corebear 发表于 2010-2-27 00:10

理论与实物相结合,畅淡电子分频,喜欢电分的进来交流下

本人是电子专业的,现读大三,参加过全国电子设计大赛,可惜只得广东省二等奖。所以对电子产品都有一定的兴趣,就在上两个月,发现这个论坛啊,就对迷上了这论坛了,而且对功放电路特别感兴趣,
所以做个电子分频让大家交流下,其实已经准备了差不多一个月了,
因为电子分频电路相对复杂,所以用的都是精度为1%0805贴片电阻,和一些贴片电容。电路板就会变细很多,又易画板。而且美观得多。先上成图。
由于学校里有台雕刻机是给我们用的,而且自己还有一个专用实验室,设备又齐全,所以做板各测试非常方便。
后级板
在天河塞格买的0805,1%精度的贴片电阻(1元才25个),有种是1W的功率贴片电阻。以及一些电容。
在解放路买的LM1875.应该是真的,不过那脚自己接长了。方便接散热器。
散热器是一个PII的CPU散热器
显波器,网个价格8千多,不过学校买的应该不止这个价格,因为买老师也是一个中介,他要赞外快。
一个普通的信号发生器,
电源,带有防短路功能的,用来测试功放很安全,电流一大就会自动跳。原本比赛的时候用的都是非常高端的数字电源各数字信号发生器的,不过还给学校了。

corebear 发表于 2010-2-27 00:43

图明天再加,一次上不了那么多

corebear 发表于 2010-2-27 09:12




这是前级电子分频的板,基本都是用贴片的,

前级,日后再加多电源滤波电容

corebear 发表于 2010-2-27 09:16

1.
   电子分频器(也叫有源滤波)用的是4个NE5532,后级为4个LM1875.其实这个电子分频是仿威惠MK3的电子分频电路,不过也作了一定的调整,MK3用的前级是TLO84,后级是TDA7294,因为用显波器实测TL084在高频时的相位失真比NE5532大得多,所以换了。电路也有不同,上图是功放的前级,用的是负反馈放大的,特点是失真小。滤波电路也是用反相输入的多重负反馈进行滤波,特点是失真极低,不过就比正相反馈滤波要多用一个元件,
不过在用同样的运放下,反相滤波比正相滤波失真度要低得多,正反馈滤波失真率都很低,但多重反馈失真率要比正反馈低十倍以上,这本书里有说的,书稍后上传。
2。
电子分频是先分频后再分别进行放大,所以一对2.0的功放就必须要4个功放管或功放芯片。所以成本也就更高。但其优点相对放大后分频也是比较明显的,
(个人意见,不同意的可不看下段)。因为后级分频多了电感(后称无源分频),而有点物理知识的都知道,电感对瞬态电流有很大的阻抗,所以瞬态响应要
比电子分频差,而且电感是无源滤波,所以相位失真也比电子分频大,输出效率也抵,比如功放输出功率为20W,经过电容电感无源滤波后,能直接到达喇叭
的功率,最多只有15W。而电子分频的20W功率是直接输出给喇叭的。
3.       
    电子分频的点调整也相对简单得多,只要更换下电容电阻就得了,不过缺点也很多,特别是对高音喇叭,因为功放输出信号是直接给高音喇叭的,所以当有大电流时,会可能烧喇叭,而且因为电子分频不但功放芯片要比平常多一倍,而且电子分频要用的滤波电容也非学多,所以成本也大大增加,如果没有好的电容,电子分频就免淡了。
4.       
    还有就是电子分频比无源分频难做得多,只要有小小做错都会产生自激,画板也相对困难。可能本人画板能力还不到位,只要加了前置电子分频,就会有微微电流声,从但是当没有加前级的时候,即使耳朵贴住喇叭,也不会听到什么声。



5.       
    下面就解析一下上电路图,D1是一个电位器,因为找不到相应封装,所以自画了一个原理与右图一样,是从玉林虫虫那里拆出秋了,不过图里用作平衡声道的2.2K应该改为15K以上。 因为如果电阻太小的话,就使调音量的大小声会突然变到很大声,达不多很好好的音量调节。其实是一个分压原理,这里不作过多解析。实践经验。
6.       
    之后经过一个电容,这电容最好用比较好的,2.0音响的话用2.2uf就足够了,经过一个一阶无源滤波衰减一些非声音的高频,(可以的话可以换成一个电感滤波),fo=1/(2*Pi*R*C),fo一般为200KHZ左右,(电容值为330P左右)太低的话对声音频率也就有衰减。

       
8.       
    然后经过反相放大,C2是一个一阶有源滤波,公式也是:fo=1/(2*Pi*R*C)。(电容值也为330P)左右,其中C1,C2用一些瓷片或贴片电容就可以了。放大倍一般为3到10倍之间,如果后级要是LM1875之类的功放,就选择放大3~4倍就可以了,放大倍数为Av=R3/(R2+R1)。要知道,运放的缺点是,当放大倍数越大,失真就会越严重,噪声也就会越严重。如果是比较大功率的的功放芯片,就选6倍左右。图中是放大2.75倍,因为后级是LM1875。还有就是应适当增大R1,R2,R3的电阻,以增大输入阻抗。只要比例不变就行了。(而R4只是一个差分电路,其实可以直接接地。)
9.       
   接着就是用一个电压跟随器作隔离,因为反相放大输出阻抗相对正相要大,而反相滤波输入阻抗也相对正相滤波要小,所以一个电压跟随是必要的。这里要特别提一件事,那就是每个运放输出与下一个运放输入必须有一个电阻作隔离,不然很容易自激。图中R6就是,阻值为1K到2K之间。

犹豫 发表于 2010-2-27 09:19

焊接水品不咋地,跳线也歪歪扭扭...

corebear 发表于 2010-2-27 09:23

焊接水品不咋地,跳线也歪歪扭扭...
犹豫 发表于 2010-2-27 09:19 http://bbs.hifidiy.net/images/common/back.gif
第一次用贴片,而且又第一次画电路板,问题肯定有的,不过以后会改进的。

corebear 发表于 2010-2-27 09:28

10.       
   之后就是分滤波了,电路图与网上一般的正相分频电路有所不同,
11.
此为高通       
   第一个是准三阶高通滤波器电路,滤波阶数越高,就会分得越“干净”,但是阶数越多就会要用越多的运放,成本也就越高。更重要的是,信号源经过越多的运放,失真和噪声就会越大。所以很多不要前级的功放,直接将信号源给LM1875或TDA2030之类后级直接放大,得到的声音会更纯,不过由于没有前级所以声音会显得无力。因此强烈不建议用更高阶的滤波。图中只要造当更改电阻电容就可以改变相应的分频点和Q值,还要注意,Q值是非常重要的,Q值越大,音频波动就会越大,Q值越小,音频相位失真也就越大。一般二阶有源滤波的Q值为0.7为好,而上述电路是一个准三阶电路,所以Q值应为1。其实有一个专用软件的,使用很简单。稍后再上传。                     
其实这个电路与前级的电压跟随是会产生自激的,电路板做出来后才知,折腾很久才发现,必须在C13前加一个电阻作隔离,但这里比较特别,C13前的电阻最好是50欧到100欧之间(我用的是47欧),因为这个电阻对高频有衰减作用,而且阻值大,衰很减严重,但不要它又不行。(R5也是一个差分电路,可以直接接地,而我用的基本全是贴片电阻,所以多了小了都没关系)R17与其实是与一个电位器连接的,功能与D1的R19一样,C4也是对运放的混入的高频噪声衰减,其实可以不要的。
12.       
      之后主是低通滤波器了。
如电路图。与高通的差不多,不作多说了。该电路的分频点是2K,高通/低通分别为2K。不过建议选择分频的时候应该把高低通隔开50HZ到100HZ。即例如如果分频点为2K的,
那么高通选2050HZ,低通先1950HZ。因为电路只是三阶滤波,这样会减小声端的重复播放(再提一句,运放与运放之间应有一个电阻作隔离,所以在输出到后级部分也应该加一个电阻。)
13.       
   供电是用LM7812与LM7912供电的,原理与网上的一样,没有伺服稳压,因为感觉是多余的,用显波器测过,一个鸟样。而且电路又复杂。至于为了尽量减小纹波,建议用7812与7912供电。因为市面上很多7915都非常容易产生自激的,给直流稳压,会产生一个200mv的纹波,即使加了电容也很大。本人实测的,一开始以为是芯片问题,可是一次买了5个7915都是这样(可怜要一蚊一个),但换了7912就不会(只有小数),(78系列的自激较小)。所以换用了正负12V供电。
至于后级就简单了,加大电容就OK了,电路都是用0805精度1%的贴片电阻。至于输出的主是用1欧1W的功率贴片电阻。

14.       
    电路加了喇叭保护电路,其实觉得都是没有必要的,只是第一次做功放所以会谨慎点,不过我觉得一些对自己画板有信心的友友,根本不须要考滤喇叭保护电路。浪费钱,又麻烦。后级放大的11倍,
输入信号峰峰值为1mV(实际小于1mV)输出左右声道分别为26.8mV与28.4mV,感觉差不多,只要稍调下电位器的那两个平衡电阻大小就可以了。

corebear 发表于 2010-2-27 09:47

基本就是这样了,之后再上一些图,大家有问题的可以提出交流啊,本人技术水平不咋地。
只是个学生,没什么钱,500元的奖学金都用光了,买不了贵的喇叭。参数不知道,加上本人对箱体的制作也不是很懂,就直接用大点点的密封相。







老实说,低频只能算是可以,不过人声与高音对于我的木耳来说是很不错了,

fengxi 发表于 2010-2-27 10:30

这么个尺寸的喇叭,低频只能算是有点,称不上可以

wulishi 发表于 2010-2-27 10:37

该电路的分频点是2K,高通/低通分别为2K。不过建议选择分频的时候应该把高低通隔开50HZ到100HZ。即例如如果分频点为2K的,
那么高通选2050HZ,低通先1950HZ。因为电路只是三阶滤波,这样会减小声端的重复播放(再提一句,运放与运放之间应有一个电阻作隔离,所以在输出到后级部分也应该加一个电阻。)

这段理论没看懂。

samjazz 发表于 2010-2-27 10:49

LM1875没有用绝缘螺丝垫片,危险!

corebear 发表于 2010-2-27 11:48

该电路的分频点是2K,高通/低通分别为2K。不过建议选择分频的时候应该把高低通隔开50HZ到100HZ。即例如如果分频点为2K的,
那么高通选2050HZ,低通先1950HZ。因为电路只是三阶滤波,这样会减小声端的重复播放(再提 ...
wulishi 发表于 2010-2-27 10:37 http://bbs.hifidiy.net/images/common/back.gif
其实就是不要将分频点设成一样的数值,高低通分频点差应该在50~100HZ之间,就是:高通分频点比低通分频大50~100HZ。比例低通分频点为2000KHZ,理论上超过2000KHZ的频率不能通过,但是在2000KHZ到2500HKZ的频率段衰减量仍然很小,所以低音喇叭还会有小量高音成分,高音喇叭同样也有低音成分,这样就会让有一小段频率同时出现在两个喇叭播放。

corebear 发表于 2010-2-27 11:50

11# samjazz


用万用表测过,绝缘的,因为中间螺丝加了绝缘胶,

corebear 发表于 2010-2-27 11:51

这么个尺寸的喇叭,低频只能算是有点,称不上可以
fengxi 发表于 2010-2-27 10:30 http://bbs.hifidiy.net/images/common/back.gif
那是5寸的喇叭,所以低频是差了,不过用来听下歌还是可以的

ss000967 发表于 2010-2-27 11:57

ss000967 发表于 2010-2-27 12:08

ss000967 发表于 2010-2-27 12:12

corebear 发表于 2010-2-27 12:26

详列计算公式或参考文献

貌似有原理上的错误或计算选型上的错误

因为你是学生 又有优良的条件
所以要求这样做

分频点的争论一直以来就有
ss000967 发表于 2010-2-27 11:57 http://bbs.hifidiy.net/images/common/back.gif

嗯嗯,有问题的可以直接提问,不过由于上传不了文件了,参考书是那本叫《测量电子电路设计—滤波篇》内面有很祥尽的介绍。
至于分式就不上了,不过有个软件叫:filter solutions,很好用的,只要输入相应的参数,就会有对应的电路图,与对应的电容电阻值,电路板是用AD画的。还有一个软件是multism,用来作仿真非学好用

andylee 发表于 2010-2-27 12:27

看到LZ认真的态度,我想起我大学时光,呵呵
支持一个!

corebear 发表于 2010-2-27 12:28


衰减大小是一回事
相位考虑没有?
最后听音的还是高低频复合听
不是分别用声压计测试声压后简单的相加
.............
ss000967 发表于 2010-2-27 12:12 http://bbs.hifidiy.net/images/common/back.gif
多谢支持,只是个人认为而已,还有很多不懂的地方。请具体指点下
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