烧友自述:一款LM4766桌面功放P50的设计制作

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LM4766按照官方手册推荐的Auxiliary Amplifier电路图,OCL对称电源供电,元件参数安装官方图选取。考虑到LM4766输入阻抗不算太高,音量电位器如果位置经常处于高阻端势必会增大底噪,压低电位器阻值音量会不足,所以考虑加入前置放大级。

1、桌面功放

电脑桌、办公桌等不很大的桌面,这就限制了放大器的体积,尤其是电脑桌上放的机箱外形不能太深,起码前面要留出鼠标键盘的空间。

2、核心器件LM4766

LM4766功率介于LM1876和LM4780之间,它的声道分离度比LM1876差点,功率比LM1876大一点,比LM4780小。LM4766姑且认为是2个LM1875的合体。

考虑到桌面功放主要是驱动小口径近场音箱,全频或者二分频居多,4欧、6欧、8欧箱子都可能要面对。比如推4欧音箱是最糟糕的情况,LM4766效率会很低,发热功率很大,为了推4欧音箱不过载保护,电源电压拟定为±24VDC,倒推到交流大概需要18VAC+18VAC次级的变压器,其实相当于是LM1875的电源配置。

这样的话从手册上查表得到,驱动8欧音箱最大能输出25W+25W,失真不超过0.1%,即8欧50W额定功率,因此本机定名P50。

3、电路规划

LM4766按照官方手册推荐的Auxiliary Amplifier电路图,OCL对称电源供电,元件参数安装官方图选取的。

LM4766电路图

此图为21倍同相放大,考虑到LM4766输入阻抗不算太高,音量电位器如果位置经常处于高阻端势必会增大底噪,压低电位器阻值音量会不足,所以考虑加入前置放大级。这里采用普通的NE5532AN组成3倍同相放大器做简单前级,补偿整机增益还起到了与信号源阻抗匹配作用。由于5532输出阻抗很低,不论如何调音量电位器,都不影响前级输入阻抗,也就是说信号源到前级输入这段阻抗固定,信号源不受到音量电位器变化的冲击,其实这一点也是前级存在的很大贡献。

【前级+音量+后级】,这个构架已经属于合并放大器,但是本机力求简洁,未设计音调等附属电路。

另外,后级输出不可缺少的是保护电路,这里保护是两方面含义,一是保护本机自身不受过压过零等损害,二是保护音箱不会因过载和中点漂移而烧坏。做IC功放经常遇到的问题是,IC功放内部已经设计了过流保护、安全区保护等所谓完善的保护电路,而且开机关机也集成了静音电路,那么到底还需不需要再另外设计音箱保护电路呢?

像LM4766内部也是同样具备上电延时静音、掉电静音、过流保护等保护功能,但是、可是、然而,请注意LM4766这些保护功能只是为了自保,他并不能保音箱。试想一下,万一LM4766烧坏了,内部输出短路到电源上,音箱肯定灰灰......所以为了保护音箱,不管音箱值不值钱,保音箱都是功放设计的本分。本案采用常用的upc1237保护IC做音箱保护,实现开机延迟2~3秒接通音箱,断电瞬间切断音箱,实时中点电位监控这几点保护措施。

(题外话有些IC功放设计者很不在意保护电路,理由是音箱不值钱,烧了不可惜,也有很多做LM1875功放的都不加音箱保护,这是很不正确的认识。)

4、电路草图

放大器电路图

5、PCB草图

PCB

6、实物制作

PCB实物
PCB空板,双面板普通设计,全部插件

PCB实物

装好元件的板

7、元件选用及优化心得

电源变压器待选,主滤波电容选了天津产三和85°C普通品,2只50V4700uF对应50W功放够用,个人感觉电容小声音倾向活跃,电容大声音倾向死板,这里选4700uF刚好折中。

LM4766放大器实物

次级交流输入装了双保险丝,T2A延时型,正常使用轻易不会烧断,万一出现输出短路保险丝就用到了。

LM4766放大器实物

前级运放选用S记原厂 NE5532AN,S记的原厂就是指韩国封装,NE5532A是低噪声版本,相当于JRC的NJM5532DD级别,前级供电采用一对ST厂L7815/L7915三端稳压,也是很普通很经典的货色,因为前级只有一只NE5532,需要电流很小,直接从主电源稳压得到,而且三端稳压IC没有加额外散热片,稳压功耗很小其实也不需要散热片了。其他电阻电容几乎都是普通品,基于LM4766这个平台已然足够用。音量电位器照例ALPS 27型,输出继电器OMRON G5PA-28功放专用型,输出接线夹直接装在板上,力求整机紧凑。

LM4766放大器

8、输出电感

采用的是EPCOS甚高频功率电感,感量3uH,额定电流9A,内阻0.006Ω,谐振频率220MHz。在音频段可视为理想电感,不会谐振,小电流不易饱和。

输出电感

这是一种磁芯电感,比空气电感Q值高,对音色有微妙调整作用,本例首次使用。

下篇:《LM4766桌面放大器的调试试音》待续。

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