二 制作调试
如上所述,本机虽是一个功率并不大的小制作,但是制作中的“门道”并不少。以往这类IC功放,电源和左、右声道功放一般是合用一块印刷电路板,有的甚至把保护电路也放在一起。本机从音质考虑共用4块印板(如图4、图5所示)。其中电源、保护电路各一块,左、右声道也各一块。放大部分印板为25mm×75mm,整流部分为50mm ×75mm,保护电路印板为45mm ×75mm。LM1875要安装带翼片的散热片,它的长度与印板长度相同,翼片的宽和高约为40mm (根据机箱大小尽量取大一些)。先设法把印板固定到散热片上,再把散热片固定到
金属机箱的底板上,利用底板进一步加大散热面积,如图6所示。
图4 功率放大器和电源部分印板
图5 保护电路印板
本机接线主要是地线的布置十分重要,务必参照图3进行。本机有两个接地点。信号地安排在左、右声道信号输入端子处。为此,可在靠近输入端子之间安排一小接线支架,接线支架的固定螺丝与后面板之间用一铜箔垫片作为接地焊片,铜箔片与底板之间务必确保彻底清洁,然后用螺丝加以紧固。R501、C501、C502和R502就装在支架和接地片上。输入信号屏蔽线也在此接地。音量电位器接地引脚应通过屏蔽线(外层)与印板地相连。
第二个接地点—电源地安排在本机输出端之间。具体做法同上。C503、R503、C504和R504直接安装在支架与接地片上。另外,整流滤波电容C101和C102外壳(“一”端)不应与底板有电气接触,它们要用两根较粗软线与电源地相连。电源变压器中心抽头(0V点)也应分别用两根较粗软线与电源地相连。保护电路印板地线也要用线接到电源地。总之,务必按图3N示地线接地方式布线。这样才能较好减小信号和电源、左右声道地线之间的串扰。
三.性能和音质
以往制作IC功放,尤其是LM1875这种功率不很大的功放,都不很注意测试其性能。虽说IC功放的性能主要由芯片本身来保证,但实际性能究竟达到了什么水平往往并不了解。因此,如果实测性能与芯片本身性能差距较大,往往不是去检查应用设计中是否存在问题,而是怪罪IC本身音质本来就有什么问题。这当然并不公平。
本机实测增益27dB,两个声道同时工作,输入635mV时,8Ω负载上输出14.2V,合输出功率为25W。图7为频率响应,从5Hz~50kHz完全平直,150kHz时为-1.5dB。
图7 频率响应 图8 总谐波失真曲线
图8为总谐波失真曲线(左声道,右声道与此十分相似)。20W输出时20Hz、1kHz和20kHz失真基本上<0.1%,十分优良。在削波之前这些失真基本上是二次谐波分量。可以说,LM1875的设计是相当优秀的。
图9是方波响应,上面为输入波形,下面为输出波形。左面为纯阻负载,右边为0.47u容性负载。可见稳定性很高。
当本机连续输出正弦波功率超过20W时,芯片内过热保护功能及时启动,从而形成间歇输出状态。不过实际的音乐信号属于非连续信号,即使瞬时功率超过20W ,保护电路也不致启动,因而不会影响音乐信号的连续放音。曾用调频广播电台之间的噪声连续驱动本机检测各处温升情况。在室温27℃ 、输出电压±15Vp-p的条件下,LM1875本身散热板处温度为82℃,整流桥堆的温度为50℃,电源变压器上部温度为38℃,三端稳压IC上部温度为45℃。然后加大输入噪声信号(音量电位器向右旋)使本机输出进入削波状态,过热保护启动后,输出连续3秒钟,然后停止1秒钟,以此反复,但不会引起上述各点温度的变化。在一般正常聆听条件下,LM1875本身散热板温度大致只上升到55℃左右。由此可见,本机工作时稳定性和安全性是没有问题的。
测试了本机输出噪声。在输入不加信号的情况下,音量电位器开到最大,左声道输出端子出现400 uV噪声电压。通过观察波形发现是交流声成分。用手触摸输入信号线,上述噪声电压未变化。右声道的输出噪声一般较低,约350 uV。这显然来自电源变压器漏磁的影响。由于右声道离电源变压器较远,感应也较少。如果把电源变压器移到机外并旋转90°,左右输出噪声电压即降至180 uV,且波形中交流声成分消失。
还用铜箔对电源变压器线包加以双层短路屏蔽,噪声降低效果不十分明显。综上所述,在这样的小型机箱内,要想进一步减小噪声是比较困难的。
本机音质通透流畅,低频表现令人印象深刻。这与电源充沛和采用了“准”DC放大形式有很大关系。本机曾带到友人家去试听。当友人家的前、后级放大器的后级切换到本机时,音量是轻了些(前级音量电位器未变),但是只要把本机音量电位器加大一些,即能欣赏到响度充分的音乐节目。而且在前、后级放大器中听到的声音,切换本机后,想听的声音都能听得到。
总之,只要25W ×2的功率输出能够满足使用要求,LM1875的声音是能够满足大多数音乐爱好者欣赏Hi-Fi音乐要求的。