首先选择放大器结构
若选择三极管OCL则末级静态电流需求较高功耗较高
因为这次是3D打印外壳耐热极限70度所以
这次选用前级OPA2604提供电压增益 TPA6120作为输出级的结构
绘制原理图
这里R1 R5 R4 R8 用了较低的阻值
主要是为了增加抗干扰能力
可以使用A10K的双联电位器调整音量
若要使用50A的电位器
R1=R4 = 110k
R5=R8 = 22K
C1=C2 = 3pf
第一级增益为
AU1 = -(R1/R5) = -(47K/10K) = -4.7
第二级增益为
AU2 = -(R6/R10) = -(1/1) = -1
总增益为AU = AU1*AU2 = -1*-4.7 = 4.7 = 20*log(4.7)≈13.4dbV
R2 R3目的是防止负载影响运放工作点导致震荡
并且提供简易的短路保护防止过流烧运放
由于tpa6120是电流反馈型运放输入失调电压偏大(在10mv左右)
使用R9 R12 R13 R15组成输入失调电压补偿电路
通过微调R15调节整体的输入偏置
现在来调整环路
这是opa2604的伯德图(手册里扒的)
发现这个运放有不止一个极点所以仿真一发(注意2光标位置)
根据仿真的伯德图可知当增益为13.4dbV时相位差超过135度的部分增益在0db线之上环路不稳定
增加C2电容移动主极点位置
极点位置计算R1 = Xc = 1 /(ω*C1) (利用极点上增以为原本的1/2性质)
在330k插入一个极点后再增益为0的时候输出相差已经小于135度了相位余量足够
对25k的信号增益没什么影响
到此相位补偿结束
输出直流偏执检测电路分析(简易保护想要高精度可以用运放实现)
R20 C13 C14 R25 D3为上电延时电路
上电后C13 C14上电压指数上升当达到D3反向击穿电压之后
Q1 Q2导通继电器动作接通输出
R23 R24 C15 C16为低通滤波器检测输出低频分量
当音频输入带负直流偏执Q4 Ue为负 Ube为正Q4导通将Q1 IB旁路到地
Q3 Ube为负截止
当音频输入带正直流偏执Q3 Ube正Q3导通讲Q1 Ib路到地
Q1 Q截止继电器分段断开负载保护完成