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楼主: zycxjl

白字LM1875这样玩,声音怎么就不好呢

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发表于 2018-10-25 08:17:20 | 显示全部楼层
ILXTF 发表于 2018-10-16 16:32
供电不足的话,频响曲线大致是这样的

供电足够了之后的频响曲线大致是这样   

上面的图,就是供电不足产生的那个频响曲线。我认为不是因为供电不足带来的,供电不足,会影响最大功率指标和最大不失真功率指标,在输出功率不是很大的情况下,只要高过运放允许的最低工作电压,频响应该一样。在比较小功率时工作,运放更容易工作在线性区,应该能得到更平直的频响曲线。
图上那种情况,是低电压供电,供电电流又不能提供足够大,电源内阻比较大导致,电源内阻产生了反馈,导致一定程度的自激震荡产生。
这是我自己的看法,不知道您怎么认为。
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 楼主| 发表于 2018-10-25 12:33:36 | 显示全部楼层
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发表于 2018-10-25 20:44:13 | 显示全部楼层
wangcaidepengyo 发表于 2018-10-25 08:17
上面的图,就是供电不足产生的那个频响曲线。我认为不是因为供电不足带来的,供电不足,会影响最大功率指 ...

关于电路,我其实并不懂。我认为是供电不足带来的原因是根据推测。  第一,你所说的自激震荡,这个知识点我并没有了解,搜到的图看到自激震荡的波形更容易发生在高频段,而我这个频响图高频段的快速跌落是因为我输出的导线细长而多弯曲造成的电感效应。  第二,曲线有问题的地方集中在低频部分,通过网上对功放的讲解,说到,低频段是功放消耗能量的重点频段,越低需要的能量越多,那么通过曲线来看,越低频,曲线增益越低,越无法稳定,我是这样来推测是因为功率不足的。          至于同学所说的,在功率更低可以更好的线性,这样的说法应该没有问题,但是楼主用的是勉强能工作的电压和很低的功率提供,之后的压降也要进行考虑。  增加线性的方法最好是有足够的余量,在不影响功放正常工作的情况下降低增益倍数。(这个说法是网上的说法和自己仿真得到的结果)  。楼主才给这么点功率,却要功放做标准的20DB增益,这并不符合能量守恒定律。

以上观点也是个人推论,欢迎拍砖。
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发表于 2018-10-26 12:26:52 | 显示全部楼层
ILXTF 发表于 2018-10-25 20:44
关于电路,我其实并不懂。我认为是供电不足带来的原因是根据推测。  第一,你所说的自激震荡,这个知识点 ...

呵呵,是我把话题带偏了,从楼主的简化版1875电路扯到了你的频响曲线上了。我们就是讨论而已,对不对的先放一边去,能说同一个话题,就是缘分,就是开心的事情。

我的观点是这样的:如果电源供给充足,能提供足够大的电流,电源内阻很小,理想情况,电源内阻为零。

第一、关于高频段的自激振荡。
        这种震荡产生的原因是放大器各级间的耦合电容和晶体管内部的极间电容,极间电容虽然很小,但在高频段就能显现出影响。集成电路内也存在极间电容,而且更复杂,很多时候都很难定量分析,只能整体测试。我们综合一下,把多级放大电路看作一个放大器,把各级内的各种电容看作一个整体电容;只有理想放大器的输入电阻无穷大,输出电阻为零,实际放大器器件都有输入电阻和输出电阻;这样,整个放大电路,就可以看作一个放大器和RC滤波器的组合,RC滤波器在这里是低通滤波器,它影响的是放大器的上限截止频率,于是在高频段会有衰减。
       所有的实际放大器,都存在这个现象。我们在设计、调试放大器的时候,经常采用直接耦合,联动设计工作点,引入负反馈稳定增益,甚至是恒定工作温度恒定工作电压来实现无负反馈这种变态手法等等,这些处理,仅仅是把输入耦合电容、前后级间耦合电容对高频段的衰减因素去除或减小。但晶体管内部的极间电容对上限截至频率的影响始终无法消除。于是在设计和调试的时候,就需要把工作频率范围落在放大器的通频带内,做的好的放大器确实可以做到在音频范围内高频曲线也平直。

第二,关于低频部分的衰减折线。
         你贴出来的图上,低频部分是衰减的折线,不是衰减下去的曲线。这个和测试的过程有关,测试输入的音频信号,常用的有这么两种,一种是粉红噪声,一种就是扫频信号。我猜测,您选择的信号源是扫频信号。
         然后,话题又要偏了,我们说这个供电电路。一般的供电,都是二极管整流电容滤波。没有滤波电容,二极管在半个周期内导通,加上滤波电容之后,二极管的导通角减少,不知道我有没有说明白。(我们下边的讨论都先忽略二极管压降)
         在滤波电容充电后,无负载时,滤波电容达到交流电峰值电压,二极管是不导通的,在滤波电容两端测量得到的是交流电峰值电压,1.414U2;当带负载后,一般设计中,当电容容量合适得当时,滤波后电压为1.1-1.2倍的交流电电压,不再是峰值了,只有当U2大于滤波电容上的电压二极管才会导通,才会给电容充电,这就导致了二极管导通角减小,但是瞬态电流会变大;负载越大,瞬态的充电电流也越大。
        在接下来的给放大器供电时,供电不足时,而功率输出还比较大的情况下,所需电流比较大,滤波电容两端电压急降,二极管导通给电容充电,实际器件的二极管总有导通电流的限制,变压器的电流输出能力有限,最终供给放大器的工作电压会下降,下降到一定程度,功率输出不足,增益自然降低,频响曲线上会有一个下降沿,然后放大器因为供电也好、保护也好,小功率工作、低增益工作,电流需求减小,二极管给电容充电,充电电流大于输出电流,电压又会上升,电压上升后,放大器又处于大功率工作状态,增益提高了,形成了频响图上的上升沿,这样的过程反复进行,就形成了增益曲线上的锯齿。
        并且呢,这种曲线在整个音频频段内都出现,低频有,高频也有,你的仿真图上也是这样。至于低频段的折线间距大,是因为低频段消耗电流大,电源电压下降和恢复的过程也慢。我把这种锯齿的曲线叫做震荡,其实不准确,但它却是是由电源供给不足,电源内阻大引起的。

第三,换个测试用的负载,判断是否是电源供给不足导致的
        我们把负载开路,或者换用一个更大阻值的轻负载替代8欧姆扬声器试试,曲线会变平滑,因为轻负载需要电源供给放大器的电流小,无负载(把如贝尔电路也去掉,因为那里有电容),需要的电流更小。
        我们找一个正常工作的放大器,把负载从8欧姆换成4欧姆甚至更小,把里面的电源换成小功率的,在不烧坏放大器和导致保护电路工作的前提下,调整输入信号或者音量电位器,让功率输出大一些,接近变压器的供电功率极限,再去测试,原来平滑的频响曲线,照样会变成锯齿。

       以上是我对您那个锯齿的频响曲线的解释,不知道您怎么看。
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发表于 2018-10-26 13:09:52 | 显示全部楼层
ILXTF 发表于 2018-10-25 20:44
关于电路,我其实并不懂。我认为是供电不足带来的原因是根据推测。  第一,你所说的自激震荡,这个知识点 ...

我再开个回复,说那个振荡。

其实我们对于图上的那个“振荡”的说法不是传统说的那个震荡,还有那个放大器高频段容易自激振荡的说法,我是这样想的。

前面我提到过放大器内部电路对截至频率的影响,产生高频自激振荡的原因,没有说详细,没有提到高频振荡的原因。

1、“这种震荡产生的原因是放大器各级间的耦合电容和晶体管内部的极间电容,极间电容虽然很小,但在高频段就能显现出影响。集成电路内也存在极间电容,而且更复杂,很多时候都很难定量分析,只能整体测试。我们综合一下,把多级放大电路看作一个放大器,把各级内的各种电容看作一个整体电容;只有理想放大器的输入电阻无穷大,输出电阻为零,实际放大器器件都有输入电阻和输出电阻;这样,整个放大电路,就可以看作一个放大器和RC滤波器的组合,RC滤波器在这里是低通滤波器,它影响的是放大器的上限截止频率,于是在高频段会有衰减。”

放大器内部形成的RC滤波器对增益有影响,决定了上限截至频率。在这个基础上,RC滤波器不光影响增益,还会影响相位,产生输入和输出的相位差异,当这个相位差异180度时,负反馈就完全变成了正反馈,即使没有输入信号,也会因为电源杂波,电磁干扰、开关机电压扰动,形成自激振荡。震荡电路就是这样设计的,放大器加相位电路。当放大器的相位改变没有达到但接近180度时,输入信号中某个频率可以产生震荡,只不过这种震荡在减小音量和去掉输入源后,就可以停止。

放大器的高频振荡是这样产生的,我这么想的。

2、那个低频段的“震荡”,我们姑且叫它震荡,是因为电源内阻引起的,就是供电不足。
实际电源,都可以看做一个理想电压源和电阻的串联,电压源电压恒定不变,但电流的变化会在电阻上有压降,输出电压就是电压源电压减掉电阻上的压降,电流变化引起输出电压变化,这个电阻不是实际存在的电阻,就是相当于一个等效电阻。

电源内阻是个莫名的电阻,没法直接测量的,是个等效电阻。我们只能说,比如这个电源,在输出5v的前提下,可以提供1a的电流,那这个电源的等效电阻应该不大于5欧姆,如果我们就是用0.5a电流,那我们也就认为这个电源内阻不大于10欧姆,忽然间,我们发现,这个电源还能提供2a的电流,那这个电源的等效电阻,就是内阻,应该不大于2.5欧姆,后来测量发现,这个电源设计余量大,可以提供5a的电流,那这个电源的内阻就应该不大于1欧姆,到底多少呢,呵呵。

        当然我这个说法不对啊,电源内阻不是这么测算的,就是个形象的比喻,说这个电源内阻不能直接测量,是等效电阻。正确的测算方法是在某个状态下的微小的电压变化量比微小的电流变化量。
       比如,还是那个5v电源,到底电源内阻多少呢,这个内阻还是多少呢,在5v1a输出状态下,我们做个微小的变化,比如提高一点输出电压,增大一点输出电流,此时发现,电流变到了1.05a,电压变到4.09v,这时候电源的内阻就是在5v1a状态下,电压变化量除以电流变化量,(5.00-4.09)/(1.05-1.00)=0.2欧姆,我们说在这个工作点附近电源内阻是0.2欧姆;
       又比如,电流变化到了1.01a,电压变化到了4.999v,这时候的电源内阻(5.000-4.999)/(1.01-1.00)=0.1欧姆,我们又说在这个工作点附近电源内阻是0.1欧姆,
       再比如,我们要挖掘电源潜力,把电流提到了2a,电压一下变成了4.5v,这时候的电源内阻就是(5-4.5)/(2-1)=0.5欧姆,我们又说在这个共组状态附近电源内阻是0.5欧姆。
       很快厂家来人,说这些做法不对,他们把电流变成0.5a,发现电压几乎没变,稳稳的在5v,他们计算(5-5)/(1-0.5)=0,电源内阻接近于0欧姆,很小的。
       电源内阻是个动态电阻,它和工作点有关,在有效输出范围内,电源内阻可以看作固定不变的,很小的基本接近于零。具体是多少,还取决于那个微小的变化量,这个数学上的微小,基本和炒菜放盐的少许一样的莫名。具体测算,测很多点,花曲线,算斜率,或者干脆上仪器。

说了半天,又跑题了,反正开心就好。
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发表于 2018-10-26 16:53:37 | 显示全部楼层
学习了,感谢分享经验
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 楼主| 发表于 2018-10-26 19:48:24 | 显示全部楼层
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发表于 2018-10-26 20:12:21 来自手机 | 显示全部楼层
没片值,有交月失真
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发表于 2018-10-26 21:08:55 | 显示全部楼层

呵呵,不要这样说。难得我们讨论技术,不讨论漂亮女人了,就说的开心了,什么都乱说了,也没个主题,就是瞎说。
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发表于 2018-10-26 22:11:27 | 显示全部楼层
wangcaidepengyo 发表于 2018-10-26 12:26
呵呵,是我把话题带偏了,从楼主的简化版1875电路扯到了你的频响曲线上了。我们就是讨论而已,对不对的先 ...

嗯。看起来你的分析很有道理。我的推测是有问题。  略作补充,当时测试用的是MLS随机噪音信号,并非扫频信号。 这个也不是仿真图,是实测图。当时是放大器放大后经过上面贴出的衰减电路直接进入声卡的LINEIN口(声卡已经校准)和原信号进行比对得到的。(原信号在20~20KHZ内频响为重合的直线)  至于算何种负载,就不甚清楚了
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发表于 2018-10-27 00:46:23 | 显示全部楼层
ILXTF 发表于 2018-10-26 22:11
嗯。看起来你的分析很有道理。我的推测是有问题。  略作补充,当时测试用的是MLS随机噪音信号,并非扫频 ...

不,你的推测是对的,那个电路的问题的就是电源供给不够。只是我们解释和理解的方式不同而已。我是分析着瞎说了半天,而你那里用对比实验直接证明,供电不足。
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 楼主| 发表于 2018-10-27 19:47:03 | 显示全部楼层
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发表于 2018-10-27 22:21:26 | 显示全部楼层
wangcaidepengyo 发表于 2018-10-27 00:46
不,你的推测是对的,那个电路的问题的就是电源供给不够。只是我们解释和理解的方式不同而已。我是分析着 ...

这种对比实验也只有我这种不懂电路做功放,还找错电路图来做的会弄出来........
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发表于 2018-10-28 20:32:19 | 显示全部楼层
ILXTF 发表于 2018-10-27 22:21
这种对比实验也只有我这种不懂电路做功放,还找错电路图来做的会弄出来........

你的实验和结论是对的,相互支持的。你说的供电不足,偏重于电压低,;我说的供电不足,偏重于说电流不足,由于变压器功率小,输出电压也低,能提供的电流也低。

你做的那个实验的帖子我看了下,tda2050我查的pdf,供电电压min到max是+-4.5v到+-25v;静态漏电流是30-50ma(+-4.5v),55-90ma(+-25v),最大输出电流5a,很明显,这是ab类功率放大芯片,用小偏置来消除交越失真的。tda2030供电电压,+-6到+-22v,静态漏电流50-80ma,最大输出电流是3.5a,这个也是ab类功率放大芯片,也是用小偏置来消除交越失真的。

不知道你的声卡line输入测试那里,除了接保护电路,还有没有在功放上接音箱或者负载,如果有的话,就可以用供电电流不足解释;如果没有的话,47k和10k电阻串联,10k电阻取样,这样的电路只能算轻的不能再轻的负载了。我的理解,不应该发生供电电流不足的现象。你用对比实验,说明,供电电压不足会引起增益曲线锯齿起伏。那么产生这样现象的原因是供电不足导致的,但具体怎么解释,很明显,我说法不对。

我想你可不可以多测试几次,看看增益曲线是否起伏转变频率点是相同的。然后我们再讨论再分析。
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发表于 2018-10-28 21:10:46 | 显示全部楼层
本帖最后由 ILXTF 于 2018-10-28 21:14 编辑
wangcaidepengyo 发表于 2018-10-28 20:32
你的实验和结论是对的,相互支持的。你说的供电不足,偏重于电压低,;我说的供电不足,偏重于说电流不足 ...


用这个电路形成这个曲线的时候是处于校准状态,是没有再接其它东西的(音箱等必须断开,否则无法进行)。理论上47K和10K是组成一个分压衰减电路,或者是47K是分压,10K算分流或者对地消除冲击?     另外还接了两个5.1V背靠背的稳压二极管对地以保护声卡。   

增益曲线是否起伏转变频率点是相同的。  频率的起伏转变频率点是相同的,锯齿不尽相同,略有差异。因为测试需要综合数据来评测,同时以防比如传说的热机,我的接口氧化接触不良,瞬时市电的不稳等因素,原因都应该及时排除,所以我当时还做了这些工作以及多次校准,只是没有完全拍照。当时使用的模块是TDA2030作为测试样板,对于供电要求比现在的UTL2050L要稍微高些。


在说明中提到,当时供电接在三端稳压管之后,最大锯齿化的时候连三端稳压的旁路我都没加电容,加了之后低频频率上升一些,锯齿明显变小一倍。 最后干脆不使用三端稳压管,于是就正常再没有锯齿了。(之所以接了稳压管是我得到仿制的电路图是画错的..)

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