LM1875电路解析与调校——想好声的和已经好声的请进

hjzhang6801

坛子里1875好热，本人也忍不住浮出水面，与大侠们交流一下。
    LM1875的官方电路是玩的最多的版本了。

  
    元件的作用其实大家都知道，这里为了完整，再啰嗦一下。
    R1是为C1提供充放电回路用的电阻，这是老外工作严谨的地方，其实接好电位器之后直流通路就已经存在了，这个加上只能防止最恶劣情况时也能把C1的电能放掉，尽管只有一点点；
    C1是输入电容，主要作用是隔离前后级的直流信号，但是这个电容对音质的影响很大，可以换用不同的品牌和容量来部分修改音质和音色；
    R2提供LM1875正输入端的直流电平控制点，接地就表示在理想情况下Lm1875的输出直流电平是0V；还有一个作用就是确定放大器的交流输入阻抗为电阻值。
    R3、R4是反馈电阻，这个电路的放大倍数为R4/R3+1=21倍。
    C2为反馈回路的隔直电容，这个电容的容量比较大，是因为R3的阻值比较小，C2所形成的容抗在放大器的下限频率也不能产生太大的增益下降，所以一般都用电解电容或者无极电容。这两种电容都是极性电容，性能远比无极的薄膜电容差，所以是影响音质最大的元件。
    C3、C4分别为正负电源对地端的高频去耦电容，C6、C7为正负电源对地端的低频去耦电容。
    C5和R5就是大名鼎鼎的茹贝尔网络，校正电路稳定性使用的，由于电容比较大，电阻比较小，所以对音质有一定的影响。
    下面分为几个问题来说一下LM1875电路的调教。
    1. 自激振荡
    由于LM1875不是单位增益稳定的放大器，所以稳定性比较差，手册上规定的是放大倍数不能低于10倍就是这个道理。
    即时在20倍左右的条件下，放大器也是几乎所有集成功放最容易自激振荡的品种了。
    自激振荡分为低频振荡、高频振荡和局部振荡，主要是形成原因是地线反馈。
    按照厂家给定的电路和PCB，LM1875在21倍时可以不用外加的稳定校正措施，主要原因就是PCB设计得好。所以玩LM1875想少走弯路的话，厂家的PCB是研究的重点，切记。
    我们自己做的电路，复杂程度比厂家高，因为要双声道公用电源和信号输入地，布线特别是地线不可能做的完美无缺，于是稳定性问题出来了——自激振荡。
    判断自激振荡的最好办法就是利用信号源和示波器，一目了然。
    业余条件，没有信号源和示波器的情况下，可以用温度计和万用表简单判定，判定准确性及依赖于经验了。
    低频振荡可以用数字万用表的交流电压档直接测量放大器的输出端，一般早生输出电压在几个mV之内为正常，远高于这个值就是振荡了。低频振荡的解决方法有两个，比较简单的方法就是在R4两端并联pF级的电容，从小往大逐渐增加，直到振荡消除。这个电容要影响放大器的高频特性和转换速率，所以不能太大，一般要小于100pF，最好小于30pF。这个方法就是默认了问题的存在，然后解决了就好了，但是既然问题出来了，那么就是说电路设计上有问题，而这个问题会直接影响音质的，真因为这样，每一个人做出的LM1875电路听起来才不会一样，增加了世界的多样性。所以第二个方法就是找到电路设计的病根，改进设计。这种方法不是具有深厚电路功底的老烧慎用，容易打击信心。
    高频振荡可以用数字万用表的直流档测量，表现为测量值达到了不合理的偏移电压，比如超过100mV，而且还在跳动，则高频振荡的几率就比较大了。解决高频振荡的办法也很简单，茹贝尔网络和电源去耦就可以了。如果没有高频振荡，茹贝尔网络甚至可以不加。
    另外，LM1875在空载或者小音量时发热严重，也要考虑存在自激振荡问题。还有就是加负载是负载更严重，负载越重震荡也越严重，所以一定要加负载实验才行。
    局部振荡本人也碰到过，在特定输出电压下存在振荡，没到或者过了都没有，到目前没找到原因，只是把问题解决了，解决方法同上。
    2. 直流输出问题
    本人电子工程设计出身，所以对直流漂移的宽容度一直比较强，具体考虑是这样的：直流输出几乎不影响音质和音色，只是增加了喇叭的功耗，这样我们可以反推，比如我喇叭是5W的，那么0.1W的直流功耗和可以忍受的，假设喇叭阻抗为4Ω，这样所能忍受的的直流偏移电压为0.632V，0.01W对应的直流偏移电压为0.2V。正因为这样，最有名也最古老的喇叭保护电路uPC1237按照标准电路的保护电压大约在1.1V左右，此时4Ω喇叭的直流功率大约为0.3W。所以没有必要斤斤计较那几毫伏的直流输出电压了。
    看一下LM1875的PDF，典型的直流偏移电压为±1mV，这是折算到输入端的数值，输出端要乘以放大器的直流放大倍数，也就是典型值±21mV。在注意看一下，输入端最大值为±15mV，也就是说输出端最大值为315mV，对应于4Ω喇叭上的功率为0.0248W。从工程角度上来讲，完全可以直接忽略。
    LM1875的生产厂家是做集成电路的，这个数值对集成电路来说非常一般，所以厂家推荐电路之中加上了反馈回路的隔直电容C2，这样一来，放大器的直流增益就变成了1，输出直流偏移电压就可以控制在最大15mV之内，指标好看多了。但是这样一来，这个隔直电容因为容量大，很难找到高质量电容，听感下降的非常厉害，得不偿失。所以去掉这个电容C2才是设计重点。
    去掉C2之后，很多大侠忍受不了几十、上百mV的直流偏移电压，可以采用外加调零电路校正一下即可。具体电路可以参见鱼儿山大侠的帖子：http://bbs.hifidiy.net/viewthrea ... p;extra=&page=4，第76楼。这个是对音质影响最小的方法了。考虑到前面音源或者前置放大器要用到输出隔直电容，后级甚至连C1也可以省掉了。
    其他的还有直流伺服电路，这个直流性能很好，而且可以把输入电容C1也去掉，但是得去处理直流伺服电路与放大器之间的地线连接问题。
    3. 元件选择
    LM1875一定要买正品元件，原装进口元件稳定性比较好调，国产的要差一些。其他的如果去掉了C2，没什么特别的啦，这个问题很多大侠有过总结，自己也得积累这方面经验，如果手上有的话就可以换一下听一听吧，个人认为不必强求。

yjcow

这个对1875应用解说很详细啊，谢谢。

左发烧右冒烟

解说很详细

ly78

分析的很详细每个零件都说到了，对我这个初学的很有帮助。谢谢！

sdwftjm

请老兄谈谈单电源时的情况，正想做

hjzhang6801

回复 5# sdwftjm


    单电源与双电源最大的不同在于放大器的输出电压为电源电压的一半，所以主要的差别也都在于此。从图上可以看出，正输入端的直流电压接到了电源到地之间电压的一半，所以输出端的直流电压也是电源电压的一半，这样输出端对地就包含了一半电源电压，必须用输出电容隔直流，这也就是C6的意义。这个电路中所有的电容都不能省略，必须得老老实实的选用好的电容。由于输出电容和反馈电容要求的容量比较大，所以只能采用有极性电容，所谓的无极电容其实是两个有机电容背靠背连接的。
    这个电路也有优点，那就是LM1875对负电源的文波抑制能力比较差，而此时负电源端连接的是地，没有波动，因此回避了这个问题。
    实验完成说一声结果，最好能对比一下单、双电源的情况。

龙柏花园

感谢楼主，对我等喜爱1875的初级爱好者提供这么好的扫盲基础材料。

小白家电

很全面很经典的分析  单电源就是听电容的声音

无章的自由

不错。分析的彻底透视。我觉得1875好声第一在于电源的素质。其次输入耦合电容起到了很关键的作用。本人试过1.0。。2.2--3.3.。4.7耦合，觉得3.3比较适合口味。好的功放重要就是电源的选配和牛的素质。对于使用劣质牛来伺候1875那真的没必要玩1875了。谢谢楼主有学习了一步！个人观点不喜勿入！

hjzhang6801

回复 9# 无章的自由


    说得好，电源是功放的基础。基础不牢，上面再好也枉然。

aatcs

非常好，学习了

艺何

解说很详细

远方山客

楼主，还要方波测试吗

xpyhcq

专业，牛

xlfdlee

拜读!

fangsiiyu

那个c2究竟要不要。

kong339

说的很详细。反馈电容保留有调味作用，去了有点直白。

sdwftjm

回复  sdwftjm


    单电源与双电源最大的不同在于放大器的输出电压为电源电压的一半，所以主要的差别 ...
hjzhang6801 发表于 2013-2-18 14:38

    愚以为单电源安全些，选用与供电电压一样高的电容，即使1875输出电源电压也不会烧喇叭，省下了保护电路，这对于多声道的系统更为有利，关键是选好输出电容，我买的是BC电解，看样子还不错。

hjzhang6801

回复 14# 远方山客


   方波测试是放大器有关于稳定性的快速测试方法，有助于提供一些有关于稳定性的指示性结论：比如有过冲而且小震荡表示稳定余量小，前沿上升速度慢就表示稳定裕量大，一般专业上用相位裕量表示。