LM386構(gòu)成的音頻放大電路圖

LM386構(gòu)成的音頻放大電路圖

每個(gè)人的心中都有那么一塊芯片，你對(duì)它了如指掌，典型應(yīng)用電路爛熟于胸，一旦出現(xiàn)了某種需求立刻就能想到它，雖然它可能早已不是完成任務(wù)的最佳選擇，但是你總是割舍不下它，這就是情懷。不同的人有不同的答案，但是對(duì)于模擬音頻放大領(lǐng)域，這塊芯片就是LM386。

LM386作為一片元老級(jí)芯片，一直在產(chǎn)生的原因就在于其過(guò)硬的設(shè)計(jì)思路。

圖2 LM386內(nèi)部結(jié)構(gòu)

第一級(jí)為差分放大電路，T1和T2、T3和T4分別構(gòu)成復(fù)合管，作為差分放大電路的放大管;T5和T6組成鏡像電流源作為T1和T3的有源負(fù)載;差分輸入信號(hào)分別從T1和T3管的基極輸入，從T4管的集電極輸出，為雙端輸入單端輸輸出差分電路。采用電流源作有源負(fù)載，可使單端輸出電路的增益近似等于雙端輸出的增益。

第二級(jí)為共射放大電路，T7為放大管，采用恒流源作有源負(fù)載，以提高本級(jí)的電壓放大倍數(shù)。

第三級(jí)中的T8和T9復(fù)合成PNP型管，與NPN型管T10構(gòu)成準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級(jí)。二極管D1和D2為輸出級(jí)提供合適的偏置電壓，可以消除交越失真。

引腳2為反相輸入端，引腳3為同相輸入端。電路采用單電源供電，故為OTL電路。輸出端(引腳5)需要通過(guò)電容連接負(fù)載。

電阻R7從輸出端連接到T4的發(fā)射極，形成反饋通路，并與R5和R6構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋，穩(wěn)定整個(gè)電路的電壓增益。

LM386特性

靜態(tài)功耗低，約為4mA，可用于電池供電

工作電壓范圍寬，4-12V or 5-18V

外圍元件少

電壓增益可調(diào)，20-200dB

低失真度

圖3 由LM386構(gòu)成的音頻放大電路

由LM386可以很方便地構(gòu)成音頻放大電路，圖4電路所需的元件最少，電壓增益為20dB，圖5所示電路的電壓增益最高可達(dá)200dB。

圖4 放大器增益=20(最少元件)

圖5 放大器增益=200

根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)，LM386的工作電壓為4-12V或5-18V(LM386N-4)，靜態(tài)消耗電流為4mA，電壓增益為20-200dB。在1、8腳開路時(shí)，帶寬為300KHz;輸入阻抗為50千歐，音頻功率0.5W。盡管LM386的應(yīng)用非常簡(jiǎn)單，但稍不注意，特別是器件上電、斷電瞬間，甚至工作穩(wěn)定后，一些操作(如插拔音頻插頭、旋音量調(diào)節(jié)鈕)都會(huì)帶來(lái)的瞬態(tài)沖擊，在輸出喇叭上都會(huì)產(chǎn)生非常討厭的噪聲。

通過(guò)接在1腳、8腳間的電容(1腳接電容+極)來(lái)改變?cè)鲆妫瑪嚅_時(shí)增益為20dB。因此用不到大的增益，電容就不要接了，不光省了成本，還會(huì)減少噪音。

PCB設(shè)計(jì)時(shí)，所有外圍元件盡可能靠近LM386，地線盡可能粗一些，輸入音頻信號(hào)通路盡可能平行走線，輸出亦如此。

選好調(diào)節(jié)音量的電位器，質(zhì)量太差的不要，否則受害的是耳朵;阻值不要太大，10K最合適，太大也會(huì)影響音質(zhì)，轉(zhuǎn)那么多圈圈，煩!

盡可能采用雙音頻輸入/輸出。好處是：“+”、“-”輸出端可以很好地抵消共模信號(hào)，能有效抑制共模噪聲。

第7腳(BYPASS)的旁路電容不可少，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，BYPASS端需外接一個(gè)電解電容到地，起濾除噪聲的作用。工作穩(wěn)定后，該管腳電壓值約等于電源電壓的一半。增大這個(gè)電容的容值，減緩直流基準(zhǔn)電壓的上升、下降速度，有效抑制噪聲。在器件上電、掉電時(shí)的噪聲就是由該偏置電壓瞬間跳變所致，這個(gè)電容可千萬(wàn)別省啊!

減少輸出耦合電容。此電容的作用是：隔直+耦合。隔斷直流電壓，直流電壓過(guò)大有可能會(huì)損壞喇叭線圈;耦合音頻的交流信號(hào)。它與揚(yáng)聲器負(fù)載構(gòu)成了一階高通濾波器。減小該電容值，可使噪聲能量沖擊的幅度變小、寬度變窄;太低還會(huì)使截止頻率(fc=1/(2π*RL*Cout))提高。測(cè)試發(fā)現(xiàn)10uF/4.7uF較為合適。

有很多設(shè)計(jì)好的LM386練習(xí)套件和模塊，資金富裕的同學(xué)可以考慮購(gòu)買一套，仔細(xì)研究一下。電路很簡(jiǎn)單，但模擬電路調(diào)整還是有些難度，需要一定的經(jīng)驗(yàn)積累，初學(xué)者值得練練。

LM386的輸出接揚(yáng)聲器，如果手邊沒(méi)有可以淘寶查查，價(jià)格從幾角錢到幾元錢的都有，輸入可以接各種音源，也可以自己利用駐極麥克風(fēng)做輸入信號(hào)。如果有條件，建議用信號(hào)發(fā)生器做輸入，用示波器觀察輸入和輸出的波形，查看電路的放大倍數(shù)和信號(hào)的失真程度。

駐極體麥克風(fēng)由聲電轉(zhuǎn)換和阻抗變換兩部分組成。聲電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件是駐極體振動(dòng)膜。它是一片極薄的塑料膜片，在其中一面蒸發(fā)上一層金屬薄膜。然后再經(jīng)過(guò)高壓電場(chǎng)駐極后，兩面分別駐有異性電荷。膜片的蒸金面向外，與金屬外殼相連通。在駐極體話筒中，有一只場(chǎng)效應(yīng)管做預(yù)放大，因此駐極體話筒在正常工作時(shí)，需要一定偏置電壓，這個(gè)偏置電壓一般情況下不大于10V。

圖7 駐極體麥克風(fēng)

圖8 駐極體麥克風(fēng)電路連接

對(duì)于大一和大二的初學(xué)者，除了在面包板上實(shí)驗(yàn)，建議也用Altium Designer軟件畫一下電路原理圖和PCB板，嘗試一下親自動(dòng)手制作電路板的樂(lè)趣。關(guān)于Altium Designer的使用，網(wǎng)上有很多視頻教程，慢慢摸索一下就會(huì)了。