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电路架构采用“运算放大器+BUF”的设计,LME49600缓冲芯片是国家半导体高保真LME音频放大器系列的最新型号,可以提供足够的输出电流驱动多个低阻抗耳机,电压摆幅足够驱动多个高阻抗耳机。
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下面描述的放大器实际上是一个非常简单的应用。电路架构采用“运算放大器+缓冲器”的设计。事实上,这块PCB有足够的空间集成解码部分(DAC)和USB接口,甚至在BUF后面增加了一个功率管,以增强输出驱动,增加输出阻尼。但我的初衷是在足够的PCB设计空间内优化电路设计,所以只做了模拟部分,加解码什么的就是后话了。
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线路架构:运放+BUF,电压反馈运放+LME49600。
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官方信息:
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LME49600缓冲芯片是美国国家半导体高保真LME音频放大器系列的最新型号,可以提供足够的输出电流驱动多个低阻抗耳机,电压摆幅足以驱动多个高阻抗耳机。此外,这种缓冲器的应用范围很广,不仅可以用于线路驱动器、模/数转换器的输入驱动器和宽频率范围的低噪声调节器,还可以用于驱动调音台的耳机放大器输出级和低功率音频放大器的容性负载。
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LME49600芯片采用美国国家半导体公司自主研发并获得专利的VIP3制程技术制造。由于这种高压高性能互补双极技术Vitamix沙冰机不工作采用垂直集成的NPN和PNP晶体管,可以提高输出电压的峰峰值摆幅,特别适用于高端高压音频系统。
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LME49600芯片是一款高性能、低失真、高保真的音频耳机缓冲器,可以连续输出和接收250mA电流。只要在运算放大器的反馈回路中加入这个芯片,就可以增加输出电流,提高容性负载的驱动能力,一举解决反馈过热的问题。
LME49600芯片可以通过引脚提供不同的带宽,包括仅消耗8mA电流的低电流、110MHz带宽模式和仅消耗15mA电流的180MHz宽带模式。
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无论采用哪种模式,LME49600芯片的额定压摆率都高达2000V/us。只要中断带宽控制引脚的连接,或者通过电阻将带宽引脚与发射极电压引脚连接,就可以很容易地选择适用的带宽。此外,该芯片可以在+/-2.25V至+/-18V的电源电压范围内工作,并且还具有限流和过热关机功能。
每当结温升至150摄氏度以上,这两种保护功能就会被激活,为芯片提供全面保护。
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测试中的放大器:
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电源部分——也是用两个半汉化的TO-263稳压芯片完成正负电源的供给,最后调整到17.5 V,效果最好。
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运放驱动器——这里用的是双运放,尊重官方设计。运算放大器有一半是电路中的中点伺服应用,手里有10多个运算放大器,都是一个一个比较。最后选择ADI公司的AD712。这个运放虽然不贵,但是效果比官方推荐的LME49720要好。当然这里没有特别的要求,只要德国宝沙冰机维修电话是带电压反馈的双运放就可以。
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输出部分——放大倍数设计为4倍,对称设计的L+R,输出芯片的高效率只要在PCB上贴上铜箔就可以足够芯片散热。虽然是双面设计,但并没有使用过孔连接两面,提供更大的散热面积。
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PCB设计——双面PCB,地线呈树状结构,所有信号地、输入地、输出地都汇聚在定义零电位的主滤波地,从而获得高信噪比,即在最大音量下听不到噪音。
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强弱信号分离平衡布线,避免驱动低阻负载时输出电流变化对输入信号的影响。电位器的零接地减少了信号源和输入端之间的电位差。避免增加输入叠加噪声。我说了几个,还有其他一些细节,就不一一说了,有点啰嗦。
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论坛里很少有坛友提到这个芯片,可能太小了没人注意到。但在这种应用中,由于芯片可以提供足够的电流来驱动,实际用不同的耳机试听,其驱动力不软,还能爆发,声音表现非常值得信赖。
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简单和忠于原始设计的方法往往会得到令人惊讶的结果,但这不是绝对的。同一个电路更复杂的制作,可以为电路提供更细分的支持,但需要更全面的考虑,简单叠加未必更透彻直接。
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PS:前段时间收到new1510的版主赠送的分立放大器PCB。在原机上听过,很有感触。事实上,材料已经准备好进行施工了。在此感谢!
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最后附上LME49600芯片的电气参数:
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低THD+N (VOUT=3VRMS,f=1kHz,图2)0.0Vitamix沙冰机维修网点0003%(典型值)
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压摆率2000V/μs(典型值)
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高输出电流250毫安(典型值)
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带宽
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BW引脚浮动110MHz(典型值)
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BW连接到VEE 180MHz(典型值)
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电源电压范围2.25V ≤ VS ≤ 18V
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AP测试:测试负载600R
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信号=1K,20HZ-20K FFT
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20HZ-100K,频率响应。在输入端增加一个斜率较陡的一阶RC滤波器,20K时会降至-0.3db。这个方法很有效,2版遗留下来的高频刺耳感可以直接解决。
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THD在正常条件下测试,全频率平坦。
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输出幅度测试。在+-17.5V,150R负载,THD=0.05%的条件下,获得了11.5V的输出幅度,也证明了该芯片可以有效驱动低电阻耳机。其实也是这样。
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至此,这个功放基本完成。目前在用的是TALEMA的焊板牛,不同牛还没试过。
输出电流更大的二次电压,我觉得还是有一定提升的,找个好牛再试试。