《LM386音频放大电路的设计与制作》由会员分享，可在线阅读，更多相关《LM386音频放大电路的设计与制作（15页珍藏版）》请在人人文库网上搜索。1、文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持 .LM386音频放大电路的设计与制作1、概述1.1 、音频功率放大器产品功能音频功率放大器是通过功率放大器( 简称功放 ) 给音频放大器的负载RL（扬声器）提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能地小，效率尽可能高。1.2 、性能指标又称为讯噪比， 信号的有用成份与杂音的强弱对比，常常用分贝数表示。设备的信噪比越高表明它产生的杂音越少。对放大器来说，灵敏度一般指达到额定输出功率或电压时输入端所加信号的电压大小，因此也称为输入灵敏度；对音箱来说，灵敏度是指给音箱施加 1W的输入功率 2、, 在喇叭正前方 1 米远处能产生多少分贝的声压值。负载阻抗与放大器输出阻抗之比。使用负反的晶体管放大器输出阻抗极低，仅零点几欧姆甚至更小，所以阻尼系数可达数十到数百。信号最强的部分与最微弱部分之间的电平差 . 对器材来说 , 动态范围表示这件器材对强弱信号的兼顾处理能力。频率响应：简称频响，衡量一件器材对高、中、低各频段信号均匀再现的能力。对器材频响的要求有两方面， 一是范围尽量宽， 即能够重播的频率下限尽量低，上限尽量高；二是频率范围内各点的响应尽量平坦， 避免出现过大的波动。在电子装置或导线的外面覆盖易于传导电磁波的材料， 以防止外来电磁杂波对有用信号产生干扰的技术。1.3 、生产成本03、文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持 .电路简单，成本不高。1.4 、应用领域甲类功放失真最小，效率最低，发热最大。功率不易做的很大。乙类功放正负半周分别放大（推挽） ，引入多种失真，但效率高。甲乙类功放小信号时工作于甲类大信号时工作于乙类，兼顾失真和效率，是目前主流功放类型， 合理设计电路精选元器件，可以做出很高的指标。丁类功放就是近年来兴起的数字功放，有极高的效率，也有相当高的技术指标，广泛用于小型电子产品中， 比如汽车音响中。但丁类功放在音响发烧友中还没有得到普遍认可。2、LM386介绍 ：2.1 、功能介绍LM386 是专为低耗损电源所设计的功率放大器。4、它的內建增益为20 ，透过pin 1 和 pin8脚位间电容的搭配，增益最高可达200 。 LM386 可使用电池为供应电源，输入电压范围可由4V-2V ，无作动时仅消耗4mA 电流，且失真低。2.2 、工作参数介绍（工作电流、电压、功率、阻抗、频率，可列表说明）工作项目规格测试环境电流4mA8mAVs=6V, Vin=0V电压4V5V功率Min=250mW， Typ=325mWVS = 6V, RL =8, THD = 10%阻抗频率2.3 、内部电路分析LM386内部电路原理图如图1 所示。与通用型集成运放相类似，它是一个三级放大电路。第一级为差分放大电路，V1 和 V2、V4 和 V6 5、分别构成复合管，作为差分放大电路的放大管； V3 和 V5 组成镜像电流源作为V2 和 V4 的有源负载； V1 和 V6信号从管的基极输入，从V4 管的集电极输出，为双端输入单端输出差分电路。1文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持 .使用镜像电流源作为差分放大电路有源负载， 可使单端输出电路的增益近似等于双端输出电容的增益。第二级为共射放大电路，V7 为放大管，恒流源作有源负载，以增大放大倍数。第三级中的 V8和 V10管复合成 PNP型管，与 NPN型管 V9 构成准互补输出级。二极管 V12和 V11 为输出级提供合适的偏置电压，可以消除交越失真。引脚 26、 为反相输入端，引脚 3 为同相输入端。电路由单电源供电，故为 OTL 电路。输出端（引脚 5）应外接输出电容后再接负载。 电阻 R5 从输出端连接到 V4 的发射极，形成反馈通路，并与 R4 和 R6 构成反馈网络，从而引入了深度电压串联负反馈，使整个电路具有稳定的电压增益。图 13、电路设计3.1 、原理图设计当负载一定时， 希望输出的功率尽可能大， 输出信号的非线性失真尽可能地小，效率尽可能高，并以要求的音量和功率水平在发声输出元件上重新产生真实、高效和低失真的输入音频信号。2文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持 .第一，依据功能想芯片，从而设计电路第二，7、对芯片的性质，特性进行了解。第三，用 DXP软件画出电路原理图。LM386引脚 2 为反相输入端， 3 为同相输入端；引脚5 为输出端；引脚6 和4 分别为电源和地；引脚1 和 8 为电压增益设定端；使用时在引脚7 和地之间接旁路电容，通常取10 F。3.2印刷电路板设计 (PCB)依照原理图，进行制作PCB依照原理图，进行布线。3文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持 .4、电路板制作4.1 实验室制作电路板工艺介绍敷铜板、透明菲林片、蓝色感光油墨、 200 目的网架、刮板一个、玻璃、蓝色环保蚀刻剂、显影剂、脱膜剂、 UV紫外固化红油。敷铜板、热转印纸、蓝色感光8、油墨、 200 目的网架、刮板一个、玻璃、蓝色环保蚀刻剂、显影剂、脱膜剂、 UV紫外固化红油。4.2 实验室电路板制作步骤1）打印电路板图感光法采用激光打印机或喷墨打印机打印机，使用的打印纸是胶片。热转印法采用激光打印机，使用的打印纸是白色的热转印纸。2）感光用两块玻璃将感光板和制版胶片夹在中间，保持平整，然后放置地日光灯下。静置时间一般在15-20 分钟之间，感光时间与光照强度、与光源距离都有密切的关系。4文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持 .3）热转印打开热转印机电源开关， 并调节温度在 180 度左右，由于热转印机工作时需要预热 5-10 分钟，因此可以9、在热转印机预热期间按打印出来的 PCB图对覆铜板进行卸料，如果发现覆铜板的点氧化，没有关系用砂纸打磨一下就可以了。4）显影将 400 克水与 20 克显影剂混合放置在一个显影塑料盒中，用筷子在水中不断的搅拌，待显影剂颗粒全部溶解后将已曝光的感光板放置其中， 并不断的摇动感光板，仔细观察可以看到绿色油墨被慢慢的容解，并且不断有铜箔显露出来。并且线路也不断的显示出来。显影时间一般在5 分钟左右即可。5）腐刻采用三氯化铁溶液作为腐蚀剂， 10 分钟左右，溶液浓度低时可能需要 30 分钟，甚至 1 个小时。如果有条件可以在腐蚀过程中不停地摇动覆铜板， 这样可以加快腐蚀速度。6）清洗清洗前先同时用干净软10、油漆刷（ 1 英寸宽的刷较好用）和压力约 0.1Mpa 即 1kg/ 每平方厘米 干燥的压缩空气清除电路板上的积尘。清洗可用洗电路板的专用清洗液（俗称洗板水） ，此液可到专门店去买。如没有洗板水，可按如下操作：先用自来水冲洗，注意水流要柔，不能过猛，边冲边用软刷子仔细轻刷，电路板的两面均如是。然后用软刷子沾上中性肥皂来仔细轻轻地清洗电路板的每一个地方， 特别是跳线插，插槽的内侧和底部，用四氯化碳则其效果清洗更嘉， 不过这东西有毒，使用时必须小心，除非很必要，否则切勿使用。7）打孔打孔时要认真仔细， 不要遗漏或错打孔。并且打孔的时候要注意安全，不要伤到自己和他人。4.3 电路板焊接1）焊接技术的11、要领和步骤电烙铁预热，大概 7 分钟左右。然后把锡条的一端放到要焊接的芯片的脚上，5文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持 .用电烙铁把它融化，形成一个类似于圆锥的焊点。但要注意的是， 不要把焊点焊点粘在一起， 不然会让粘在一起的脚形成短路的， 从而不可以正常的完成电路要实现的目标。2）本次焊接电路板过程的经验教训，心得体会。要仔细查看焊点， 看是否有虚焊现象。我检测电路时， 发现我的电路有些地方是测不到电压的，后来问同学才知道， 原来是自己焊板子的时候， 不小心把两个临近的焊点焊在一起了，形成短路，故测不到电压。5、电路板调试1）调试步骤（断电检查、通电检查、信12、号调试）2）注意事项3）故障分析及处理方法6、电路参数测试1）集成电路电压测量（说明测量点、测量条件、测量结果、可列表说明）测量点电压（ V）电压（ V）（ Vs= 5 V ）（测量条件 Vin=0 ）( 测量条件 Vin=0.3v）pin 11.331.33pin 30.040.04pin 53.103.10pin 66.026.06pin 73.013.02pin 800.32）静态电流测试（说明测量方法、测量电路、测试条件、测试结果、可列表）测量点静态电流 (mA)静态电流 (mA)（ Vs= 5 V、Vin=0 ）（ Vs= 5 V 、Vin=0.3V ）电源电流0.37V/100 欧13、姆0.37V/100 欧姆负载电流02.6V/2 根号 2/8欧姆3）电压增益测量（可用示波器测量）测量条件VinVoutAv( 电压放大增益（ mv）（ mv）倍数 )（ db）pin 1、 pin 8开路0.3V1.5Vpin 1、 pin 8接 1uF0.08V2VGv = 20 lg（VOUT/Vin）4）频率特性测试（可用示波器测量）6文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持 .测量条件VinVoutAvpin 1、 pin 8 开路（ mv）（ mv）( 电压放大倍数 )F1=HZF2=HZ测量条件VinVoutAvpin 1、 pin 8 接 1uf（14、 mv）（ mv）( 电压放大倍数 )F3= 1.16K HZ1.8VF4=10.9K HZ要求：给出4 个频率点，分别找出pin 1 、 pin 8开路和 pin 1 、pin 8接 1uf 条件下，电压放大倍数最大值对应的频率，找出 Q=0.707 对应的两个频率（高频点和低频点） ，画出两个条件下的频率特性曲线。5）不失真最大有效值输出功率测量（可用示波器测量，测量条件： Vs=5V，RL=8 ）测量条件输出 Vp-p（ mv）POUT（mw）pin 1 、 pin 8开路pin 1 、 pin 8接 1uf5.4格 *500mv( 每格 )说明测量方法： 输入正弦波信号，逐渐加大输入信15、号，值到输出波形产生失真，此时为最大有效值输出功率。最大有效值输出功率计算公式：2V PPU 22 2POUTR LR L7、总结：本次产品设计制作的产品， 各项指标性能在测试之后都达到预期的结果， 并记录了相关的实验数据。 由于提供方提供的电路板并没有符合我们的要求， 所以要在原有的电路板上进行修改， 在钻孔的时候要十分之小心， 不然一块电路板就会报废了。当焊好电路板后， 要连接手机进行测试， 很多时候我们因为忽视了细节，可能会导致测试无法进行，所以我们要严格操作，避免不必要的重复操作。焊接的时候一定要留心， 不要让电烙铁在电路板上挨太久以免烫坏板块。 也不要焊错了地方，因为重新把元器件弄出16、来，很可能导致焊盘脱落失去作用。8、心得体会从最初文教授给我们这样一个LM386音频放大电路设计课程设计时，我们就马不停蹄地在想如何绘制电路，并和同学一起交流，在自己动手的过程中，7文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持 .不仅感受到一丝丝的成就感也体会到真正奋斗在一线研究所的技术人员的不易。这个课程设计也拓宽了我们丰富的专业知识。 在实际的操作过程中， 能把理论中所学的知识灵活地运用起来， 并在过程中会遇到各种各样的问题， 电路的连接提高了我们解决问题的能力， 学会了在设计中独立解决问题， 也包括怎样去查找问题。课程设计结束了，但从中学到的知识会让我受益终身。发现、提出、分析、解决问题和实践能力的提高都会让我在今后的学习、工作、生活直接获益。 设计过程，难免会遇到各种各

LM386功放集成电路的工作电压范围大，最小为4V，最大为15V。它的静态功耗仅为4mA，增益最大为46dB，即200倍。它的电路简单，外围元件少，适合电子爱好者制作各种电路。下面介绍由LM386制成的各种应用电路。
1.红外线声光报警器电路
用555、LM386、KD9562构成的红外线声光报警器电路
图1红外线声光报警电路
图1所示为红外线声光报警电路。该电路由与门电路、单稳延时电路、四路红外发射与接收电路、触发和二色发光电路、音响报警电路等组成。该报警器用于进入警戒区报警，报警范围如图所示。红外发光二极管HF1～HF4和红外接收配对管BG1～BG4（3DU31）组成四对发射、接收警戒线。
若有人穿越警戒线，红外光束被遮挡，则相应的配对管截止，相应与非门的输入为高电平，其使IC3（555）的触发端②脚，即由D1～D4组成的与门的输出端获得负微分脉冲，故555置位，由③脚输出高电平，使BG5饱和导通，从而使芯片IC4（KD-9562）得电，发出警车报警声。其中IC3单稳电路的延时宽度td=1.1Rw1R3决定音响时间，图示参数所对应的延时报警时间约为100秒。同时，根据具体情况可通过改变W、C的值来改变相应的时间。
稳压管DW采用2CW7或2CW10，稳压范围在3V左右，以保护音乐集成KD-9562，这样可防止其因过压（电压过高）而烧毁。芯片KD-9562是八模拟声音响集成电路，可根据使用场合及用途而选择相应乐曲。芯片LM386是单电源音频功放集成电路。用于扩大报警音响的范围。F1-1～F1-6，F2-1～F2-6采用六反相器CD4069。二色发光二极管LED1～LED4采用2EF303，正常情况下发出绿色光，有人穿越警戒线时，发出告警红光。
2.电子吆喝器（LM386、PT-8830）
图2电子吆喝器电路图
电子吆喝器电路如图2所示，它由语音录放、音频功率放大和稳压电源三部分电路组成。其中ICl为“傻瓜”型语音录放集成电路PT-8815/20/30，它能进行30秒钟的语音录入和播放;IC2为集成功率放大器LM386，用于放大ICl输出的语音信号，使扬声器获得足够功率而发出响亮的声音;IC3采用7805型固定式三端集成稳压器。
3.八路电子抢答器电路
用CD4043和LM386组成的八路电子抢答器电路
图3八路抢答器电路组成图
如图3所示的八路抢答器电路可供八位参赛者使用，它具有互锁功能和声光指示功能，电路组成如图所示。电路由八路按键输入与互锁电路、声光指示电路、总复位电路和工作电源电路组成。
4.汽车语音喇叭电路
图4中虚线左边为原车电喇叭电路图，Sl为方向盘上的电喇叭按钮开关。S2为新增加的单刀双掷开关，用于原车电喇叭和语音喇叭之间的切换。当开关S2置于“2”时，按下开关Sl，电容Cl被充电，三极管VTl、VT2导通，继电器Jl吸合，其常开接点J1-1闭合并保持15秒钟向电路供电。ICl为专用语音集成电路HL-169A，由于其工作时间为2.8秒，所以用三极管VT3、VT4组成自激多谐振荡器，每3秒钟输出一次高电平作为触发信号，使ICl每3秒钟输出一次语音信号，送入IC2进行音频功率放大，由扬声器BL发出语音。
图4汽车语音喇叭电路图
5.LM386低电压音频功率放大器
LM386电源电压4--12V，音频功率0.5w.LM386音响功放是由NSC制造的，它的电源电压范围非常宽，最高可使用到15V，消耗静态电流为4mA，当电源电压为12V时，在8欧姆的负载情况下，可提供几百mW的功率。它的典型输入阻抗为50K。
图5LM386低电压音频功率放大器电路图
6.电源极性变换电路
当运放的输出电流无法满足实际需求时，不能象门电路那样简单地并联使用;这时可以将通用型小功率运放换为输出电流较大的功放类运放器件，例如常见的TDA2030A。C1、C2同为退耦电容、加载运放同相输出端的电容C3起到了抑制干扰及滤波的作用对于大多数的OTL功放类器件而言，其内部一般都设置了对称的偏置电路结构，这就使其输出端的直流电位近似为电源电压的一半;根据上述原理，我们完全可以利用集成功放将单电源转换成为大小相等的双极性正、负电源，具体电路如下图所示。
图6LM386组成的电源极性变换电路图
7.微机立体声功放电路
因声卡“线输出端”的音频信号幅度过大，可驱动LM386进而推动扬声器。又因在放VCD时会受到视频信号的干扰，完全按典型电路的接法效果不好，需加上一些元件并对元件值进行调试，原理图如图7所示。
图7LM386的微机立体声功放电路原理图
LM386有两个输入端，同相输入端3脚和反相输入端2脚，输入信号可从任意端输入，将另一输入端接地，输入端并联电容C4，目的在于滤除放VCD时的视频干扰，数值可适当加大，但在放CD时有无C4均可;第1、8脚为增益控制端，由C2与W2组成增益控制网络。阻位越小增益越高，图2原理图W2调节在150Ω左右增益比较合适，增益太高易产生自激;第7脚接10μ电容。避免增益过高时产生自激;R2、C6组成高频成分衰减电路，消除扬声器中发出的“劈啦”声，C6容量的大小据实际效果进行调节;第6脚对地接一0.1μ电容，起滤波作用，消除放大器静态交流声;第5脚接耦合电容C3，若一个声道仅接一只纸盆扬声器（本文采用口径120mm、阻抗8欧、输出功率1W的纸盆扬声器），C3容量不可超过470μ，否则放重低音乐曲时，扬声器将出现堵塞现象。若采用高、低音分频技术，C3容量还可加大，使低音充分体现。W1用于调节输出音量，在玩游戏或听CD时特别方便;工作电压采用10伏，可自制一桥式整流滤波电路。
安装调试
按图7所示原理图，做成两块相同的功放电路，组合在一起即为一块立体声功放，因元件少，不需制作印刷线路板信号线最好用双芯屏蔽线，将立体声插头与两路放大器连接起来，屏蔽层线作为地线。放大器焊接好后先不要与声卡相接，检查焊接无误后接通电源，用金属镊子分别敲击立体声插头的两个输入端，若两个扬声器均能正常发出敲击声，表明放大器工作正常，关掉放大器及微机电源后，即可与声卡相接。连接方法是将立体声插头插人声卡的线输出插孔，例如SoundBlasterPro16王卡，卡后从上到下有四个插孔依次是：耳机或无源音箱插孔、线输出插孔、线输入插孔、麦克风输入插孔。对于其它品牌声卡，可参照说明书，找到线输出插孔插人即可。
最后强调一点，应避免带电微机或放大器拔插立体声插头，或在放大器与声卡相接的情况下焊接电路，以免损坏电脑。
8.OCL功放电路
电路工作原理：图中IC1和IC2是两片集成功放LM386，接成OCL电路。C1起到电源滤波及退耦作用，C3为输入耦合电容，R1和C2起到防止电路自激的功能，RP为静态平衡调节电位器。IC1和IC2选用集成功放电路LM386，具有功耗低、电压适应范围宽、频响范围宽和外围元件少等特点。其工作电压为4V～16V，如图中工作电压为6V时，额定输出功率可以达到3W，适宜用来推动小音箱或作为设备的语音提示及报警功放。电阻R选用1/2W金属膜电阻器。电容C1选用耐压为16V的铝电解电容器;C2选用聚丙烯电容，C3选用钽电解电容。RP选用有机实芯电位器。扬声器BL根据实际需要选用8Ω，额定功率在10W以下的扬声器或音箱。
图8LM386构成OCL功放电路的电路图
制作和调试方法：电路安装完成后，将音频信号输入端接地，调整RP，使IC1和IC2的两只5脚输出直流电压相等即可。由于LM386外接元件少，一般情况下都可正常工作。电路可安装在自制的印刷电路板上，也可在万能印刷电路板上来进行焊接。责任编辑人：CC

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ss
2017-12-07
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　　1、功率放大器的噪音有两个：一是电源滤波不良出现的交流声；二是输入屏蔽不良而引进的干扰噪声。
　　2、输入屏蔽不良引起的噪音比较常见，噪音为“沙沙”声，并且受音量电位器控制，鉴别方法是：在输入端用4.7μ电容器对地短接，会消失的。
　　3、由电源滤波不良引起的交流干扰声，可以加大滤波电容即可，LM386的输出功率并不大，一般470μ电解就可以了。
　　尽管LM386的应用非常简单，但稍不注意，特别是器件上电、断电瞬间，甚至工作稳定后，一些操作（如插拔音频插头、旋音量调节钮）都会带来的瞬态冲击，在输出喇叭上会产生非常讨厌的噪声。
　　1、通过接在1脚、8脚间的电容（1脚接电容+极）来改变增益，断开时增益为20。因此用不到大的增益，电容就不要接了，不光省了成本，还会带来好处--噪音减少，何乐而不为？
　　2、PCB设计时，所有外围元件尽可能靠近LM386；地线尽可能粗一些；输入音频信号通路尽可能平行走线，输出亦如此。这是死理，不用多说了吧。
　　3、选好调节音量的电位器。质量太差的不要，否则受害的是耳朵；阻值不要太大，10K最合适，太大也会影响音质，转那么多圈圈，不烦那！
　　4、尽可能采用双音频输入/输出。好处是：“+”、“－”输出端可以很好地抵消共模信号，故能有效抑制共模噪声。
　　5、第7脚（BYPASS）的旁路电容不可少！实际应用时，BYPASS端必须外接一个电解电容到地，起滤除噪声的作用。工作稳定后，该管脚电压值约等于电源电压的一半。增大这个电容的容值，减缓直流基准电压的上升、下降速度，有效抑制噪声。在器件上电、掉电时的噪声就是由该偏置电压的瞬间跳变所致，这个电容可千万别省啊！
　　6、减少输出耦合电容。此电容的作用有二：隔直+耦合。隔断直流电压，直流电压过大有可能会损坏喇叭线圈；耦合音频的交流信号。它与扬声器负载构成了一阶高通滤波器。减小该电容值，可使噪声能量冲击的幅度变小、宽度变窄；太低还会使截止频率（fc=1/（2π*RL*Cout））提高。分别测试，发现10uF/4.7uF最为合适，这是我的经验值。
　　7、电源的处理，也很关键。如果系统中有多组电源，太好了！由于电压不同、负载不同以及并联的去耦电容不同，每组电源的上升、下降时间必有差异。非常可行的方法：将上电、掉电时间短的电源放到+12V处，选择上升相对较慢的电源作为LM386的Vs，但不要低于4V，效果确实非常不错！
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