集成功率放大器LM386教學(xué)研究

德州科技職業(yè)學(xué)院 馮 霞 屠秀平 頓秋芝

LM386 是一種通用型集成功率放大器，具有自身功耗低、通頻帶比較寬等多種優(yōu)點(diǎn)，其電路適用于多種場合。本文研究了LM386 的放大特性并指導(dǎo)學(xué)生制作并改進(jìn)了小型音箱電路。通過學(xué)習(xí)使學(xué)生提高識(shí)讀電路原理圖的能力，掌握電路的安裝、調(diào)試和檢修方法。

一、LM386 的內(nèi)部構(gòu)成原理及管腳功能

理解集成功率放大器工作原理，首先需要學(xué)生了解LM386的內(nèi)部構(gòu)成，給學(xué)生講解并分析LM386 內(nèi)部組成原理。LM386為三級(jí)放大電路，第一級(jí)為差動(dòng)輸入級(jí)，輸入級(jí)的單端輸出信號(hào)傳送至第二級(jí)共射中間級(jí)，第三級(jí)輸出級(jí)是甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路。需要對(duì)差動(dòng)放大電路及互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器的原理進(jìn)行復(fù)習(xí)整理，理論聯(lián)系實(shí)際加強(qiáng)對(duì)LM386 集成音頻功率放大器的理解。

LM386 有八個(gè)引腳只有清楚每個(gè)管腳的功能，才能清楚理解分析功率放大電路工作原理。重點(diǎn)理解引腳1 與引腳8 為增益控制端，如果1、8 兩端開路負(fù)反饋?zhàn)钌铍妷悍糯蟊稊?shù)最小, 功率放大電路的電壓增益約為20 倍；當(dāng)在1、8 引腳間接入電位器和電容時(shí), 可通過調(diào)整電位器使電壓放大倍數(shù)在20 ～200間調(diào)整，且調(diào)整的電阻值越大放大倍數(shù)越小。另外需要讓學(xué)生注意引腳2、3 分別為差動(dòng)輸入級(jí)的反向輸入端和同向輸入端，使學(xué)生通過記憶引腳功能，會(huì)閱讀并分析集成功率放大器電路圖。

二、音箱電路分析

1.基本原理

根據(jù)LM386 管腳功能分析小型音箱電路，其中同向輸入端接了個(gè)10 千歐電位器可以調(diào)整輸出喇叭的音量，增益控制端接入30 千歐電位器和電容調(diào)整電壓增益，輸出端通過一個(gè)220uf的大電容接到揚(yáng)聲器上，此時(shí)LM386 組成OTL 準(zhǔn)互補(bǔ)對(duì)稱電路。 由于揚(yáng)聲器為感性負(fù)載，使電路容易產(chǎn)生自激震蕩或出現(xiàn)過壓，損壞LM386 中的功率三極管，故在電路的輸出端接入10 歐電阻與0.1 微法電容的串連回路以進(jìn)行相位補(bǔ)償，使負(fù)載接近于純電阻，防止電路產(chǎn)生自激震蕩。讓學(xué)生理解并分析功率放大電路，為裝配、焊接、調(diào)試音箱電路做準(zhǔn)備。

2.電路性能優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

LM386 音箱電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)，為了使音箱電路的性能更加理想，對(duì)電路設(shè)計(jì)及元器件選擇進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整：

電路設(shè)計(jì)時(shí)讓外圍元器件盡可能靠近LM386，以增強(qiáng)喇叭輸出效果抑制噪聲；最好使用雙音頻輸入、輸出方式，因?yàn)椴顒?dòng)放大電路可以過濾掉相同的信號(hào)，有效的抵消共模信號(hào)抑制共模噪聲；另外要選擇高質(zhì)量電位器，根據(jù)前級(jí)放大電路的輸入阻抗選擇合適的電位器，否則聽到的喇叭音質(zhì)就不會(huì)太好影響聽力；還要注意旁路端應(yīng)外接合適的旁路電容以抑制紋波及消除低頻自激。只有優(yōu)化設(shè)計(jì)好電路才能提高音箱性能，從而使功率放大器的音質(zhì)得到改善。

三、裝配、焊接、調(diào)試音箱電路

1.安裝音箱電路

要求學(xué)生能夠按照電路工藝要求正確安裝音箱電路，能按整機(jī)安裝工藝要求對(duì)本安裝電路進(jìn)行安裝工位設(shè)計(jì)。元器件的安裝應(yīng)遵循先里后外、先小后大、先低后高、先輕后重的原則，這樣利于裝配。

讓學(xué)生了解電位器的工作原理掌握其安裝接線方法，注意電解電容正負(fù)極性并正確安裝。為避免安裝錯(cuò)誤損壞LM386 芯片，不要把LM386 芯片直接焊接在電路板上，而是給LM386芯片配上底座，先要焊接其底座，在測量底座管腳沒有短接問題后，才能安裝LM386 芯片。如果沒有底座在直接焊接LM386芯片時(shí)，一定要看清芯片缺口方向，搞清各個(gè)引腳順序，核對(duì)無誤后再進(jìn)行焊接并反復(fù)檢查。焊接好后在調(diào)試前，用萬用表仔細(xì)檢查各管腳間是否存在虛焊、漏焊、短路問題。安裝時(shí)讓學(xué)生注意布線減少跳線，讓電路看起來比較整齊。

2.調(diào)試和檢測音箱電路

焊接好電路后，首先要進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試，先不輸入信號(hào)，引腳6 接電源，可以用電池或直流電源給電路供電。測試集成功放LM386 各個(gè)引腳的電位,LM386 輸出端對(duì)地電壓應(yīng)該為電源電壓的一半,如果不是應(yīng)切斷電源，檢查電路及元器件的連接判斷故障并解決。

靜態(tài)調(diào)試成功后，加電源和輸入信號(hào)調(diào)試、檢測電路,可以用收音機(jī)或手機(jī)放出音樂，把音樂輸入信號(hào)通過接線接在反向輸入端和同向輸入端之間。通過調(diào)節(jié)輸入端的電位器調(diào)整輸出喇叭音量的強(qiáng)弱，在示波器上觀察輸出波形，并且調(diào)為最大不失真正弦波，測量輸出電流、電壓，計(jì)算輸出功率及效率。在調(diào)試檢測過程中，如喇叭不響需要反復(fù)檢測電路，仔細(xì)檢查是否有接錯(cuò)或短路的地方。使學(xué)生熟練使用萬用表、示波器并且能夠正確測試電子元器件，掌握電子產(chǎn)品整機(jī)安裝工藝。

四、結(jié)束語

通過LM386 集成功率放大器原理的學(xué)習(xí)及迷你音箱的安裝調(diào)試，培養(yǎng)學(xué)生掌握焊接、裝配的生產(chǎn)流程及典型故障分析和檢修的能力，并提高電路性能優(yōu)化設(shè)計(jì)能力。

[1]伍學(xué)珍.模擬電子技術(shù)理論教學(xué)、仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與實(shí)習(xí)三者的互動(dòng)[J].沈陽電力高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2001

[2]康華光.(電子技術(shù)基礎(chǔ))(模擬部分)第四版[M].北京:高等教育出版社，1999