关于运放倒相TDA1521单电源BTL功放板的验证和尝试

追寻Hi-Fi的旅程 · 发表于 2024-5-21 21:07

翻箱子的时候发现手里还剩下两颗不知道什么时候收来的TDA1521，打算利用一下。为了增大功率，决定使用BTL电路；但是为了提高灵活性，还需要单电源，而官方手册上并没有提及TDA1521在单电源下BTL的应用方法。论坛内有大佬提到过通过改虚拟接地的方式来实现，这个办法虽然我曾经在很多年前成功在TDA2616上复现，但我这次并不打算这样做。想起来前段时间我还在准备给TPA3255用的单端转差分电路，就灵光一闪，如果把这玩意放在TDA1521前面当前级，同相、反相输出端分别接到TDA1521两个声道的输入端，然后把喇叭接在两个声道输出端之间，那不就是恰好等效于BTL了吗。说干就干，直接把上一期帖子的电路图原样照搬过来，把他于TDA1521连接在一起，这样整体电路就做好了，如下图所示。

由于单端转差分之后，相当于线间电压翻倍，等效增益也会翻倍，而我为了保证输出信号在音量旋钮从最小到最大的情况下都不会削顶，决定一反常态，降低增益，在TDA1521的两个反相端和虚拟地之间都额外串联了一个9.1kΩ的电阻，这样前后级单侧增益都是约为2倍。假设播放机最高可以输出正负1V（2Vpp）的信号，当负载是阻值为8Ω的纯电阻，供电电压为单20V时，整机耗电功率约为20W（RMS），输出同、反相端信号波形峰值点的净差约为14Vpp（但这个时候已经略微有削顶了）；若负载换成4Ω的纯电阻，则波形严重削顶，整机耗电功率达到了24W（RMS）。再进一步提高增益的话，芯片可能会烧坏，所以目前暂且这么固定下来，不在提高了。但是考虑到不一定所有的播放机都能输出2Vpp的信号，为了让功率达标，实际制作的时候，前级将会多预留一个电阻的焊盘，这样如果发现我的播放设备输出信号低，就可以随时多并联一个电阻，以提高前级的增益。（至于为什么不提高后级增益，是因为根据上次制作话筒放大器的经验，倍数前高后低有利于降低噪音）
屏幕截图 2024-05-21 205938.png

Multisim中没有TDA1521器件，这里我用LM1875替代，进行一下仿真，效果如图。不知各位大佬有何意见。谢谢。

swsw4321 · 发表于 2024-5-21 23:07

不用运放更简单，就是不理想

追寻Hi-Fi的旅程 · 发表于 2024-5-21 23:19

swsw4321 发表于 2024-5-21 23:07
不用运放更简单，就是不理想

确实是简单，我多年前就尝试过在TDA2616上复原这种方案，试过两次，第一次成功（应该是我在2018年发的帖子），但第二次就失败，所以我怀疑这种办法是不是不稳定，就不打算继续用了。

以及，这个项目也有验证这套运放倒相电路能不能起效的目的，毕竟一两个月之后，这一套前级就要原样移植到TPA3255上面，但是TPA3255太贵，我现在还不想开工，就先用这个TDA1521验证一下可行性。

zxhdoop · 发表于 2024-5-22 01:00

本帖最后由 zxhdoop 于 2024-5-22 01:05 编辑

一个正向一个反相组成的差分不是很理想，我是用两个放大器都反相的串联，用压摆率高点的。看到有商用机器这样用的，我自己用和测试都没问题。

xjwwrly · 发表于 2024-5-22 02:35

我是用调音台上的 067合金牛作倒相。

追寻Hi-Fi的旅程 · 发表于 2024-5-22 12:43

zxhdoop 发表于 2024-5-22 01:00
一个正向一个反相组成的差分不是很理想，我是用两个放大器都反相的串联，用压摆率高点的。看到有商用机器这 ...

已经改好了，效果可以，准备近期开工。
屏幕截图 2024-05-22 123619.png

swsw4321 · 发表于 2024-5-22 12:51

全分立平衡输出，声音理想，调试要仪器

zxhdoop · 发表于 2024-5-22 13:37

追寻Hi-Fi的旅程发表于 2024-5-22 12:43
已经改好了，效果可以，准备近期开工。

在C2电容前加个单刀双掷的开关就可以兼顾单端和平衡输入了，那4个电阻要阻值一样。

追寻Hi-Fi的旅程 · 发表于 2024-5-22 14:22

zxhdoop 发表于 2024-5-22 13:37
在C2电容前加个单刀双掷的开关就可以兼顾单端和平衡输入了，那4个电阻要阻值一样。

我一般情况下只用单端输入，所以开关啥的无所谓了。阻值的选取我是参考的ADI在知乎上的专栏文章，反馈电阻等于虚拟地分压电阻的一半。

https://zhuanlan.zhihu.com/p/421730831?utm_id=0

skyboat · 发表于 2024-5-26 16:05

本帖最后由 skyboat 于 2024-5-26 19:15 编辑

2015 年也曾拿两个LM1875 模拟 TDA1521 BTL 架构，TINA-TI 跑出的结果无惊喜之处就搁一边了。
最近再回头来过，输入端多一级单端转平衡电路，以下完整电路仅供参考，无实做不能保证效果：

$Philips Audio Amplifier IC\'s Designer Guide Oct. 1996 page 5-5.png$

LM1875 模拟TDA1521 BTL,U1-单端转平衡,U3-OP07：
LM1875模擬TDA1521_BTL_2024,單端轉平衡,U3-OP07.png

LM1875模擬TDA1521_BTL_2024,單端轉平衡,U3-OP07.png

频响曲线：非TDA1521 (实为 LM1875)
頻響曲線：非TDA1521 (實為 LM1875).png

20kHz 正弦波：非TDA1521 (实为 LM1875)
20kHz 正弦波：非TDA1521 (實為 LM1875).png

20kHz 方波：非TDA1521 (实为 LM1875)
20kHz 方波：非TDA1521 (實為 LM1875).png

[IC后级] 关于运放倒相TDA1521单电源BTL功放板的验证和尝试