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| 轉(zhuǎn)貼：某音響行家對功放IC的評論，內(nèi)容很長，不過值得收藏 |
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| 文章來源： 更新時間：2016/4/6 15:14:00 |
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我從別的網(wǎng)友那里得知你采用LM4766來制作30W功放機推你的全頻喇叭。
早在98年，美國NS公司剛推出LM4700系列功放IC之時，NS公司住香港的總代理（具體負責NS公司音響IC推廣的先生叫李永賢）就給過我?guī)卓町敃r新出的功放IC樣品試用，如LM3876、LM3886、LM4701等等。美國NS公司還根據(jù)我設(shè)計的電子三分頻音響系統(tǒng)需要專門制作過一片內(nèi)含4個功放的IC，特點是幾乎沒有外圍元件，帶靜音功能，在20V電壓下每個功放驅(qū)動4歐負載可以輸出10W額定功率。這片4功放IC樣品還在我手里，可以說是在同類輸出功率的IC中使用最方便的優(yōu)秀器件。當時柏力公司正給美國Packard bell公司生產(chǎn)帶重低音的多媒體3D有源音響，功放板放在顯示器里，工作環(huán)境不佳，一臺翻修就等于10臺白做，因而對功放IC的性能要求很高。由于生產(chǎn)數(shù)量大，美國NS公司為爭到器件訂單，下了點工夫在這款輸出功率為10W×2的雙功放IC上。起初他們連靜音功能都沒做好，后來根據(jù)我實際研究出來的改進電路修改好了IC內(nèi)部電路。在用過上百萬片之后確認不錯，才考慮將兩片合成為一體，制作出4功放IC。它原本是最適合做書架式電子三分頻音響的功放IC，可惜柏力公司很快垮掉，這款4功放IC也就沒批量推出過。
《電子制作》2000年第10期刊登過我寫的文章“正確應(yīng)用好功放IC”，專門介紹了從80年代初到90年代末的常用功放IC實際性能。這篇文章已經(jīng)是音響制作參考經(jīng)典，在網(wǎng)上被許多網(wǎng)站引用。我發(fā)給你的《怎樣成為電子設(shè)計制作高手》電子書中也收錄有該篇文章。LM4700系列功放IC原本是LM1875的改進型，增加了靜音控制功能，正式推出時才有LM4701、LM4766等型號，但反而沒有80年代出的LM1875性能好。原因就是NS公司在90年代改用另一種過熱過流檢測判斷方式，反而把后來推出的包括LM3876、LM3886和LM4700系列在內(nèi)的功放IC都沒有做好。詳細介紹參看“正確應(yīng)用好功放IC”一文。簡言之，LM4700系列功放IC是美國NS公司推出的功放IC中性能很差的器件，只適合驅(qū)動8歐喇叭，驅(qū)動4歐喇叭時低音輸出不正常，遠不如用LM3876和LM3886。注意，LM3876和LM3886千萬不要使用瓷片封裝方式，否則不如使用LM1875。好多人不知道，LM1876就是將兩片LM1875做在一起的雙功放，因散熱不如分開用兩片LM1875好，在內(nèi)部兩個功放同時滿負荷輸出時，每個功放實際輸出功率只能達到一半額定值。卻有人評說LM1876比LM1875性能好。還有人把我采用TDA2030A做電子三分頻高音單元功放作為依據(jù)，貶低LM1875的高音表現(xiàn)不如TDA2030A好。實際二者在高音表現(xiàn)上無區(qū)別，而LM1875的低音表現(xiàn)比TDA2030A好。乃是因為以前LM1875比TDA2030A的價格高得太多，我才在中音和高音單元功放選用TDA2030A。
老浦東如果在以前看過上述文章，就不會去玩美國NS公司推出的LM4700系列功放IC，應(yīng)該會采用SGS公司制造的TDA7294、TDA7295、TDA7296這3個同系列型號功放IC；美國NS公司制造的功放IC中大功率管都是三級管，而SGS公司制造的TDA7294、TDA7295、TDA7296功放IC中大功率管乃是場效應(yīng)管，耐熱性能優(yōu)良。LM4700系列功放IC在我手里是廢物，LM3876和LM3886在我手里也只是擺設(shè)，根本不考慮使用它們。當初NS公司的產(chǎn)品推廣人員和技術(shù)工程師在珠海請我吃飯，央求我在設(shè)計電路時使用LM3886，我說我并不希望自己的老板破產(chǎn)，大家各為其主，我只能選用TDA7294、TDA7295、TDA7296這3個功放IC�？偟膩碚f，SGS公司制造的功放IC質(zhì)量都不錯，在此行上明顯比NS公司更專業(yè)。
98年，柏力公司總經(jīng)理從上海買來一對售價為11000元的BOSE 363組合音箱來與我設(shè)計的電子三分頻有源音響系統(tǒng)進行試聽對比。BOSE 363采用高、中、低三個單元喇叭：高音單元為絲膜半透明球頂高音，表現(xiàn)水平絕不比丹麥的絲膜半透明球頂高音差，外觀也更漂亮；中音單元為錐盆結(jié)構(gòu)，制作也很漂亮；低音單元為6.5寸松壓盆泡沫邊喇叭，安裝在箱體內(nèi)部，從外面看不到低音喇叭；BOSE 363的箱體設(shè)計為低音炮方式，開口是長條矩形。特點是無論放什么音樂，只要有低音出現(xiàn)，總表現(xiàn)出“的士高”風味，80Hz很突出。老板讓工廠照著BOSE 363制作出完全相同的箱子，低音單元使用6.5寸摻羊毛盆泡沫邊喇叭，中音為我一直使用的最低檔鐵面殼紙盆球頂結(jié)構(gòu)（該款喇叭是上�！般y笛”的杰作，高音是你看到的普通絲膜球頂高音（也是上�！般y笛”的杰作）。我以前之所以喜歡用“銀笛”喇叭，就是它比其它品牌喇叭價格便宜。BOSE 363采用TDA7294制作的功放來推，輸出50W功率失真小于0.1%；自制音箱用我還是在92年設(shè)計的電子三分頻功放電路推動，低音功放為一只TDA1521接成BTL輸出方式只有24W；中音和高音功放各為一只TDA2030A接成OTL輸出方式，因銀笛鐵面殼紙盆球頂中音只有8歐規(guī)格，驅(qū)動功率只能達到6W；高、中、低三路總共只有36W。在使用同一臺CD機播放相曲子的情況下切換對比試聽，音量開到都沒有產(chǎn)生失真的相同響度。找了幾十人來聽，結(jié)果是大部分人分辯不出二者之間有差別，少數(shù)有經(jīng)驗的人在閉目仔細聆聽后，辨別出是電子三分頻有源音響比BOSE 363無源音箱聲音好。尤其是請柏力公司先前的董事長自己聽，在他感覺哪個更好時馬上檢查切換開關(guān)狀態(tài)，每次被判斷為好的都是電子三分頻有源音響，而他沒有檢查切換開關(guān)狀態(tài)時認定聲音好的肯定是BOSE 363音箱。這個對比試聽實驗終于使董事長完全心服，從而使他在一個月后的董事會
上被解除職務(wù)時沒有再與總經(jīng)理作爭論。后來，這對BOSE 363音箱改用100W以上功放驅(qū)動，播放的士高流行音樂，馬上就顯示出中音聲壓更高的優(yōu)勢。于是，又有人誤以為BOSE 363音箱沒有電子三分頻有源音響聲音好，是因為放大器功率不夠大的原因。對此，我已事先給老板作了說明解釋。99年，我制作出200W電子三分頻有源音響后，就再沒有誰說BOSE 363音箱沒有電子三分頻有源音響聲音好是因為放大器功率不夠大的原因了。當時也正因為總經(jīng)理的弟弟對BOSE 363音箱造型特別欣賞，采用6.5寸低音喇叭制作的電子三分頻有源音響是仿BOSE 363音箱結(jié)構(gòu)，成為低音沒有空氣動蕩感的士高風味。同時也做了倒相箱的電子三分頻有源音響，但改用了5寸喇叭。實踐證明，5寸喇叭做低音單元，無論如何也產(chǎn)生不出空氣動蕩感，而用5寸喇叭做書架音箱又顯得不夠小巧。相比之下，采用4寸喇叭做的書架式電子三分頻有源音箱是最受國內(nèi)外同行一致好評的款式。
為了澄清BOSE公司并非是做Hi-Fi的行家，99年,我們從惠威買了一對采用大口徑平膜喇叭和6.5寸低音單元組合的書架音箱（價格為2400元）來做聽音對比。仍采用TDA7294制作的50W功放來推，與采用5寸低音喇叭的電子三分頻有源音響進行對比，在聲場范圍上明顯是電子三分頻有源音響要好，播放交響樂，電子三分頻有源音響的整體分解能力遠比級后分頻的惠威音箱要強的多。但是在播放單獨演奏的樂器時，就是惠威音箱表現(xiàn)得更出色。尤其是播放鋼琴，平膜喇叭顯示出比球頂結(jié)構(gòu)喇叭明顯更好的優(yōu)勢，聲音清晰自然，而采用絲膜球頂高音播放鋼琴就明顯感覺虛而不實。平膜喇叭在播放弓弦提琴演奏的樂曲時也比絲膜球頂高音更清晰自然，而播放弓弦樂曲是絲膜球頂高音的強項。先前用BOSE 363音箱做對比時，無論播放什么音樂，都不如電子三分頻有源音響表現(xiàn)出色，原因就在于它的中音喇叭是錐盆結(jié)構(gòu)，高音喇叭也是同檔次的絲膜球頂結(jié)構(gòu)，不可能具有優(yōu)勢。在柏力公司負責做音箱的廠長湯先生也是一位資深的發(fā)燒友，香港人，他從珠海斯巴克買了一臺5000多元的小功率膽機（特點是松香味足但輸出功率僅十幾瓦）來推一對2000多元的兩分頻丹麥書架音箱，高音單元是絲膜球頂結(jié)構(gòu)。后來與采用5寸低音喇叭的電子三分頻有源音響進行對比，就干不過電子三分頻有源音響。這便是內(nèi)行人并不欣賞丹麥音箱的原因。平膜喇叭肯定比絲膜球頂高音喇叭表現(xiàn)好，但振動幅度受限，不能替代大口徑布膜球頂中音喇叭。
再來說你的全頻帶喇叭，當你使用僅能輸出30W的LM4766劣等IC來制作你的功放機時，已經(jīng)注定整個系統(tǒng)必定是低檔“發(fā)毛”音響。我在前面已經(jīng)告訴過全頻帶喇叭的特點是經(jīng)得起高音沖擊折騰。某些外行們認為，專業(yè)音響（通常指舞臺音響）在幾千元低價位才使用高音喇叭與低音喇叭進行組合，而在超過萬元的高價位上要使用全頻帶喇叭，因而全頻帶喇叭才是水平更高的東西。其實他們不知道，由于舞臺音響要求達到較高的聲壓級，為此需使用靈敏度為100db的喇叭，這等于減輕了對功放機的輸出功率要求。但喇叭輸出的聲壓級要靠振動盆推動空氣來產(chǎn)生，無論是多高靈敏度的喇叭，最大振動幅度都限制在結(jié)構(gòu)設(shè)計范圍內(nèi)。因此，如果高音要達到遠超出平常的聲壓要求，舞臺音響常常要達到120dB以上的響度，如果仍然使用專門的高音喇叭播放，就必須使用十到上百只高音喇叭來構(gòu)成音柱或音壁。用10只喇叭組合才能使輸出聲壓最多提高10dB，用100只喇叭進行組合才能使輸出聲壓最多提高20dB！Hi-Fi類高聲壓輸出系統(tǒng)就必須采用音柱來進行播放，制作成本很高�；萃�(jīng)做有使用十幾只中音單元和十幾只高音單元構(gòu)成的音柱，低音也采用多只喇叭構(gòu)成音柱，其價格當然就低不了。而且Hi-Fi類喇叭的靈敏度通常在90dB之內(nèi)，推動十幾只喇叭構(gòu)成的音柱，放大器的輸出功率也得提高到超過千瓦的輸出能力。所以，在聲壓要求較高的舞臺音響中，采用全頻帶喇叭完全是出于無可奈何的辦法，以犧牲音質(zhì)來換取輸出足夠高的聲壓。國外舞臺音響制造商當然不會告訴大眾，這是沒有更好解決辦法的權(quán)宜之計。事實上，在大聲壓輸出狀況下，全頻帶喇叭上的小紙盆根本就不能正常工作，也就是在低聲壓輸出狀況下蒙蒙測試儀器，得到一條高音似乎也能達到20kHz的曲線。
到此，老浦東應(yīng)該明白自己弄錯了設(shè)計思路。在網(wǎng)上看到有人買了你的功放后，反復(fù)寄給你修改了7次，看上去服務(wù)挺到家。然而請想一下，如果廠家制造的產(chǎn)品發(fā)生“招回”反修事情，不僅產(chǎn)品名氣要受到極大損害，經(jīng)濟損失也招架不住。柏力公司在99年第一次小批量生產(chǎn)200臺電子三分頻有源音箱時就發(fā)生過一個意外問題。我做樣機使用的一只大功率場效應(yīng)管（用于電源軟啟動和做電子濾波），正式生產(chǎn)時采購部沒買到同廠家的貨，換了另一廠家的同型號場效應(yīng)管，結(jié)果發(fā)生關(guān)機自激，產(chǎn)生怪叫哼聲。本應(yīng)該在組裝時馬上通知我給予解決，但廠里沒當回事，裝完算數(shù)。銷售部也沒當回事，直接發(fā)貨出去，然后才告訴給開發(fā)部。我知道后馬上將問題解決，要求廠里翻修后才可以發(fā)貨。但貨已發(fā)出，雖然不影響使用，但還是有過半數(shù)的用戶不能接受關(guān)機怪叫聲，只得招回返修。一來一去，光運費都比加工費高出十倍，等于一分錢都沒得賺。
你可能以為我在拆你的臺，事實上我在頭一次發(fā)貼給你時，并不知道你在做全頻帶喇叭。我的目的很明確，希望有志于振興中國音響業(yè)的人士攜手合作，有錢出錢，有技術(shù)出技術(shù)，共同把中國音響推向世界先進水平。在元件制造方面，中國落后于國外工業(yè)技術(shù)領(lǐng)先的國家，但在設(shè)計音響電路和鑒賞音響方面，中國人一點不比國外落后。這幾天多查看了一下與音響相關(guān)的網(wǎng)頁，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)已經(jīng)有企業(yè)開始推出電子三分頻有源音箱，日本人正在掀起玩電子四分頻、電子五分頻的音響。雅頓也推出了電子分頻“貓王”系列音響系統(tǒng)，但雅頓的做法是把AV多聲道系統(tǒng)利用來做高、中、低三個單元使用，屬于低級玩法。青島達菲音響已在推改造舊音箱的內(nèi)置電子三分頻功放，電路板照片看上去很嚇人。其實用我設(shè)計的50W通用型電子三分頻功放就足以滿足普通大眾的使用，而且造價不高。
現(xiàn)在已經(jīng)不是10幾年前的時侯，那時沒有IT網(wǎng)，就靠數(shù)量有限的幾家電子報和音響雜志做宣傳。成都《電子報》老主編王有春曾告訴我，他先前也反感“玄吹派”，但后來發(fā)現(xiàn)玄吹促使了音響業(yè)發(fā)展，愿意給“玄吹派”提供宣傳場所，反而不愿意登反對玄吹的文章。雖然我的許多篇與音響相關(guān)的技術(shù)文章曾在《電子報》上刊登，但基本上沒有刊登過我反對玄吹的文章。例如趙娜麗在《電子報》上玄吹達華的傻瓜功放如何了得，簡直就像紅樓夢里劉姥姥第一次進大觀園時的吃驚表現(xiàn)。我當時懷疑是中山達華出錢請趙娜麗做槍手，替他們做廣告玄吹，蒙初入行道的愛好者買質(zhì)量非常一般的傻瓜功放來用�！鞍l(fā)燒軒主”也在上海的《無線電與電視》雜志上玄吹傻瓜功放如何如何好。94年，我在珠海買過達華的傻瓜功放給人修功放機，發(fā)現(xiàn)很容易損壞，實際測試性能也不佳。打電話向達華廠咨詢，達華廠先推說是買到了冒牌貨，他們的產(chǎn)品有特別的防偽標志，我買的傻瓜功放上就有他們所說的防偽標志。達華說沒上過錫才可以退換！我事先又不知道達華的傻瓜功放是可靠性很差的貨色，當然也
就沒防著先弄過插排來連接。91年，《電子報》介紹了日本剛推出的AN7188雙功放IC，該器件更是糟糕，有位朋友買了四片給我試用，兩片剛通電就炸裂，另兩片也在正常工作很短時間后，重新開機時炸裂，幸好沒傷著人。最早出的TDA2030也很容易自激損壞，后來出的改進型TDA2030A才把性能做可靠。這些情況在當時反饋速度很慢，大眾沒有話語權(quán)，報刊雜志也怕刊登揭露消息與廠家扯皮，都只說好的情況。產(chǎn)品質(zhì)量不好也能混上很長一段時間。但現(xiàn)在不同了，人們可以通過IT網(wǎng)馬上把實際使用情況爆光。產(chǎn)品質(zhì)量不好，很難蒙混下去。以你推出的全頻帶喇叭加LM4766功放IC作驅(qū)動，再加上用PVC管制作的密宮箱，內(nèi)行一看就知道老浦東尚是門外漢。
關(guān)于用測試曲線蒙人，惠威算干的夠漂亮。實際上，同一批完全一樣的喇叭，聽不出有任何差別，但測量它們的聲壓頻率響應(yīng)曲線，會出現(xiàn)明顯的差異！而且只要調(diào)整測量咪頭的接受方向和位置距離，對同一個喇叭進行測量也會表現(xiàn)為差別很大的曲線。誰還不會把最好看的曲線拿來做宣傳？上海飛樂和銀笛，都是按照規(guī)定給喇叭標平均失真指標，一般在不大于5%之內(nèi)。而惠威是把270Hz左右的最低失真值標住成喇叭的失真指標，可小于0.2%，于是讓大眾以為惠威的低音喇叭比飛樂和銀笛的低音喇叭要高級的多。其實使用相同材料制造的喇叭都是相同的檔次。最有意思的是，惠威把看守倉庫的老頭拍照作為十分懂得欣賞音樂的行家宣傳，確實讓人感覺真有那么回事。如果把老浦東的形象拿來做宣傳，也能令人感到特別的聯(lián)想。在做廣告宣傳方面，惠威老總姚洪波是玩得很漂亮。不過現(xiàn)在因為有IT網(wǎng)，只要有人看到真相，馬上在網(wǎng)上公布，就起不到蒙人作用了。故此，現(xiàn)在已經(jīng)進入拼真才實力的時代，先得以公認的知識和器件把人說服，人們才會愿意去聽，然后才會把東西買走。東西好才有回頭客，才會有人自愿去做產(chǎn)品推薦。
可能老浦東還不太熟悉消費者保護法，如果消費者買到價格較貴的商品，反修超過2次就可以退貨。如果確認是劣質(zhì)產(chǎn)品，還要按銷售價格處罰一倍賠償給顧客。如果沒開發(fā)票，工商局先根據(jù)偷漏稅行為處罰商家，將收據(jù)換成發(fā)票，然后再按照消費者保護法受理處理。所以，千萬不要以為給顧客多次修改售出的商品是好事。除非賣的不是商品，而是專給人搞修理，修好為止。再退一步說，按照老浦東這樣的弄法，怎么可能應(yīng)付得了大量顧客？
所以，我十分希望老浦東別在蠻干下去。就全頻帶喇叭加LM4766作功放驅(qū)動的系統(tǒng)，我不可能感興趣聽。如果老浦東不想改變做法，大家就只是交個朋友。如果老浦東愿意改變做法，我把電子三分頻的成熟電路送給老浦東使用，盡快把市場打開，做出批量。我把上海做喇叭的好朋友也介紹給老浦東，大家好好合作闖出條道路出來。另外，我這里還有一點以前做的TDA7294專用PCB板可以送給老浦東去制作50W功放機。98年，TDA7294要28元/只，現(xiàn)在應(yīng)該已經(jīng)降價到10元之內(nèi)。美國NS公司號稱輸出50W的LM3876明顯比TDA7294差得太多，我還有點LM3876陶瓷封裝樣品，也可以送給老浦東。LM4701還有幾只樣品，也一起送給老浦東。我做的電子三分頻書架音箱采用用的是TA8200和TA8201做功放。不是我喜歡這款I(lǐng)C，而是柏力公司先前請的YAMAHA美國工程師在設(shè)計全頻帶喇叭有源音箱時，選用了日本出的TA8200系列功放IC，特點是性能穩(wěn)定，但外圍電路略顯復(fù)雜。美國工程師開發(fā)的3.5寸全頻帶喇叭有源音箱未能打開局面，我去柏力前就已經(jīng)停產(chǎn)，因而在工程部存有幾十片TA8200和TA8201。就器件來說，我現(xiàn)在對鋁帶高音喇叭感興趣，希望鋁帶高音喇叭降價到大眾容易接受的的200元之內(nèi)。老浦東如果有鋁帶高音喇叭，我愿意拿那對丹麥絲膜球頂高音同老浦東換一只鋁帶高音喇叭來研究。惠威那只軟球頂中音價格也挺高，但沒有上海朋友做的軟球頂中音喇叭好，我也可以用一對軟球頂中音喇叭再換一只鋁帶高音喇叭來配對用。丹麥絲膜球頂高音在我看來是普通喇叭，上海朋友做的軟球頂中音喇叭才是好東西，市面上買不到，僅有兩對樣品。
我暫時還不想來中山，中山在93年就有一個挺大的嘉華電器城做中低檔音響。愛浪從佛山搬到中山后，中山音響的名氣才比以前大，但他們不是做Hi-Fi的行家。這樣，我把可以供老浦東使用的PCB板和IC先寄給你研究。東西已經(jīng)在18號寄出，PCB板是TDA7294、TDA7295、TDA7296專用單路功放板，請老浦東自己去買這三種型號中任一款來用。LM4701和LM3886各寄了4片給老浦東，僅供研究，不推薦用到產(chǎn)品上。因LM4701和LM3886屬于效果不佳器件，以前做的PCB板早就當垃圾扔掉。TDA7294的PCB板就一直留著，但IC就沒得多余。其他發(fā)燒友如果想用TDA7294制作功放機，我還有幾片雙路輸出的PCB板可以贈送，但郵寄費與購買包裝盒子的費用得自己出。如果用快遞寄來，請自己打聽好快遞費。需要者請先發(fā)電子郵件給我，本人在電子制作行業(yè)早就是DX級的知名人士，不會為20來元郵費錢騙人。普通功放板對我沒有使用價值，可以送給用得著的人。而以前做的電子分頻功放板當
時就全都被朋友們瓜分光，想要就得重新請電路板廠去制作。問題是電路板廠在7年前出的菲林和制作的絲網(wǎng)早就不再存在，一般只保留一年時間。重做要出制版費150元，做板數(shù)量少了不合算。除非有批量，否則我不會去做板。
這是早已經(jīng)刊登過的參考經(jīng)典,原文正確使用好功放IC
80年代以前，輸出功率僅幾瓦的聲頻功率放大器都要采用分立元件來制作。進入80年代后，國內(nèi)開始研制生產(chǎn)出一些小功率的功放IC，但由于這些功放IC的性能指標不佳，尤其是可靠性比較差，很快就被國外生產(chǎn)的功放IC所取代。日本生產(chǎn)的HA1392、TA7240曾經(jīng)是80年代用得非常普遍的功放IC。HA1392與TA7240的輸出功率都只有4W ~ 6W。HA1392的工作頻率上限較低，電源極性接反就即刻損壞。TA7240的外圍電路設(shè)計難度較大，靜音控制易受外界干擾而產(chǎn)生誤動作。意法SGS公司在80年代初開發(fā)生產(chǎn)的TDA2030A算是比較好的一款功放IC，它的輸出功率能夠達到12W以上。盡管SGS公司在TDA2030A基礎(chǔ)上又研制出TDA2040、TDA2050功放IC，使輸出功率能夠達到24W，但由于它們的電源適用范圍只有±22V，如果使用未經(jīng)穩(wěn)壓的整流濾波直流電供電，它們實際上都只能給4Ω負載輸出12W功率。美國NS公司在80年代開發(fā)生產(chǎn)的LM1875功放IC，比SGS公司生產(chǎn)的TDA2030A功放IC輸出功率高出一倍，原因就在于它的電源適用范圍可以達到±30V。如果使用穩(wěn)壓直流電供電，TDA2030A與LM1875實際上都能在±18V供電條件下給4Ω負載輸出24W正弦波有效功率。而且提高供電電壓，除了使LM1875在更低的輸出功率下發(fā)生功耗過載保護動作外，并不能增大輸出功率。作為早期開發(fā)的功放器件，TDA2030A與LM1875都沒有靜音控制功能，對電源紋波的抑制能力也不夠強。荷蘭菲利普公司在意法SGS公司推出TDA2030A之后不久，也開發(fā)生產(chǎn)出一款性能指標類同的TDA1521Q雙功放IC。該款功放IC的電源適用范圍也是±22V，能夠同時給兩個4Ω負載分別輸出12W功率。由于TDA1521Q已把決定放大倍率的負反饋電路做在IC內(nèi)部，使用上相對比較簡便。此后，菏蘭菲利普公司又推出一款型號為TDA1514A的高性能功放IC，產(chǎn)品介紹資料上稱它能夠輸出40W的功率。但是，實際的使用實驗證明：在使用穩(wěn)壓直流電源供電的情況下，TDA1514A能夠可靠工作的電源電壓只到±18V，給4Ω負載輸出的正弦波有效功率為24W。如果將電源電壓提高到±20V以上電壓，TDA1514A將出現(xiàn)過載保護動作，而且所進行的過載保護動作表現(xiàn)為半波截止輸出。這樣，人們只能把TDA1514A的工作電壓設(shè)計為與LM1875相同的工作電壓。
在90年代以前，電子器件生產(chǎn)廠商提供的功放IC輸出功率實際都在30W以下。在經(jīng)過10多年的努力后，美國NS公司和意法SGS公司都在90年代期間相繼開發(fā)生產(chǎn)出多款輸出功率超過30W的功放IC芯片。其中，LM3876、LM3886是美國NS公司的代表作，TDA7294、TDA7295、TDA7296是意法SGS公司的代表作。這些功放IC芯片都具有很小的安裝體積和多項安全保護功能，使用上很可靠。但同時也正因為功放IC芯片需要有很可靠的過熱、過流、過壓、過功耗等多項安全保護功能，生產(chǎn)廠家在設(shè)計IC芯片的內(nèi)部保護電路時，可能會因為所采取的檢測方式過于敏感或欠成熟，出現(xiàn)一些不夠良好的問題。生產(chǎn)廠家沒有在其產(chǎn)品介紹說明中將這些缺陷寫出來，固然有可能是不希望自己的產(chǎn)品銷售受到影響，但更多的原因是他們自己也未必發(fā)現(xiàn)了這些缺陷，而需要用戶在使用過程中將發(fā)現(xiàn)的問題反饋給生產(chǎn)廠家，他們再去改進開發(fā)新的器件。譬如，美國NS公司的音響工程師曾給我推薦使用他們生
產(chǎn)的功放IC，其中有一款型號為LM4701（樣品型號為LM4700），該款功放IC據(jù)說是替代LM1875的器件，它具有靜音控制功能，輸出功率比LM1875高。但實際的使用證明：LM4701在推動4Ω負載時能夠正常工作，不出現(xiàn)誤保護動作的電源電壓不可以超過±20V，最大輸出功率只有20W。如果電源電壓超過±20V，譬如為±22V時，輸出功率不但不會增大，100Hz以下低聲頻段能夠正常輸出的功率會降低到只有10W。雖然在±26V穩(wěn)壓電源供電下，LM4701可以給8Ω負載輸出25W功率，但因其電源實用范圍只有±32V，在使用非穩(wěn)壓直流電源供電情況下，LM4701可以給8Ω負載輸出的功率還達不到20W。又譬如，意法SGS公司生產(chǎn)的TDA7264雙功放IC，產(chǎn)品介紹資料中標明它的最高工作電壓為±25V，最大輸出電流為4A，比TDA2030A的性能指標（最高工作電壓為±22V，最大輸出電流為3.5A）要高。但實際的使用證明：TDA7264在推動4Ω負載時，能夠可靠工作，不出現(xiàn)誤保護作的電源電壓不可以超過±15V，相應(yīng)的輸出功率只有2×12W。此外，TDA7264工作時器件上的發(fā)熱溫度（測試點放在IC金屬片上）應(yīng)保持在70℃以下。否則， TDA7264的內(nèi)部過熱保護電路會因為IC在較高的發(fā)熱溫度下工作產(chǎn)生累積效應(yīng)，在連續(xù)工作30分鐘后出現(xiàn)“軟保護”而使其能夠輸出的功率降低到正常值的1/4以下。本來，理想的過熱保護功能應(yīng)該是在功放IC的發(fā)熱溫度達到最高允許值時關(guān)斷輸出，待其溫度冷卻至比最高允許值低若干度時重新恢復(fù)輸出。TDA7264工作之后，發(fā)熱溫度在短時間內(nèi)達到110℃也沒有出現(xiàn)過熱保護，工作情況良好，人們會因此誤認為TDA7264具有很好的溫度特性而降低對它的散熱要求。美國NS公司在80年代生產(chǎn)的LM1875功放IC雖然沒有靜音功能，但其內(nèi)部設(shè)計的過熱保護功能已接近理想要求，因此直到如今還繼續(xù)被音響生產(chǎn)廠大量選用。但是美國NS公司在90年代生產(chǎn)的LM3875、LM3886大功率功放IC，在過熱保護功能方面的表現(xiàn)卻很令人失望！尤其是采用陶瓷絕緣封裝的功放IC，因其導(dǎo)熱狀況不佳，LM3875在推動4Ω負載時，連10W以上的正弦波額定功率都不能連續(xù)輸出。就是改成8Ω負載，陶瓷絕緣封裝的LM3875能夠正常輸出30W正弦波額定功率的時間也僅能維持幾秒鐘就開始出現(xiàn)雜波。同樣，陶瓷絕緣封裝的LM3876，在推動4Ω負載時能夠正常輸出40W正弦波額定功率的時間也只能維持幾秒鐘就開始出現(xiàn)雜波。必須使用金屬片導(dǎo)熱的封裝器件，并保持功放IC金屬片上的發(fā)熱溫度不超過85℃，LM3875（或LM3876）、LM3886才能分別給4Ω負載正常的長期輸出30W與50W正弦波額定功率。因此，人們在使用LM3875、LM3886等功放IC器件時，一定要給它們配上足夠大的散熱器。同時，用于給功放IC金屬片絕緣的導(dǎo)熱片厚度應(yīng)盡可能薄，不要超過0.3mm，這樣才能確保功放IC與散熱器之間的溫差只有幾度。
意法SGS公司在80年代生產(chǎn)的TDA2030A功放IC，在過熱保護方面的表現(xiàn)比美國NS公司生產(chǎn)的LM1875略差，它的特點就是當功放IC金屬片上的發(fā)熱溫度超過105℃時輸出信號波形上將出現(xiàn)雜波。而LM1875功放IC在發(fā)熱溫度低于最高允許值時，輸出信號波形始終保持正常。只有當IC金屬片上的發(fā)熱溫度達到115℃后，LM1875功放IC才關(guān)斷輸出。TDA2030A功放IC金屬片上的發(fā)熱溫度也是要達到115℃后才關(guān)斷輸出，所以它有一個不穩(wěn)定工作的溫度段，好在這個溫度段已經(jīng)是很高的溫度，對使用沒有明顯的影響。令人感到欣慰的是，意法SGS公司在90年代推出的TDA7296、TDA7295、TDA7294幾款實際輸出功率都能達到50W的功放IC，在過熱保護方面的表現(xiàn)已經(jīng)做得非常良好。它們在功放IC的發(fā)熱溫度低于最高允許值時，輸出信號波形都始終保持正常良好。必須在功放IC金屬片上的發(fā)熱溫度達到115℃之后，它們才關(guān)斷輸出。相對于其它大功率放大IC來說，意法SGS公司生產(chǎn)的TDA7296、TDA7295、TDA7294確實是其中的佼佼者。圖①、圖②是采用TDA7294功放IC設(shè)計的單、雙聲道50W通用功率放大電路，其中的MUTE輸入控制端懸空時功放IC關(guān)斷輸出。將MUTE輸入端與中點地連通后，功放IC進入工作。人們可以在MUTE輸入端到中點地之間接入一只開關(guān)來控制功率放大器處于工作或靜音狀態(tài)中。具體使用時，完全可以直接用TDA7296、TDA7295代換TDA7294。圖③～圖⑥分別是對應(yīng)的單聲道與立體聲雙聲道50W通用功率放大電路的印刷電路圖和PCB排板銅箔圖，可供人們參照仿制。經(jīng)實際測試：這兩個功率放大器本身的靜態(tài)輸出背景噪聲電壓不大于0.25mV，在4Ω負載上輸出1W功率時的信噪比已大于78dB，因此在4Ω負載上滿功率輸出50W功率時的信噪比將高達95dB。有了性能良好大功放IC，人們自己制作高水平的Hi－Fi音響系統(tǒng)和自己制作高水平的多聲道家庭影院音響系統(tǒng)，就不再成為困難之事。
（圖①～圖⑥位置） 程穩(wěn)平2000年1月17日
這篇也早發(fā)表在電子制作上了自制高品質(zhì)紅外遙控音量調(diào)節(jié)器程穩(wěn)平《電子制作》在2000年第7、8兩期連續(xù)刊登了我設(shè)計的“200W電子三分頻高品質(zhì)有源音響”后，許多愛好者來信詢問為什么沒有給它設(shè)計音量調(diào)節(jié)電路。其實，我在推出200W、50W、18W系列電子三分頻高品質(zhì)有源音響之時，已經(jīng)設(shè)計了可供它們通用的音量調(diào)節(jié)電路。我之所以沒有馬上將其介紹給大家，原因是需要進行反復(fù)地仔細研究后，才可以把最佳的作品提供給愛好者去仿做。
對音響電路有過研究的人，大都知道TA8184、LM1036、TDA1524這些專用于音量控制的直流音調(diào)IC。其中，TA8184的性能指標最好。LM1036的音質(zhì)也不錯，但它的左右聲道平衡不夠好、相差可能超過2db。LM4016 是LM1036的升級品，增加了3D環(huán)繞聲處理功能。TDA1524的音質(zhì)不佳，聽感上明顯單薄，人們一般不選用它。由于這些直流音調(diào)IC帶有高低音調(diào)節(jié)功能，它們的輸出信號峰峰值雖然可以達到8V，但輸入信號的峰峰值最大只允許達到3V。然而從CD機輸出的音頻信號，除小型攜帶機外，一般都可以輸出超過6V峰峰值的音頻信號�，F(xiàn)代錄制的CD音樂節(jié)目都頻繁出現(xiàn)超過4V峰峰值的音頻信號，當把CD機輸出的音頻信號直接輸入這些直流音調(diào)IC中時，幅度稍大的信號就要出現(xiàn)削波。為了防止信號削波，必須先將信號源輸出的音頻信號衰減10db才能輸入到直流音調(diào)IC中，然后再對直流音調(diào)IC輸出的信號進行相應(yīng)的放大，結(jié)果是使整機信噪比下降了10db。以TA8184和LM1036來說，它們自身的信噪比在電路設(shè)計達到最佳時也只有80db，在經(jīng)過上述先衰減再放大的處理后，整機的信噪比最多只能達到70db。這樣的性能指標，顯然達不到高品質(zhì)音響系統(tǒng)的要求。就是對音質(zhì)要求較低的多媒體音響系統(tǒng)，由于經(jīng)常播放幅度大的低音信號，如果不采取先衰減再放大的處理方式，也不宜使用這些曾在上個世紀80年代風光過的直流音調(diào)IC了。
在高品質(zhì)音響系統(tǒng)中，音量調(diào)節(jié)是很重要的環(huán)節(jié)。當音頻放大器的信噪比已經(jīng)做到90db以上時，音量調(diào)節(jié)器的信噪比如果不夠高，整體的播放效果就會受到明顯損害。普通電位器由于電阻膜片的空間面積比較大，很容易產(chǎn)生外部感應(yīng)噪聲。當把電位器旋到兩端時，電位器產(chǎn)生的感應(yīng)噪聲較小。當把電位器旋到中間常用位置上時，電位器產(chǎn)生的感應(yīng)噪聲最大。實驗證明，使用普通電位器做音量調(diào)節(jié)，在把電位器全部屏蔽起來，直接把信號源輸出的音頻信號加到電位器上時，整機的信噪比僅能夠達到60db左右。要想降低電位器產(chǎn)生的外部感應(yīng)噪聲，只能使用低噪聲放大電路將信號源輸出的音頻信號先放大10倍后，再將它加到電位器上。這樣做的難點是前置低噪聲放大電路需要使用較高的工作電壓，必須超過±40V，才能在不發(fā)生信號被削波的情況下提高整機信噪比。由于加在電位器上的音頻信號幅度被放大了10倍，在電位器上產(chǎn)生的熱損耗也將增大100倍，因此不能再使用普通碳膜電位器，必須改用由若干個金屬膜電阻串聯(lián)構(gòu)成的有級非連續(xù)調(diào)節(jié)的特制電位器來調(diào)節(jié)音量。這種特制電位器產(chǎn)生的熱噪聲比普通碳膜電位器產(chǎn)生的熱噪聲要低得多，價格也要貴得很多。許多高品質(zhì)音響系統(tǒng)常采用這種方式來調(diào)節(jié)音量，但既便如此，整機的信噪比也僅能夠達到85db左右，很少能夠超過90db。所幸的是，在上個世紀90年代后期，國外已經(jīng)有多家電子公司生產(chǎn)出新一代的音量調(diào)節(jié)專用IC。其特點是將一系列微型電阻串聯(lián)集成在IC內(nèi)部，通過集成在IC內(nèi)部的數(shù)字電路控制電子開關(guān)實現(xiàn)觸點切換。由于集成在IC內(nèi)部的微型電阻體積非常小，幾乎不會產(chǎn)生外部感應(yīng)噪聲，這些音量調(diào)節(jié)專用IC的信噪比都能達到90db以上，非線性失真不大于0.01%，輸入、輸出信號的峰峰值都允許達到電源電壓值。以典型的音量調(diào)節(jié)專用IC芯片TC9235或SC9153來說，工作電壓取為單9V或雙±5V時，輸入、輸出信號的最大峰峰值可達到9.3V或10.3V，信噪比可達到100db，它們顯然是性能良好的音量調(diào)節(jié)器件。
有了性能良好的新一代音量調(diào)節(jié)專用IC，人們只要按照生產(chǎn)廠商提供的應(yīng)用電路進行設(shè)計排板，就可以制作出適合高品質(zhì)音響系統(tǒng)使用的音量調(diào)節(jié)器了。但是，要把它制作成一個完善的音量調(diào)節(jié)器，人們還需要把紅外遙控電路和音源切換電路也增加上去。圖①所示電路即是我采用SC9153音量調(diào)節(jié)專用IC設(shè)計的具有2路音源切換選擇，可進行手動調(diào)節(jié)和紅外遙控的通用型音量調(diào)節(jié)器。我之所以選用SC9153來調(diào)節(jié)音量，是考慮到開機通電時的初始狀態(tài)應(yīng)該是一個合適的小音量狀況。TC9235在開機通電時是處于最大衰減（－78db）狀態(tài)下，只要關(guān)機重新打開電源，就必須給它調(diào)節(jié)很多步（2db/步），才能使輸出音量達到先前的使用狀況。SC9153的調(diào)節(jié)范圍為0 ～－66db，它在開機通電時并不是處于最大衰減狀態(tài)下，而是處于比較合適的小音量狀況。為了彌補有級調(diào)節(jié)的缺陷，我在SC9153芯片的第4、第13腳與中點電平之間分別串入了1K阻值的雙連電位器RW1，通過它可以將經(jīng)過SC9153衰減輸出的音量在大約3db的小范圍內(nèi)進行連續(xù)調(diào)節(jié)，從而使之更加符合各人喜好。在該電路圖中，采用了人們熟悉的紅外發(fā)射芯片SC9148和與之配對的紅外接受芯片SC9149來實現(xiàn)遙控操作。另外，還使用了一片4二與非門(74LS132)和一片6反相器(74LS06)來實現(xiàn)手動按鍵和紅外遙控與SC9153之間的連動控制要求。此部分屬于經(jīng)典附加電路，人們只要按照電路圖中給出的參數(shù)選用元件，無須做任何調(diào)整就能正常工作。特別需要說明的是，該電路圖中使用了一只性能指標不是很優(yōu)秀的模擬開關(guān)芯片CD4051來切換信號源。從參數(shù)上看，模擬開關(guān)芯片的非線性失真可以達到0.2%，通道之間的隔離度也只有40db，這確實不是很好的性能指標。但由于模擬開關(guān)芯片具有高達100db的信噪比和很寬的通頻帶，同時輸入、輸出信號的電壓峰峰值都允許達到電源電壓值，而不大于0.2%的非線性失真已經(jīng)小于人體聽感上的分別能力，左右聲道之間的隔離度只要達到30db就可以將它們分辨出來，因此用它來做音源切換完全能夠獲得良好的實聽效果。當然，在使用之時必須把不用到的信號源關(guān)閉，以防止出現(xiàn)信號源串音。
圖②、圖③分別是該音量調(diào)節(jié)器的主、付印刷電路圖。圖②主印刷電路板必須裝在金屬屏蔽盒之中，金屬屏蔽盒與印刷電路圖的信號地須保持連通。圖③付印刷電路板安裝在金屬屏蔽盒外面前面板上，它與主印刷電路板之間用兩條6排線和一條3排線進行連接。由于印刷電路的排板是否合理對最終的工作狀況將產(chǎn)生極大影響，為了取得最佳的效果，高鵬程先生專門對它進行了兩次排板，并制作出實物樣機驗證各項指標都達到了設(shè)計要求。圖④與圖⑤分別是紅外遙控部分的原理圖和印刷電路圖，原理圖是IC生產(chǎn)廠家提供的標準應(yīng)用電路，印刷電路圖則是根據(jù)市面上買到的現(xiàn)成塑殼設(shè)計而成，人們可以根據(jù)自己實際找到的紅外遙控器塑殼另外排出印刷電路圖。圖⑥、圖⑦、圖⑧是供愛好者直接仿制的PCB銅箔圖，想自己仿制的音響愛好者，請根據(jù)自己的需要設(shè)計出音量調(diào)節(jié)器的外殼結(jié)構(gòu)圖。 |
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