【未完待续】自制TPA3116 双BTL D类功放计划

追寻Hi-Fi的旅程

目前仅在论证，实践还未开工。

由于近期在宿舍中布设直流单20V低压集中供电系统，原先的TDA8920BJ功放因为需要双电源，就无法适用于集中供电，因此我计划制作一个单电源供电，功率足够大的D类功放，最终决定使用TPA3116芯片。但是这个芯片最大的问题就是需要平衡输入，而我目前的播放设备都是单端输出。在往常的TPA系列芯片中，例如我用过的TPA3110，手册中的电路图直接将反相输入通过一个电容接地，余下的同相输入端作为单端输入；但是TPA3116没有这个图示，只有一个平衡输入的电路图（如图1），因此我无法贸然做决定。同时，由于要求必须使用单电源，某些专用的平衡转单端芯片，例如DRV134等，就无法使用了。因此，我目前准备的方案是直接将两个增益完全相同的运放同相放大电路和反相放大电路的输入端并联在一起，其两个输出端就分别相当于转换成平衡信号的正负端。为了保证增益严格相同，反馈电阻和对地电阻实际上会采用多个同规格电阻串联或并联。如图2所示。但是这样做不稳定性也会增大，毕竟模拟电路制作不精良的话会有很大的噪声甚至自激。
如果TPA3116可以直接将反相端接地，则我本周将开始设计PCB布局，并尽快投产。如果不能，则我会先搞单端转平衡的电路。希望各位大佬可以提供参考意见。谢谢。

fysy

给个参考，看看有没有用：
增益配置

获得        R29(对地)        R28（至 GVDD）
20分贝        5,6K        打开
26分贝        20K        100K
32分贝        39K        100K
36分贝        47K        75K


特征
支持多种输出配置
2 × 100 W 到 21 V 的 4Ω PBTL 负载 (TPA3116D2)
宽电压范围：4.5V 至 26V
高效的 D 类操作
>90% 的功率效率与低空闲损耗相结合，大大减小了散热器尺寸
高级调制方案
多个开关频率
AM回避
主从同步
高达 1.2MHz 的开关频率
具有高 PSRR 的反馈功率级架构降低了 PSU 要求
可编程功率限制
差分和单端输入
单滤波器单声道配置的立体声和单声道模式
单电源减少元件数量
集成自保护电路，包括过压、欠压、过热、直流检测和带错误报告的短路
热增强封装
DAD（32 引脚 HTSSOP 焊盘向上）
DAP（32 针 HTSSOP 焊盘向下）
—40 °C 至 85 °C 环境温度范围
采用 TPA3116 的放大器方案

追寻Hi-Fi的旅程

fysy 发表于 2023-5-16 22:29
给个参考，看看有没有用：
增益配置

查了一下他的数据手册，这玩意其实是可以把反相端直接接地的，不过他建议在音频线的末端接地以减小噪声。所以我现在打算还是做成平衡输入，只要把那个线处理一下就行了。

全英文的数据手册，也没法翻译，读起来实在是让人头皮发麻，只能一点点啃，不过耐下性子来，大体上我还是能看懂的

fysy

追寻Hi-Fi的旅程 发表于 2023-5-16 23:21
查了一下他的数据手册，这玩意其实是可以把反相端直接接地的，不过他建议在音频线的末端接地以减小噪声。 ...

这个资料吗？给我邮箱，中文文件太大，无法上传。

chaosne

drv134可以单电源工作 gnd端要用tl431那样稳定的基准噪声会比较小

swsw4321

gxvhxv

3116声音不如8920，与其重做功放板，不如做电源

追寻Hi-Fi的旅程

目前初步绘制PCB加工图如图所示。板子正反面均尽可能铺地，信号地SGND和功率地PGND各自分离，只在板子中心相连。

347776338

3116输入部分就是全差分运放，支持差分和单端输入，再加单端转平衡就是画蛇添足了。

ss0009671

追寻Hi-Fi的旅程 发表于 2023-5-16 23:21
查了一下他的数据手册，这玩意其实是可以把反相端直接接地的，不过他建议在音频线的末端接地以减小噪声。 ...

看惯了就习惯了。
强烈建议少看带中文字幕的英语电影，不然突然再见英文就像看天书。

小张运放

楼主现在在哪里读书？很难见到一个年轻小伙子连续好多年读书一直没停过在这里发帖干功放。

小张运放

3116很多人都可以用于做单端输入的，放心去搞吧。能响肯定没问题。声音质量我们就不说了，D类在7Khz这个频段不容易做好

追寻Hi-Fi的旅程

小张运放 发表于 2023-5-17 23:48
楼主现在在哪里读书？很难见到一个年轻小伙子连续好多年读书一直没停过在这里发帖干功放。

现在在青岛上大学，大二了。其实我现在做音响设备也不那么多了，近一年来开始转变方向，回归到数字电路、电源设备这些实用性的东西了。

追寻Hi-Fi的旅程

小张运放 发表于 2023-5-17 23:50
3116很多人都可以用于做单端输入的，放心去搞吧。能响肯定没问题。声音质量我们就不说了，D类在7Khz这个频 ...

我对D类功放音质的话要求不高，毕竟我搞这个主要还是为了同等功率下占空间更小，紧凑，方便，放在宿舍里不会太占地方，音质够听，噪音小就可以了。模拟功放的话我家里还留有三套，一个是LF353+LM3875TF，一个是NE5532+LM3886，还有一个OPA2277+SK18752，因为需要变压器和大散热器，这些都比较沉重，就不太方便在宿舍这种地方用。

追寻Hi-Fi的旅程

目前进度：已试装完成，初步测试声音正常。工作频率400kHz，静态电流约为70mA。电感略有发热。

追寻Hi-Fi的旅程

散热器已装好，目前使用正常。噪音很小，贴近喇叭有能听见一点丝丝声，可能是电源引起的。

傲世飞鱼

用的单端是差分输入？

西牛牛

要玩就玩32系列的

chenjingrong

追寻Hi-Fi的旅程 发表于 2023-5-26 22:36
散热器已装好，目前使用正常。噪音很小，贴近喇叭有能听见一点丝丝声，可能是电源引起的。

真棒，小伙子加油

追寻Hi-Fi的旅程

chenjingrong 发表于 2023-5-27 22:23
真棒，小伙子加油

这些年学会做PCB了，也终于开始做D类了，感觉D类在体积紧凑，以及电源利用率方面确实有很大的优势，也不容易像线性功放那样出现各种奇葩的玄学问题（只要PCB布线合理的话）。很多单片双声道的D类功放芯片，引脚排列都是对称而且有规律的，PCB布局并不困难，做出来板子外观也整整齐齐的很漂亮。当然了，我做D类功放的这段时间学到的一个教训就是不能盲目的把两个单声道的芯片放在同一个板子上，否则他们的时钟不同步，就会互相干扰造成严重的啸叫（这就是为什么我后来放弃了TPA3110，但是TPA3116不需要担心这个问题，因为3116具有时钟同步信号输出，可以让两个芯片协调一致。与之类似，开关电源也是一样）。目前我主要在用的D类功放有三个，要音质的话就用TDA8920BJ（但体积最大，且需要双电源），要最小体积就用CS8676E（仅有一个绿箭口香糖盒子那么大），要高效率就用这个TPA3116。