一半年磨一箭之LM4780 BTL后级

胆结石

LM4780完美平衡120W BTL后级放大器介绍
TB4780 120W True Bridge Hifi Amplifier Introduction
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推荐用途:
*TB4780 X2 :两声道120W X2后级放大器
*TB4780 X1 :120W低音炮放大器(需另配低通套件)
性能指标:
输出功率:120W
THD+N:0.03%
Slew Rate:19V/us
SNR:114DB
当我们追求高功率输出的时候往往会想到BTL.较普通的放大电路而言,同样的供电电压下BTL理论上可以输出4倍的功率,而且一般来讲BTL因为功率储备大的缘故音色特点较普通放大电路来的更明快,对扬声器的控制能力更佳(当然推大食音箱也是没有问题的).声音特点更能容易被人接受,因为有这些原因的存在,形成了目前BTL使用有增广的趋势.很多朋友都有一些在BTL方面的实验,如用简单易得的LM3886构建BTL等等,效果应该来讲还是可以令人满意的,下面是典型的用LM3886组建的BTL电路图型.
但不可否认的是:对音响的追求是永无止境的,一定程度的”满意”不一定能满足所有苛刻朋友的要求.目前这种简单的BTL形式是不是就已经很完美了呢?有一定模拟基础的朋友肯定能得出正确的结论,我们目前所说的BTL优异的特性(推力大,控制力强,输出功率大等等)都是建立在理论的基础上,在现实中,如果想完成一个完美的BTL,影响的因素是都要考虑进去的,如果不把这些因素一一解决掉,BTL的性能就不一定能完全发挥出来.严重的更可能使效果较之单电路工作还劣化.这并非是危言耸听,相信一点:当你想索取更多的时候,暴露的问题也就更多.这永远是平衡的一个过程.
我们能做的就是尽量将影响降到最小化.下面我们分别对影响BTL性能的两个最主要的因素简单的介绍一下,以便从另外一个方面对我们的产品TB4780有一定了解.
影响BTL的因素:
1.倒相电路的相位失真.
2. BTL放大电路的对称性. 　
倒相电路的相位失真
在我们论述一个无失真的放大器时除了考量信号的放大量和放大波型保真度外,波型的相位也是非常重要的一个因素,对BTL来讲,最完美的推动相位为180度,在180度的相位差基础上,理论的后级放大器可以完美的作出2VPP的输出而无相位失真之嫌.
如果有相位差那又是如何呢?最严重的相位差有可能使后级管导通时间有交叠,致使在某一时刻两路放大器都在作输出的动作,致使其中的一路电流级倒灌而累积到负载.当然这种现象只出现在倒相电路设计不合理或后级对称性比较差的情况下,一般来讲问题的严重性还不致于此.如果放大器输入有小角度的相位失真,那么放大后的放大量较输入也有一定角度的相位失真,如果用示波器测试会有很明显的波型移动的变化,在听感上最主要就是动态感明显压抑,应该是两路输出信号叠加时有动态矫正这样一个过程引起的.
在目前我们可以用作倒相电路我们所知道的有以下四种:
用运放构成的倒向器,优点是信号的振幅波型保真性比较好,缺点是倒相后的信号和原始信号绝对值有相位差.
A,一个运放构成电压跟随器产生同向信号.另一个运放构成反向器产生
反向信号.输出正负即构成平衡信号.但是同向放大器和反向放大器
的特性并不一致,致使输出平衡信号的相位有一定失真.用PSPICE模
拟的理想电路的波形可见下图.
电路A
仿真A
B,把反向放大电路的输入接到同向电路的输出上(目前用的比较多的
一种BTL形式),可想而知相位延迟必将更大.下面是用PSPICE模拟的
理想电路的波形.
电路B
仿真B
用变压器倒相,优点是使用简单,缺点是要保证倒相后的信号一致对变压器的工艺要求很高,而且变压器的频宽目前还没达到我们理想中的要求.一般不选用.
用差分放大电路,信号直接取自两管的集电级输出.优点是相位失真较小,缺点是两路输入信号的增益取绝于两个差分管的HEF值和外围电阻,业余条件下做到两管在整个放大曲线内放大增益相当难度很大.除非是用孪生的对管如LM394等配合高配对的电阻网络.但相对于其他一些电压增益和内部元件参数无关的电路来讲,这样的电路结构明显有失合理性.
输出信号增益的对称主要取决于Q1,Q2的对称性,
用专用的单端转平衡IC-DRV134.这个方案是目前为止想给BTL作信号倒向最好的选择,除了可以产生严整的180度倒相外,整个IC还能保证很低的失真,和良好的动态,对提高整个BTL电路的素质有莫大的帮助.缺点是购买比较困难所以价格比较贵.

DRV134/135 内部电路结构
BTL放大电路的对称性.
BTL电路是考量整个电路配对性的一个怪东西.不光是倒相电路的配对要好,失真要小,后级的放大电路理论上也需要很好的配对.如果是采用分离元件的后级电路,因为分离元件的离散性和工作点的调整问题,没有专业的仪器,想做到理想是比较困难的,到最后输出到负载上的波行也就难免会有比较大的失真.我记得有几款金嗓子的放大器电流级也采用类似BTL输出形式,这真是对工艺和元器件的大考验.要想使输出级对称性做到完美,最好的办法还是依*IC本身的工艺,熟悉半导体的朋友肯定知道在同一块晶圆上的晶体管在工艺上很容易做到配对,所以如果有两个做在一块晶圆上的放大器那么它的对称性无疑也是非常优秀的,那么相对于分离元件的放大器来说,因放大器差异而引起的失真会降到最低.根据木筒理论,这样的放大器才可以保证整个电路能有上佳的表现.以前这样的双封装IC也有比较多的型号可以选择,如TDA1521等,但是因为IC本身性能的问题使这些型号作为完美BTL的可行性降的很低. 但是直到国半的LM4780出现
LM4780简介
LM4780是国半自LM3886后出品的新一款好评如潮的后级IC,除了保留和LM3886一惯的高保真外,在一个封装内更是集成了两个独立的放大电路,而单声道输出120W的功率更是其它后级IC不能比的.加大了的SUPPLY电压更能保证大动态时的输出.静态时150MA的电流更是直追分离元件放大器,热哄哄的散热器和温暖的声音取向没有理由不认为LM4780不是目前为止的IC后级霸主.
我们的套件

因为有DRV134,LM4780这两颗优异的IC,才有了我们出品True Bridge BTL的可能.
这款True Bridge 4780(TB4780)采用了比较难觅的前DRV134倒相,后LM4780 进行BTL,理论输出功率可达240W,因为考虑到LM4780内部有SPIKE保护,输出120W是绰绰有余的.
在TB4780上还集成了直流伺服电路,保证输出中点的绝对0位,对静态电位有要求的朋友加个运放就可以运作了, 在TB4780上板载了保护电路的继电器和必要的SENSE电阻,不会像普通的保护电路一样,需要将输出信号绕到保护电路板再接到输出接线柱上的麻烦,TB4780支持直接输出至负载端而带有保护电路,应该说这是一个比较人性化的设计.
TB4780更是集成了REMOTE SOFT SWITCH MUTE(支持开机延时)控制功能,可以实现软开关或低电位控制放大器的静音功能.可以用作功能的升级.
在TB4780模块的结构设计上也较为成熟,大型的黑化铝散热器是必备的, 而放大IC卧式安装的结构既保证了安装的可*性又能使模块在作为两声道安装时无论左右放置接线都是对称的.提高了套件安装时的适用性.
TB4780套件是比较完整的一个后级架构,两张PCB再加一块电源板和保护板就可以组建自己完美的BTL系统,按照相关的装机报告,安装无误无需调试既可工作,是性能好对动手要求又不高的一款DIY套件.值得推荐.

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图？？？？？？？？？？？？？？？

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同上。图呢？？？？？？