高手手把手教你用TDA2030A做一款高保真功放
TDA2030A音頻功放電路,常采用V型5腳單列直插式塑料封裝結(jié)構(gòu)。如圖所示,按引腳的形狀引可分為H型和V型。該集成電路廣泛應(yīng)用于汽車(chē)立體聲收錄音機(jī)、中功率音響設(shè)備,具有體積小、輸出功率大、失真小等特點(diǎn)。并具有內(nèi)部保護(hù)電路。意大利SGS公司、美國(guó)RCA公司、日本日立公司、NEC公司等均有同類(lèi)產(chǎn)品生產(chǎn),雖然其內(nèi)部電路略有差異,但引出腳位置及功能均相同,可以互換。大家好,本期教大家用TDA2030A做一款高保真的功放。
說(shuō)起TDA2030A,相信大家都不陌生,這塊芯片具有體積小,輸出功率大,各種保護(hù)電路齊全等特點(diǎn),我們只需要焊接少量的外圍元件,即可做出一款音質(zhì)不錯(cuò)的功放。在前面的教程中,創(chuàng)客e工坊已經(jīng)和大家玩過(guò)LM386、TDA2003了,今天我們就來(lái)進(jìn)階,玩玩TDA2030A,看看它會(huì)有什么不一樣的表現(xiàn)。
這是TDA2030A的實(shí)物圖:
用一塊芯片設(shè)計(jì)、搭建電路,我們首先需要了解這塊芯片的引腳功能,所以我們先來(lái)了解TDA2030A的引腳功能。TDA2030A一共有5個(gè)引腳,芯片有字的一面朝向我們,引腳從左往右數(shù),分別是:1腳同相輸入端,2腳反相輸入端,3腳負(fù)電源/接地,4腳功率輸出,5腳正電源。
了解了TDA2030A的引腳功能,接下來(lái)我們就可以去看電路圖了。下圖是阿樂(lè)根據(jù)廠家芯片手冊(cè)里提供的典型電路整理出來(lái)的實(shí)物連接圖,此圖采用雙電源供電,無(wú)輸出耦合電容,由于沒(méi)有輸出耦合電容,所以低頻響應(yīng)得到改善,屬于高保真電路。下面我們據(jù)圖做簡(jiǎn)要的分析:
圖中,音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)1uF的電解電容耦合至TDA2030A的1腳,即同相輸入端。22K的電阻一頭接1腳,另一頭接到電源負(fù)極。起到同相輸入端偏置的作用。TDA2030A的2腳接一個(gè)680Ω的電阻和一個(gè)22uF的電解電容,然后連回到負(fù)極。另外還接一個(gè)22K的電阻連到4腳功率輸出引腳這里,在這里都是用來(lái)設(shè)置閉環(huán)增益的。然后,TDA2030A的3腳接負(fù)電源,接一個(gè)104的高頻退耦瓷片電容,一個(gè)1N4007二極管正接至4腳。4腳功率輸出接到喇叭,然后接一個(gè)1Ω的電阻和一個(gè)224的瓷片電容,用來(lái)移相,穩(wěn)定頻率的。我們知道喇叭是線(xiàn)圈,屬于感性負(fù)載,不加這兩個(gè)東西容易產(chǎn)生振蕩。好的,最后5腳是正電源輸入,同樣也接一個(gè)104的高頻退耦瓷片電容,反接一個(gè)1N4007二極管到4腳。這兩個(gè)1N4007二極管這樣子接在這里起的作用是輸出電壓正負(fù)限幅保護(hù)。
我們的這個(gè)功放電路屬于OCL形式的功放,就是說(shuō)需要接雙電源,這樣子我們對(duì)變壓器的選擇就有要求了。雙電源采用初級(jí)線(xiàn)圈中間點(diǎn)接地、上下電壓對(duì)稱(chēng)相等的變壓器。
接下來(lái)我們講講功放電源,在這個(gè)電路中我們采用常規(guī)的橋式整流,大水塘濾波的電源模塊,如下圖:
220V變壓器降壓輸出雙12V交流電,我們把變壓器次級(jí)中間的那根線(xiàn)當(dāng)做地線(xiàn)(負(fù)極),經(jīng)過(guò)整流橋整流,出來(lái)兩路,正負(fù)電源各一路,每路先來(lái)個(gè)104的瓷片電容濾高頻,后面經(jīng)4個(gè)4700uF的電解電容儲(chǔ)能、過(guò)濾低頻雜波信號(hào),以滿(mǎn)足后面功放爆低頻時(shí)的需求,讓低頻下潛得更深。由于我們前面在做TDA2003時(shí)已經(jīng)做好了這個(gè)電源模塊,所以我們這次用現(xiàn)成的。
空載時(shí)測(cè)得正電壓為+18.20V:
負(fù)電壓為-18.18V,電壓對(duì)稱(chēng)性還可以:
接下來(lái)我們根據(jù)原理圖準(zhǔn)備好所需的元器件:
根據(jù)原理圖焊接電路:
焊好的電路正面:
焊好的電路背面:
加塊散熱片,散熱片和芯片之間涂上導(dǎo)熱硅脂,注意不要讓散熱片接觸任何元器件或者電路,因?yàn)樾酒谋趁婧?腳是相通的,也就是說(shuō)上電后散熱片帶負(fù)電:
好的,最后是將功放部分的電路和電源模塊、喇叭連接起來(lái),整體調(diào)試。我們先推一個(gè)8Ω15W的喇叭,上電瞬間,有小小的電流沖擊聲,靜態(tài)狀態(tài)下電流聲微乎其微,要將耳朵湊得很近才能聽(tīng)到,靜噪相當(dāng)滿(mǎn)意:
用手機(jī)當(dāng)做音源播放歌曲,先來(lái)一首騰格爾的《天堂》,只聽(tīng)得悠揚(yáng)的旋律由遠(yuǎn)及近,緩緩入耳,徐徐走來(lái),人聲相當(dāng)清澈甜美,立即使我陶醉于歌曲的美景中,有如身臨其境。再來(lái)一首《加州旅館》,前奏的純弦樂(lè),58秒后歌手的聲音,各弦類(lèi)器樂(lè)跟打擊樂(lè)開(kāi)始交織的聲音,那陣陣敲鼓的節(jié)奏實(shí)在令我難以自拔,立馬愛(ài)上了這塊TDA2030A(雖然可能買(mǎi)到的是國(guó)產(chǎn)貨):
聽(tīng)單聲道不過(guò)癮,立馬再焊了一塊一樣的電路出來(lái),想聽(tīng)聽(tīng)雙聲道立體聲TDA2030A的表現(xiàn),看看有沒(méi)有驚喜:
這次我們讓兩塊TDA2030A功放模塊推一對(duì)奇聲的6Ω15W的音箱:
推音箱比單個(gè)喇叭低頻加強(qiáng)了許多,聽(tīng)《連鎖反應(yīng)》一陣一陣的,胸腔有被震撼,但是低頻下潛得不夠深,還不是令人很滿(mǎn)意。后面聽(tīng)鄧麗君的《北國(guó)之春》,《我只在乎你》相當(dāng)滿(mǎn)意。
至此,本次DIY TDA2030A功放宣告成功,推音箱時(shí)的音質(zhì)不比市面上的普通功放差,甚至略勝一籌,畢竟在電源上下料還是很足的。但是這次所用的電阻電容品質(zhì)不高,音頻線(xiàn)就是普通的杜邦線(xiàn),以后手頭有米了換高品質(zhì)的電阻電容,換屏蔽線(xiàn),加大散熱片,相信此功放還會(huì)更加令人滿(mǎn)意的??上í?dú)低頻不夠強(qiáng)勁,下潛不去,所以阿樂(lè)決定給這個(gè)TDA2030A功放加前級(jí),想試試有“運(yùn)放之王”稱(chēng)號(hào)的5532,到時(shí)候做一個(gè)桌面2.1功放,再與大家分享,一起享受DIY的樂(lè)趣!
同時(shí)在DIY過(guò)程要注意:
[1].TDA2030A具有負(fù)載泄放電壓反沖保護(hù)電路,如果電源電壓峰值電壓40V的話(huà),那么在5腳與電源之間必須插入LC濾波器,二極管限壓(5腳因?yàn)槿魏卧虍a(chǎn)生了高壓,一般是喇叭的線(xiàn)圈電感作用,使電壓等于電源的電壓)以保證5腳上的脈沖串維持在規(guī)定的幅度內(nèi)。
[2].熱保護(hù):限熱保護(hù)有以下優(yōu)點(diǎn),能夠容易承受輸出的過(guò)載(甚至是長(zhǎng)時(shí)間的),或者環(huán)境溫度超過(guò)時(shí)均起保護(hù)作用。
[3].與普通電路相比較,加散熱片可以使其有更高的安全系數(shù)。萬(wàn)一結(jié)溫超過(guò)時(shí),也不會(huì)對(duì)器件有所損害,如果發(fā)生這種情況,Po=(當(dāng)然還有Ptot)和Io就被減少。
[4].印刷電路板設(shè)計(jì)時(shí)必須較好的考慮地線(xiàn)與輸出的去耦,因?yàn)檫@些線(xiàn)路有大的電流通過(guò)。
[5].裝配時(shí)散熱片與之間需要絕緣,引線(xiàn)長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短,焊接溫度不得超過(guò)260℃,12秒。
[6].雖然TDA2030A所需的元件很少,但所選的元件必須是品質(zhì)有保障的元件。