一代傳奇,四十年不朽-說(shuō)說(shuō)LM386音頻放大器(個(gè)人修訂版)

ID:1020175 · 發(fā)表于 2022-4-20 21:55

過(guò)去，音頻放大取決于大量的分立元件或耗電的真空管，以使聲音從音源傳遞到揚(yáng)聲器。像其他任何設(shè)備一樣，集成電路使進(jìn)入門檻降低了很多，讓我們可以使用任意數(shù)量的專為音頻設(shè)計(jì)的運(yùn)算放大器。這些IC統(tǒng)稱為音頻放大器IC，放大器芯片或芯片放大器。通常，它們只需要很少的外部元件，可以用簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì)進(jìn)行原型設(shè)計(jì)，并且比分立式和管狀的同類產(chǎn)品所需的電流更少。
今天我們說(shuō)德州儀器（TI）古老的LM386。自從1983年以來(lái)，全世界低功耗，電池驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用中仍然可以找到它，甚至航空航天的音響系統(tǒng)

特點(diǎn)：
1. 易于供電（使用單個(gè)電源）
2. 低熱量（無(wú)需散熱器）
3. 高效率
4. 可在原型的DIP軟件包中獲得

LM386是一款運(yùn)算放大器，與大多數(shù)其他基本音頻放大器芯片一樣，它也可以用作常規(guī)運(yùn)算放大器。
它的默認(rèn)增益為20倍-意味著它將輸入上接收的電壓乘以20倍，然后將其傳遞到輸出。如果有需要，可以調(diào)整增益值。

1,8- 增益引腳1和8被用于調(diào)整20X的增益電平，通過(guò)連接的電容。
2- 負(fù)輸入
3 - 正輸入這些都是標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器的輸入。通常，在簡(jiǎn)單的LM386電路中，負(fù)輸入將接地，而正輸入將接收音頻信號(hào)。
4- GND
5- Vout引腳5是運(yùn)算放大器的輸出。
6- Vs電壓電源引腳。
7- 旁路該引腳主要用于去除電源噪聲（噪聲防止被放大）。

技術(shù)指標(biāo)
LM386N（“ N”表示對(duì)我們而言是首選的DIP封裝）有4種：LM386N-1，-2，-3和-4�！� 3”和“ 4”版本的輸出功率略高，“ 4”版本的輸出功率更高，這是因?yàn)樗哂刑幚砀噍斎腚妷旱哪芰Γㄒ愿叩淖畹碗妷阂鬄榇鷥r(jià)）。對(duì)于本文的其余部分，我將參考LM386N-1。
電源電壓（Vcc）：芯片需要最低4V的電壓才能運(yùn)行，最高12V的電壓。
揚(yáng)聲器阻抗：LM386主要設(shè)計(jì)用于4Ω揚(yáng)聲器負(fù)載，但也額定用于8Ω和32Ω負(fù)載。
失真：在理想條件下，當(dāng)在低額定功率下以6V功率驅(qū)動(dòng)8Ω揚(yáng)聲器時(shí)，總諧波失真（THD）為0.2％，總諧波失真（THD）接近最大功率約10％。
輸出功率：在理想條件下，您可以獲得約700mW的輸出功率，即0.7W。

★什么，不到一瓦呢？

盡管市場(chǎng)上對(duì)于揚(yáng)聲器和放大器的功率輸出不滿意，但令人驚訝的是輸出功率高達(dá)1W。雖然您不會(huì)沉浸在震撼的低音中，但是1W的純凈功率足以驅(qū)動(dòng)小型臺(tái)式計(jì)算機(jī)揚(yáng)聲器和許多移動(dòng)音頻應(yīng)用。在耳機(jī)的世界中（揚(yáng)聲器就在您的耳膜旁邊），您正在談?wù)撎岣咭袅克璧膸资镣叩墓β省?br /> 將輸出功率加倍可獲得3dB的聲功率。
這意味著50W和100W之間的差異為3dB。
100W和200W之間的差異... 3dB。
500W和1000W？仍然只有3dB！
因此，您很快就會(huì)得到收益遞減的趨勢(shì)，并且隨著功率的增加，感知到的量幾乎不會(huì)增加。

旁注：dB，功率和聲壓之間的關(guān)系很復(fù)雜，但是從本質(zhì)上講，您需要將放大器功率增加四倍，以使聲壓加倍，這取決于聽(tīng)眾的音量大小。
實(shí)際上，一些最著名的集成功率放大器（例如傳奇的NAD 3020)能夠向8Ω揚(yáng)聲器提供“僅” 20W功率，按照當(dāng)今的標(biāo)準(zhǔn)，市場(chǎng)營(yíng)銷人士不愿為此做廣告。但是事實(shí)仍然是，在滿足基本功率要求以理想的音量驅(qū)動(dòng)一組特定揚(yáng)聲器之后，諸如頻率響應(yīng)，總諧波失真和透明度之類的因素遠(yuǎn)比原始功率重要。

簡(jiǎn)單電路
為L(zhǎng)M386構(gòu)建基本功能電路非常容易。該原理圖是單聲道放大器，因此，如果要放大立體聲信號(hào)，則需要兩個(gè)電路（每個(gè)聲道和每個(gè)揚(yáng)聲器一個(gè)）。

1.我們需要將音頻信號(hào)提供給放大器的+ Input（引腳3）。音頻信號(hào)也需要自己的接地路徑。此外，信號(hào)輸入和GND之間的一個(gè)高阻值電阻（原理圖中為10KΩ）用作下拉電阻，當(dāng)未連接電源時(shí)將其驅(qū)動(dòng)到地。如果沒(méi)有此電阻，則如果音樂(lè)播放器未連接，您將聽(tīng)到嗡嗡聲/嗡嗡聲。
2.由于我們使用的默認(rèn)增益為20x，因此引腳1和8保持懸空狀態(tài)。
3.在旁路引腳（7）和GND之間放置一個(gè)100uf的電容器，以防止某些電源噪聲被放大。
4。-輸入和GND引腳（2，4）連接到... GND :)
5.電源與并聯(lián)到GND的100uf去耦電容器一起饋入引腳6，以濾除低頻噪聲。
6.最后，來(lái)自引腳5的輸出被饋送到揚(yáng)聲器，另外兩個(gè)與GND并聯(lián)的電容器是：一個(gè)0.1uf（100nf）的以濾除高頻噪聲，以及一個(gè)1000uf的電源電容器以進(jìn)行濾波。

寫(xiě)在測(cè)試的感想

插入舊的4或8Ω揚(yáng)聲和音頻源，然后慢慢調(diào)高音量。試用不同風(fēng)格的音樂(lè)，看看是否可以檢測(cè)到任何削波或噪音，尤其是在較高音量它比較明亮。
嘗試使用帶或不帶各種濾波電容器的電路，可以聽(tīng)到一些差異。嘗試在引腳1和8之間添加10uf陶瓷電容器，以將增益從20倍增加到200倍。

實(shí)驗(yàn)推力測(cè)試
在驅(qū)動(dòng)8Ω虛擬負(fù)載時(shí)得到以下結(jié)果：
· 對(duì)于1kHz正弦波，削波之前的最大輸入為120mV RMS
· 輸出上約2.38V RMS
· 這意味著20倍增益（2380mv / 120mv = 19.83x）
· 707mW的輸出功率，大大超過(guò)了額定輸出。

總諧波失真：
通過(guò)頻譜分析儀在整個(gè)20Hz至20kHz音頻頻譜中運(yùn)行電路，得到的總平均值為-35dBc，即THD（總諧波失真）為1.7％。并不是所有發(fā)燒友都想像的那樣，但您想想一片也就是一、二元的音頻電路，物有所值，聲音遠(yuǎn)比你預(yù)想的要更好。

TDA2822也不錯(cuò)，但從性價(jià)比和一些只是簡(jiǎn)單應(yīng)用來(lái)看，LM386依然會(huì)廉頗不老�。�！

（新人一個(gè)，根據(jù)網(wǎng)上理解整理，整文有較大修改，只為51hei論壇，同時(shí)懇請(qǐng)各位老師指導(dǎo)）