LM1875小功放电路解析与调校(出好声音)

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所属分类:电子功放

LM1875的官方电路图如下:

LM1875小功放电路解析与调校(出好声音)

LM1875的官方电路图

LM1875电路中各元件的作用:
R1是为C1提供充放电回路用的电阻,这是老外工作严谨的地方,其实接好电位器之后直流通路就已经存在了,这个加上只能防止最恶劣情况时也能把C1的电能放掉,尽管只有一点点;
C1是输入电容,主要作用是隔离前后级的直流信号,但是这个电容对音质的影响很大,可以换用不同的品牌和容量来部分修改音质和音色;
R2提供LM1875正输入端的直流电平控制点,接地就表示在理想情况下Lm1875的输出直流电平是0V;还有一个作用就是确定放大器的交流输入阻抗为电阻值。
R3、R4是反馈电阻,这个电路的放大倍数为R4/R3+1=21倍。
C2为反馈回路的隔直电容,这个电容的容量比较大,是因为R3的阻值比较小,C2所形成的容抗在放大器的下限频率也不能产生太大的增益下降,所以一般都用电解电容或者无极电容。这两种电容都是极性电容,性能远比无极的薄膜电容差,所以是影响音质最大的元件。
C3、C4分别为正负电源对地端的高频去耦电容,C6、C7为正负电源对地端的低频去耦电容。
C5和R5就是大名鼎鼎的茹贝尔网络,校正电路稳定性使用的,由于电容比较大,电阻比较小,所以对音质有一定的影响。

下面分为几个问题来说一下LM1875电路的调教:
1. 自激振荡
由于LM1875不是单位增益稳定的放大器,所以稳定性比较差,手册上规定的是放大倍数不能低于10倍就是这个道理。
即时在20倍左右的条件下,放大器也是几乎所有集成功放最容易自激振荡的品种了。
自激振荡分为低频振荡、高频振荡和局部振荡,主要是形成原因是地线反馈。
按照厂家给定的电路和PCB,LM1875在21倍时可以不用外加的稳定校正措施,主要原因就是PCB设计得好。所以玩LM1875想少走弯路的话,厂家的PCB是研究的重点,切记。
我们自己做的电路,复杂程度比厂家高,因为要双声道公用电源和信号输入地,布线特别是地线不可能做的完美无缺,于是稳定性问题出来了——自激振荡。
判断自激振荡的最好办法就是利用信号源和示波器,一目了然。
业余条件,没有信号源和示波器的情况下,可以用温度计和万用表简单判定,判定准确性及依赖于经验了。
低频振荡可以用数字万用表的交流电压档直接测量放大器的输出端,一般早生输出电压在几个mV之内为正常,远高于这个值就是振荡了。低频振荡的解决方法有两个,比较简单的方法就是在R4两端并联pF级的电容,从小往大逐渐增加,直到振荡消除。这个电容要影响放大器的高频特性和转换速率,所以不能太大,一般要小于100pF,最好小于30pF。这个方法就是默认了问题的存在,然后解决了就好了,但是既然问题出来了,那么就是说电路设计上有问题,而这个问题会直接影响音质的,真因为这样,每一个人做出的LM1875电路听起来才不会一样,增加了世界的多样性。所以第二个方法就是找到电路设计的病根,改进设计。这种方法不是具有深厚电路功底的老烧慎用,容易打击信心。
高频振荡可以用数字万用表的直流档测量,表现为测量值达到了不合理的偏移电压,比如超过100mV,而且还在跳动,则高频振荡的几率就比较大了。解决高频振荡的办法也很简单,茹贝尔网络和电源去耦就可以了。如果没有高频振荡,茹贝尔网络甚至可以不加。
另外,LM1875在空载或者小音量时发热严重,也要考虑存在自激振荡问题。还有就是加负载是负载更严重,负载越重震荡也越严重,所以一定要加负载实验才行。
局部振荡本人也碰到过,在特定输出电压下存在振荡,没到或者过了都没有,到目前没找到原因,只是把问题解决了,解决方法同上。
2. 直流输出问题
本人电子工程设计出身,所以对直流漂移的宽容度一直比较强,具体考虑是这样的:直流输出几乎不影响音质和音色,只是增加了喇叭的功耗,这样我们可以反推,比如我喇叭是5W的,那么0.1W的直流功耗和可以忍受的,假设喇叭阻抗为4Ω,这样所能忍受的的直流偏移电压为0.632V,0.01W对应的直流偏移电压为0.2V。正因为这样,最有名也最古老的喇叭保护电路uPC1237按照标准电路的保护电压大约在1.1V左右,此时4Ω喇叭的直流功率大约为0.3W。所以没有必要斤斤计较那几毫伏的直流输出电压了。
看一下LM1875的PDF,典型的直流偏移电压为±1mV,这是折算到输入端的数值,输出端要乘以放大器的直流放大倍数,也就是典型值±21mV。在注意看一下,输入端最大值为±15mV,也就是说输出端最大值为315mV,对应于4Ω喇叭上的功率为0.0248W。从工程角度上来讲,完全可以直接忽略。
LM1875的生产厂家是做集成电路的,这个数值对集成电路来说非常一般,所以厂家推荐电路之中加上了反馈回路的隔直电容C2,这样一来,放大器的直流增益就变成了1,输出直流偏移电压就可以控制在最大15mV之内,指标好看多了。但是这样一来,这个隔直电容因为容量大,很难找到高质量电容,听感下降的非常厉害,得不偿失。所以去掉这个电容C2才是设计重点。
去掉C2之后,很多大侠忍受不了几十、上百mV的直流偏移电压,可以采用外加调零电路校正一下即可。具体电路可以参见鱼儿山大侠的帖子:http://bbs.hifidiy.net/viewthrea ... p;extra=&page=4,第76楼。这个是对音质影响最小的方法了。考虑到前面音源或者前置放大器要用到输出隔直电容,后级甚至连C1也可以省掉了。
其他的还有直流伺服电路,这个直流性能很好,而且可以把输入电容C1也去掉,但是得去处理直流伺服电路与放大器之间的地线连接问题。
3. 元件选择
LM1875一定要买正品元件,原装进口元件稳定性比较好调,国产的要差一些。其他的如果去掉了C2,没什么特别的啦,这个问题很多大侠有过总结,自己也得积累这方面经验,如果手上有的话就可以换一下听一听吧,个人认为不必强求。

本文出处:HIFIDIY论坛http://bbs.hifidiy.net/forum.php?mod=viewthread&tid=763025

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