用D类功放集成电路TPA3123制作BTL形式放大器

作者 任杰 来源 《无线电》杂志
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发布时间 2011-01-07

用D类功放集成电路TPA3123制作BTL形式放大器
图2  运放组成的单端转差分电路

用D类功放集成电路TPA3123制作BTL形式放大器
图3  电源电路

说了这么多,差点忘了电路的一个重要组成部分,那就是输入端的单端转差分电路。由于BTL形式的放大器的两个输入端输入的是互为反相的信号,而一般的音频信号为单端共地信号,因此需要一个电路实现单端转差分功能。最简单的实现方法是使用一个双运放,其中一个作为同相比例运放,一个作为反相比例运放,并使其放大倍数分别为1和-1即可。但是这种方法使用的电阻阻值不一致,很难保证输出信号的良好对称。笔者借用了《无线电》2010年第3期那篇文章中介绍的方法,一个运放用作跟随,另一个用作反相放大,电路如图2所示。由于使用的电阻阻值一致,比较容易做到输出信号的良好对称性。

最后需要提一下电源电路。笔者个人认为,给工作在小信号处理状态的运放加上线性稳压电路是很有必要的,所以这里选用高性能的低压、单电源运放 OPA2353,并使用7805稳压为其供电。电源电路如图3所示,由于TPA3123的工作电压高(可以高达30V),串接一个电阻降压很有必要。

元器件选择

每一次的制作中,元器件的选择这一项是至关重要的,因为合适的元器件不仅是电路安全稳定工作的前提,在音频电路中,更会直接影响听感。

在以往的制作中,出于价格的考虑,笔者往往本着实用的原则选用器件,而这回摒弃了这一原则,也小小地“发烧了”一把。

首先是级间耦合电容,首次使用了好评如潮的红色WIMA,而输入耦合电容、+5V电源退耦电容全部使用贴片钽电解电容。值得一提的是,单端转差分电路中用到运放,来自TI的高性能低电压满幅运放OPA2353,2.7~5.5V的单电源电压,低至0.0006%的THD+N以及高达22V/μs的压摆率,在单电源运放中绝对是首屈一指的。最后说句实话,尽管在这些器件上“发烧”了一把,但究竟性能有多大提升,或者说带来的提升是否感觉得到,笔者是不得而知的。

接下来是滤波电感,成品的电感在这种大电流情况下不太可能符合要求了,所以只好自己绕制。笔者选用了铁硅铝材料的磁环,商家介绍这种磁环频率高、不易饱和。买回去不同尺寸的磁环,最后通过边绕边测的方式,确定了如下的制作方法:铁硅铝磁环外径13mm、内径7mm,铜线直径0.8mm,匝数为18匝,实测电感为21μH左右。

最后需要注意的是滤波和退耦电容的选取。因为电源电压较高,一定要注意电容的耐压。笔者打算使用笔记本电脑电源(19V),主滤波电容选用 470μF/25V的铝电解电容。当然,如果PCB空间允许,容量可以选得更大一些。另外要注意AVVC端的退耦电容C9,如果使用贴片的钽电解电容,耐压很难做到很高,因此,在这里用1210封装的10μF瓷片电容代替。电路中其他元器件的选用可以参看实物图。

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