低压差 超高PSRR 超低噪声

  声敏感的RF应用,如手机和精密仪器中的功率放大器,需要非常干净的电源。 NCP700B是一款200 mA低压差(LDO)线性稳压器,为工程师提供非常稳定,精确的电压,具有超低噪声和极高的电源抑制比(PSRR),适用于RF应用。为了优化电池供电的便携式应用的性能,NCP700B采用先进的BiCMOS工艺,将双极元件的低噪声和卓越动态性能的优势与CMOS提供的满载时的极低接地电流消耗相结合。 此外,为了在节省空间的应用中提供小尺寸,NCP700B采用小型,低值电容器稳定工作,采用1.5x1.5mm非常小的WDFN6和TSOP-5封装。 特性 优势 工作输入电压:2.5V至5.5V 非常适合电池供电的应用 高纹波抑制比:典型值。 82dB @ 1kHz 有效装配电源线噪声 超低输出噪声:典型值。从10Hz到100kHz的10μV 非常适合噪声敏感的应用 输出电容低至1uF稳定 小溶液尺寸 主动排放 快速关闭 输出电压选项:1.8V,2.8V,3.0V,3.3V 低睡眠模式电流:最大值1μA 电流限制保护 热关机保护 这些是无铅设备 输出电流限制:最小值。 200mA ...

  NCP700C LDO稳压器 200 mA 超低压降 高PSRR 超低噪声

  声敏感的RF应用,如手机和精密仪器中的功率放大器,需要非常干净的电源。 NCP700C是一款200 mA低压差(LDO)线性稳压器,为工程师提供非常稳定,精确的电压,具有超低噪声和极高的电源抑制比(PSRR),适用于RF应用。为了优化电池供电的便携式应用的性能,NCP700C采用先进的BiCMOS工艺,将双极元件的低噪声和卓越动态性能的优势与CMOS提供的满载时的极低接地电流消耗相结合。 此外,为了在节省空间的应用中提供小尺寸,NCP700C可以稳定地使用小型,低值电容器,并且采用非常小的WDFN6 1.5x1.5mm封装。 特性 优势 出色的线路和负载调节 输入电压和输出电流条件下的输出电压精度非常好 超低输出噪音:典型值。从10Hz到100kHz的10μV 非常适合噪声敏感的应用 高PSRR(典型值为75 dB @ 1 kHz) 高PSRR(典型值75 dB @ 1 kHz) 陶瓷输出电容稳定低至1μF 小溶液尺寸 极低的接地电流(典型值为70μA@无负载) 延长电池寿命 低禁用模式电流(最大1μA) 延长电池寿命 输出电压选项:4.5 V(其他电压选项请联系工厂) 限流保护 ...

  MC79L 线负线性稳压器是一款价格低廉,易于使用的器件,适用于需要高达100 mA电流的众多应用。与功率更高的MC7900系列负调节器一样,该线性稳压器具有热关断和电流限制功能,使其非常坚固耐用。在大多数应用中,无需外部元件即可运行。 MC79L00线性稳压器适用于卡上调节或需要适度电流水平的稳压负电压的任何其他应用。与常见的电阻/齐纳二极管方法相比,该稳压器具有明显的优势。 规格: MC79L00AB MC79L00AC 容差 4% 4% 温度范围 -40°C到+ 125°C 0°C至+ 125°C 封装 SOIC-8,TO-92 SOIC-8,TO-92 特性 无需外部组件 内部短路电流限制 内部热过载保护 低成本 提供的互补正稳压器(MC78L00系列) 无铅封装是Av ailable 电路图、引脚图和封装图...

  MC78L 线A系列线性稳压器是价格低廉,易于使用的器件,适用于需要高达100 mA稳压电源的众多应用。与其更高功率的MC7800和MC78M00系列同类产品一样,这些稳压器具有内部限流和热关断功能,使其非常坚固耐用。在许多应用中,MC78L00设备无需外部组件。与传统的齐纳二极管 - 电阻器组合相比,这些线性稳压器具有显着的性能优势,因为输出阻抗和静态电流显着降低。 规格: MC78L00AB MC78L00AC 容差 4% 4% 温度范围 -40°C至+ 125°C 0°C至+ 125°C 封装 SOIC-8,TO-92 SOIC-8,TO-92,SOT -89 特性 广泛的可用固定输出电压 低成本 内部短路电流限制 内部热过载保护 无需外部组件 互补提供负调节器(MC79L00系列) 无铅封装是Av ailable 电路图、引脚图和封装图...

  0是一款PWM同步降压DC-DC转换器,专为提供用于3G / 4G无线系统(移动/智能手机,平板,平板电脑......)的射频功率放大器(PA)而优化由单节锂离子电池供电。该器件能够提供高达800 mA的电流。输出电压可通过模拟控制引脚VCON从0.6 V至3.4 V进行监控。模拟控制允许在通信期间动态优化RF功率放大器的效率,例如在漫游情况下,有利于增加通话时间。此外,在轻负载时,为了优化DC-DC转换器效率,NCP6360自动进入PFM模式,工作在较慢的开关频率,对应于PWM模式下的静态电流降低,器件在开关时工作频率为6 MHz。同步整流可提高系统效率。 NCP6360采用节省空间的1.5 x 1.0 mm CSP-6封装。 特性 优势 输入电压2.7V至5.5V 适合单节电池供电应用 使用控制引脚VCON的可调输出电压(0.6V至3.4V) 适用于电源跟踪应用 6 MHz开关频率 小型电感器和外部元件 PFM / PWM自动模式更改 轻载,中载和重载时的高效率 低静态电流(典型值30μA) 低功率应用 嵌入式热保护 防止IC损坏 1.5 x1.0mm²/ 0.5 mm间距CSP封装 小空间应用程序...

  8是一款低功耗升压稳压器,旨在通过单节锂离子或锂离子电池提供稳定的3.3 V输出。输出电压选项固定为3.3 V,在VIN = 2.3 V时保证最大负载电流为200 mA,在VIN = 3.3 V时保证300 mA。关断模式下的输入电流小于1μA手机报码最快结果从而最大限度地延长电池寿命。 PFM操作是自动的并且“无故障”。该稳压器可在低负载时保持低至37μA静态电流的输出调节。内置功率晶体管,同步整流和低电源电流的组合使FAN4868成为电池供电应用的理想选择.FAN4868可在6-凸点0.4 mm间距晶圆级芯片尺寸封装(WLCSP)。 特性 使用少量外部元件工作:1μH电感和0402外壳尺寸输入和输出电容 输入电压范围为2.3 V至3.2 V 固定3.3 V输出电压选项 最大负载电流

  150 mA,VIN = 2.3 V 最大负载电流300 mA,VIN = 2.7 V,VOUT = 3.3 V 低工作静态电流 True Load Disc关机期间的连接 具有轻载省电模式的可变导通时间脉冲频率调制(PFM) 内部同步整流器(无需外部二极管) 热关断和过载保护 6-Bump WLCSP,0.4 mm间距 应用 终端产品 为3.3 V核心导轨供电 PDA...

  155将MOSFET驱动器,高端MOSFET和低端MOSFET集成在一个封装中。驱动器和MOSFET已针对高电流DC-DC降压功率转换应用进行了优化。与分立元件解决方案相比,NCP302155集成解决方案大大降低了封装寄生效应和电路板空间。 特性 平均电流高达55A 能够以高达2 MHz的频率切换 兼容3.3 V或5 V PWM输入 支持Intel®PowerState 4 使用3级PWM的零交叉检测选项 内部自举二极管 热警告输出和热关机 应用 终端产品 台式机和笔记本微处理器 服务器和工作站,V-Core和非V核DC-DC转换器 大电流DC-DC负载点转换器 小型电压调节器模块 电源和笔记本 电路图、引脚图和封装图...

  151将MOSFET驱动器,高端MOSFET和低端MOSFET集成到单个封装中。驱动器和MOSFET已针对高电流DC-DC降压功率转换应用进行了优化。与分立元件解决方案相比,NCP303151集成解决方案大大降低了封装寄生效应和电路板空间。 特性 能够达到50 A的平均电流 30 V / 30 V击穿电压MOSFET具有更高的长期可靠性 能够以高达1 MHz的频率切换 与3.3兼容V或5 V PWM输入 正确响应3级PWM输入 精确电流监测 具有3级PWM的过零检测选项 内部自举二极管 欠压锁定 支持英特尔®PowerState 4 应用 桌面和笔记本微处理器 图形卡 路由器和交换机 支持英特尔®PowerState 4 电路图、引脚图和封装图...

  055将MOSFET驱动器,高端MOSFET和低端MOSFET集成在一个封装中。驱动器和MOSFET已针对高电流DC-DC降压功率转换应用进行了优化。与分立元件解决方案相比,NCP302055集成解决方案大大减少了封装寄生效应和电路板空间。 特性 平均电流高达50A 能够以高达2 MHz的频率切换 兼容3.3 V或5 V PWM输入 支持Intel®PowerState 4 使用3级PWM的零交叉检测选项 内部自举二极管 热警告输出和热关机 热关机 应用 终端产品 台式机和笔记本微处理器 服务器和工作站,V -Core和非V-DC DC-DC转换器 大电流DC-DC负载点转换器 小型电压调节器模块 电源和笔记本 电路图、引脚图和封装图...

  2是一款可调输出非同步升压控制器,用于驱动外部N沟道MOSFET。该器件采用峰值电流模式控制和内部斜率补偿。该IC集成了一个内部稳压器,为栅极驱动器提供电荷。保护功能包括内部设置软启动,欠压锁定,逐周期电流限制,打嗝模式短路保护和热关断。其他功能包括低静态电流睡眠模式和外部同步开关频率。 特性 优势 工厂可编程 灵活性 4.8 V至45 V操作 使用反极性保护二极管通过起动和负载转储进行操作 -40 C至150 C操作 汽车级 双功能启用/同步引脚 紧凑SOIC8包中的额外功能 应用 终端产品 仪表盘 引擎集群 启动/停止应用程序 导航 LED背光 汽车应用 电路图、引脚图和封装图...

  NCP81174 具有省电模式和PWM VID接口的多相同步降压控制器

  74是一款通用型四相同步降压控制器。它结合了差分电压检测,差分相电流检测和PWM VID接口,为计算机或图形控制器提供精确的稳压电源。它可以从处理器接收节电命令(PSI),并以单相二极管仿真模式工作,以获得轻载时的高效率。双边沿多相PWM调制确保快速瞬态响应,并尽可能减少电容。 应用 终端产品 GPU和CPU电源 显卡的电源管理 台式电脑 笔记本电脑 电路图、引脚图和封装图...

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