G3101是使用
国半
的
LM386
做的音频放大器。
LM386具有200倍电压放大能力,6v供电时能在8ohm负载上提供250mW的输出,足够驱动扬声器发出响亮的声音。
LM386放大器几乎是每个模拟电路爱好者做的第一个电路,也往往是业余电台爱好者做每一个收发信机时开始的部分。
尽管LM386已经相当老了,尽管对LM386有很多批评性的意见,比如THD不够好,比如功率不够大,比如静噪控制不方便, 但是LM386仍然具有顽强的生命力:价格便宜量又足,大家都用它。 其它可选的型号也都有各自的问题:大多数新的芯片都是低压(3.3-5v)供电,在12v供电的收发信机中反而不方便; 大多数新的芯片采用BTL输出,输出的两个引脚都不能接地,而收发信机需要接地的金属外壳,这使得音频输出插座不好安排; 还有一些时代介于LM386和TI的新芯片之间的,如TDA2822,则往往是双声道的,要不浪费一个声道,要不接成BTL,一样有接地的麻烦; 还有一些大功率的芯片,则往往外围电路复杂。 结果,尽管LM386最老,仍然是大众的首选。
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G3101就是最基本和经典的LM386应用电路,电路太简单了,我们可以直接看着PCB的照片来解释:
12v电源从J5进来,插座的左边是电源正极。R1和D1构成了电源指示。C7和C1是电源上的去耦电容。
输入部分有点复杂,J1输入的信号经过C2给电位器R2,R2分压后的信号经过R4和C6构成的基本低通回路进入LM386的正输入端,低通的转折频率设计为3kHz。 LM386的负输入端则接到了J4的上端,J4的另一端接地。如果把G3101用做单端输入的电路,那么J4那里插一个短路帽就可以了。 而如果想要把LM386接成共轭输入方式的,则可以不接C6、R4和R2,在C2和C6之间短接就可以了。 J4标着MUTE,是因为如果把J4,也就是LM386的负输入端接到电源上,则可以使LM386噤声,实现静噪。 LM386的输出经过R3、C4和C5构成的回路接到耳机插座和J3上。 C3用来控制LM386的增益:不接C3时的增益是20倍,接上则有200倍增益。C8是LM386内部的去耦电容。 PCB右下方的GND,是用来插入一条折起来的引脚,构成一个环。可以用来插万用表表笔的地笔,或夹示波器探头的地鳄鱼夹。
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我们对G3101做了简单的频率响应测试,大致的曲线如下图,其结果基本满足我们的设计。
图中横轴是频率,单位为百Hz。纵轴是输出电压值。
测试时,电源电压为12v,输入信号为10mV,R2位于30%左右的位置,负载为8ohm扬声器。
如果不需要对3kHz以上频率的衰减,可以把C6去掉。 另外,对G3101的测试还表明,输入信号不应超过15mV。 在12V供电时,当输入15mV信号时,输出达到1W,消耗电流150mA,芯片已经开始发热了。 输入超过15mV时,电流和发热都迅速增加,THD升至5%以上。 |
编号 | 元件 | 封装及元件标注 |
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U1 | LM386 | SO-8 |
R1, R4 | 4.7k | 0603 472 (PCB上误标为473) |
R2 | 10k | |
R3 | 10ohm | 0603 100 |
C1, C5 | 47µF/16v | B型 476C (PCB上误标为107) |
C2 | 1µF | 0603 |
C3 | 10µF/10v | B型 106A |
C4, C8 | 0.1µF | 0603 |
C6, C7 | 0.01µF | 0603 |
D1 | LED | 0805 |
J1, J3, J4, J5 | 2脚插座 | XH-2P |
J2 | 立体声耳机插座 |
套件的内容: