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1、1 高品质低音炮制作全过程一车载音频功率放大器二功放高保真双声道三D 类低音功放的制作四TDA2030A 低音炮电路图五纤小而强劲的 D类功放2 车载音频功率放大器本文介绍一种用于汽车最佳而有趣的高质量音频功率放大器结构方案，以最低的花费就能实现，而且该方案同样可用于小型便携式音乐中心。该功率放大器的特点是低通道没有附加另外的放大器，低频通道的扬声器经滤波器接到二个立体声通道的输出端，其中一个信号反相，因而构成桥式连接电路，在低电压供电的情况下，压缩型低频公共扬声器上可以获得足够的功率。电路原理：音频功率放大器电路如图一所示，双运放大器IC1 LM358构成前置放大器，它的一半在左声道工作于反
2、相状态，而另一半在右声道工作于同相状态，前置放大器的放大倍数等于1，除了使信号在其中一声道反相外，它还提供功率放大器IC2 和 IC3 集成电路 TDA2030输入端的偏压。为了使功放放大器输出端在电源电压接通后直流电压平稳缓慢增大，消除接通电源瞬间产生的“喀啦”声，在电路中引入了消“喀啦”声电路R6 、C5 ，电源接通时， C5 上的电压是缓慢增长的，不会使输出产生“喀啦”声。二极管VD2 用于电源断开后电容C5 快速放电，稳压管VD1 用于功率放大器输出端的直流电压，因而供电回路的波动不会影响声频放音的质量。该电路的另一特点可以工作在普通单通道状态，例如收听语言节目，在这种情况下降低了消耗
3、功率，提高了被放大信号的下限频率。同时用开关SA1 断开扬声器 BL3 及滤波器，而扬声器 BL1、 BL2 经过电容器 C16、 C17 连接，减弱了低于 100Hz150Hz 频率的信号。 BL1、BL2 扬声器也经过R17、C14 和 R18、C15 连接，使高于 300Hz 频率的信号通过。声频功率放大器的参数如下：1. 放音频率（ -3dB 电平）的额定范围为2522000HZ ；2. 立体声道的有效功率为5.5W 2 ；3. 低频道的有效功率为22W ；4. 额定输入电压0.25V；5. 在额定输入电压时谐波系数为0.12 ；6. 电压放大系数为26dB；7. 静态电流 120mA
4、 150mA ；8. 电源电压为11.714.4V。该声频功率放大器的最大一个特点是它的接通方式，这种接通方法是借助于二个电磁继电器K1和 K2 在“K”端子当电源加上时二个继电器经电容器C22 和 C23 并联接通，电容器充电之后继电器绕组经二极管VD3 串联接通，这样可以减少流过继电器绕组的消耗电流，改善了功率放大器的温度状况。3 元器件选择与安装：电感 L1 自制，利用便携式收音机输出变压器的铁芯，用1.0mm 1.2mm 的漆包线绕满骨架。电感 L2、L3 为空芯线圈，在直径为50mm 的木模式塑料模上用截面积约1mm2 的漆包线绕 100 匝。功率放大器的调整首先是确定放大器的静态电
5、流不超过150200mA 。继电器 K1、K2 不加电压，其触点 K1.1、K2.1 用短路线短路，在保险丝FU1 处串接一只安培表，测出其静态电流。给继电器K1、K2 加上电压（去掉K1.1 、K2.1 的短路线），接通电压电路工作，K1.1、K2.1 触点闭合。开关SA1 在图示位置，在放大器的输人端加入音乐信号，选取电阻R17、R18 使低频和中高频网络之间的音量均衡。调节R11、R12 可以改变放大器的放大系数，调节C5 可以改变放大器输出端直流电压的增长时间。功放高保真双声道注意事项：通电之前必须给装上散热片；金属散热片千万不要碰触电源线的正极或负极，否则触之即毁器件；要有足够的输出
6、功率，电源变压器功率要大于功放的输出功率，并采用桥式整流滤波。是公司新出的双声道音响电路，其内部设有输入静噪功能，开关机无电流冲击声，并具有过载短路保护，适于家庭影院放大器的配套。该是单列脚封装，其主要电参数：工作电压典型为，极限为，输出功率在时，在 负载上每声道为，接法可达；总失真度为 ；立体声道分离度为；静态电流为；闭环电压增益。引脚功能：声道同相输入端；反相输入端；内部中点电位；声道输出；电源负极；声道输出；电源正极；反相输入端；同相输入端。图是双声道简易功放电路，采用双电源供电，适合驳接台式收录机，若接音频信号，必须加设前置驱动放大电路。如果需要更大的输出功率， 可选用图的电路，输出功
7、率可达。 是一个集成化频点均衡器，调节各电位器可在、的频段进行音频的提升或衰减。D 类低音功放的制作在现在的音响系统中，低频成分越来越多，烧友们都特别注意追求感人肺腑的低音效果，且分频点越取越低，这样的音响系统有如下缺点：音箱的分频电感重达千克，成本高且分布参数大，要影响音质的提升。功放的动态范围有限，大功率的低频影响了高音的重放。尤其是甲类功放，高音变小且沙哑。4 功放发热严重，需大面积的散热器，要增加成本和耗电。基于以上考虑， 为了发挥已有的甲类功放的高音质，同时享受震撼的低音效 果，笔者设计了这款D类低音功放。我们知道， D类放大器的效率很高，且频率 越低失真越小，人耳对低频又不敏感，
8、因而用 D类。 这款功放功率峰值可达350W ， 几乎可以不用散热器， 用原来的书架式音箱再加一个无源低音炮，即可构成完整 的音响系统。 原理见图，声音信号从P1、P2引入，经过缓冲隔离和有源高通滤波，通过P3、 P4接原有的功放系统，因为有缓冲级，所以左右声道有很高的分离度，由于滤 掉了 150Hz以下的频率成分， 有效减小了原有系统的负担， 确保整个系统有很大 的动态范围。经过高通滤波的信号通过R11调节音量后进入比较器U2A 。 U2B 和 U1构成锯齿波发生器，频率为100kHz左右。U2A把信号和锯齿波比较，得到 PWM 波，推动后级工作于开关状态， 有效减小了后级的功耗。 Q1 和
9、 Q2为推动管， 用电流大于 20A的高频对管即可， 笔者用的是 IRF150 （40A， N 沟道）和 IRF9150 （40A，P沟道）。C11为保护电解，保护音箱不通过直流电而损坏，容量越大越 好。L1、L2、C1、C2是滤波元件，为了防止50Hz交流电影响，也要越大越好， 电容的耐压要大于100V。输出端没有滤波网络，因为低音炮喇叭对100kHz的开 关成分呈高阻，即使放出来也听不到， 因而省略。主要要注意的是数字部分 （U2 、 U1、后级推动管）要和滤波部分有效隔离，特别是U5部分，要大面积接地，最 好用单独电源并用铜箔包起来。所有电路布线要合理， 接线尽量最短， 最好一点 接地，
10、且大电流部分要在铜箔上上一层锡。机箱最好用金属的并接地， 也可和低 音炮构成有源低音炮。 Q1 、Q2稍加散热即可。整个电路不需要调试即可工作， 相信不会让你失望。TDA2030A 低音炮电路图TDA2030A的优良性能使得它十几年来一直得到大家的疯狂喜爱，很多外表豪华的有源音箱、中档功放、低音炮也采用了TDA2030 。TDA2030A是单声道的功率放大集成电路，做立体声放大器必须使用两只TDA2030A 。TDA2030A只有五只引脚，正电源、负电源、正向输入、反向输入和输出。TDA2030A的散热片是和负极连通的，用双电源供电时，散热片千万不要和地线短路。本功放板采用双12V电源， TD
11、A2030A 工作在 OCL方式。 OCL是指不用音频输入、输出变压器和输出耦合电容，放大器直接推动音箱。OCL具有音质佳、频响好、成本低等特点。常用的功放电路类型还有 OTL 、BTL，OCL电路元件最少，音质最好。纤小而强劲的 D类功放距离笔者上一款功放的完成已有大半年的时间了，在这期间，采用TA2024 的那款功放性能一直十分稳定， 唯一的不足就是输出功率偏小，特别在搬到室外使用时，要推动一对60W的无源音箱5 就显得力不从心。而且笔者一直没能给它找到合适的外壳，裸板工作着，让人很没有安全感。于是，我开始琢磨制作一款功率更大的D类功放，并且为它配了一个漂亮的外壳。想来想去， 没能找到什么
12、合适的方案，笔者之前所知的D类功放大多为平板电视机设计，功率在一二十瓦，制作我需要的功放，输出功率不会有大的提升，当然也有类似TAS5630 这种号称输出功率能达到600W的，但无论是元器件还是电源的价格，都远远超过了笔者的支付能力。正在犹豫不决之时，偶然看到了无线电2010 年第 3 期的套件制作文章MINI USB AMP，套件中将双通道D 类功放 TPA3121 用于桥推形式， 大大提高了输出功率。没等细读完文章，笔者就迫不及待地开始设计电路了，笔者手头正好有几片TPA3123 和 TPA3124，朋友送的TI 样片。电路简介TPA3123/4 是 TI 公司推出的双通道D类音频功率放大
13、器，其中，TPA3123电源范围比 TPA3124略宽，每声道输出功率比TPA3124大，而外围电路完全一样。用于双通道放大时，TPA3123每声道最大输出25W （TPA3124为 15W ），需要加大容量的隔直电容。而用作BTL形式输出时，理论上输出功率能达到双通道输出的4 倍。如果忽略 MOS 管压降，当电源电压19V（笔记本电脑电源）时，可以估算得在6 负载上获得的功率能够达到30W ，24V的电源电压下将近50W ，显然，这个输出功率是让人满意的。图 1 给出的是TPA3123 用作桥推输出的原理图，外围电路十分简洁。图中将17、18 引脚上拉到高电平，每通道电压增益为36dB，约 63V/V ，则 BTL 形式输出时电压增益约为126V/V 。需要注意的是， TPA3123 的输入阻抗随增益设定的改变有很大变化，所以耦合电容容量需要根据实际情况进行选取。 按图中设定的增益， 输入阻抗约9k， 选取 1F 的耦合电容， 可得下限频率约18Hz。图中的 J1 为开关，通过控制TPA3123 的 SHDN 引脚实现开关机操作。再看看输出级LC滤波电路，单从电容、电感的参数就能看出，TI 公司的 D类功放低通滤波上限频率比TA202X 系列的要低，这可能是造就TI 公司 D类功放高效率的重要原因。从数据手册上可以查知，TPA3123 在输出功率较大时，效率高于90% 。
