HI—Fl 数控LM1875功放 功率放大器

许多音响音乐爱好者往往对IC功放不屑一顾。他们认为Hi-Fi功放非分立元件设计制作不可。其实，这种看法有失偏颇。诚然，分立元件功放的性能和音质确实非IC功放可比。但这是从终极的性能和音质以及不计成本为前提的说法。
      事实上，现行业余设计制作的不少分立元件功放的性能和音质，由于没有测试仪器，其性能究竟达到什么水平很难说。由于没有测试仪器参与调试，同样的一个放大电路，其性能因制作水平而异，有时更不可同日而语。
      再说，在成本相当的条件下，要设计出一款性能和音质优于IC功放的分立元件功放，对专业设计师来说决非易事，对业余爱好者来说更是难上加难。而采用IC制作功放，其基本性能是易于保证的，可收事半功倍之效。
      因此我们认为，若以学习设计和钻研放大器技术为主要目的，制作分立功放是必由之路。如果以欣赏音乐为主要目的而又不想购买商品功放者，显然以制作IC功放是首选。长期以来，有不少IC功放就是为Hi-Fi而设计的，它们失真低，工作稳定可靠，元件少，成本低，容易制作。其音质完全能够满足Hi-Fi欣赏要求，配合电脑欣赏音乐，无论性能还是音质更是绰绰有余。
      本次DIY采用LM1875自制25W ×2功放的应用设计考虑及制作技巧和主要测试性能

所选的变压器


硬件模块：

供电部分
 

功放部分
 
 

调音部分
 
 

喇叭保护部分
 



硬件模块芯片的选取：

功率放大器（LM1875）：
    LN1875是一款发烧级功率放大器，美国国半公司研发的一款功放集成块！ 它在使用中外围电路少，而且有完善的过载保护功能音色甜美富有醇厚的音质。工作范围：单电压（15~60V） ,或双电源（±20V最大输出功率25W，总谐波失真为0.015％、±30V最大输出功率30W）， 该集成电路内部设有过载过热及感性负载反向电势安全工作保护。
        
喇叭保护（UPC1237）：
        UPC1237是扬声器保护专用集成电路，具有较宽的电压（VCC=25-60V）,内部包括开机延时、中点点位检测、过负荷检测、交流电源检测、双稳态触发器、继电器驱动等电路，仅需增加少量电阻电容等元件，即可保护功能完备、外围电路简介的扬声保护电路#p#分页标题#e#


系统硬件电路：

1）.供电部分
 


由于传统的功放对电源的要求很是讲究，电源的功率与输出电压直接影响功放部分，要发挥芯片的极致不产生截波失真，不仅需要在电压上进行调节，功率也很重要。在这里本次项目的电源部分采用“发烧级电源”变压器选取为100W，18V输出，经过整流部分后采用大电容4700UF为主滤波电容，次级电容470UF、47UF、4.7UF、0.47UF一次排开用来消除高次谐波，减少脉动的直流使之输出平稳的直流电，这一点上沵补了一般的线性电源输出直流的脉动系数。

2）调音电路
 


    调音模块采用高通、低通把声音信号分成三段，20HZ—1KHZ为低音段，1KHZ—10KHZ为中音段，10KHZ—20KHZ为高音段


3）功放电路

 
IC为NS的LM1875，这款IC被广泛的应用已有很多年的历史，是非常经典的功放芯片，主要用于中高档音响中。
LM1875具有宽工作电压，低静态电流，低失真，外围器件少，等优点，是一款不错的IC功放。LM1875在这里采用双管推管作为驱动音响电路。对于负载为8Ω，在正负20V工作电压下输出功率可达到22W总谐波失真为0.015％。功放电路设计比较简单，但设计时要注意器件参数的选取，LM1875的闭环增益比较高，器件参数选取不当容易产生自激。本电路采用正向端输入，反馈电阻54KΩ，反向电阻为2.2KΩ，使电压增益控制在30dB左右，电路中的R4、C5和R8、C10为音响电路中输出端常见的茹贝尔（Zobel）网络，其主要作用是提高电路的稳定性，防止高频振荡。R1、R5为输入偏置电阻，阻值不能太大，否则会使噪声偏大，这里选1KΩ。同时与前面所设计的调音电路进行协调，对输入信号进行一定程度的衰减。


4）喇叭保护电路
 


      UPC1237l喇叭保护电路，由单电源供电，工作电压范围为25v～60v，通常直接利用功放的正电源 Vcc作为电源。这里运用到了芯片的“流断电检测、电源接通延时、过流检测、以及功放输出直流偏移检测”功能。电源接通，延时三秒自动开启，继电器断开，处于正常工作状态。当产生浪涌电压时继电器吸合，使输出断路，电路处于断开状态，当浪涌电压消失时，继电器断开，信号正常输出，以免过大的电流输出，相当于对喇叭的保护作用


软件模块：

选用MSP430为主导
MSP430是16位超低功耗的混合信号处理器，采用了精简指令集（RISC）结构，具有丰富的寻址方式（ 7 种源操作数寻址、 4 种目的操作数寻址）、简洁的 27 条内核指令以及大量的模拟指令；大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算；还有高效的查表处理指令，内部集成D\A、A\D转换，具有 LCD 驱动模块等

 

2011-1-4 16:15:27 上传

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写在word文档里，程序流程图：

 

 




软件设计思想及技巧：

        在对软件编程的时候很容易对自己失去信心，因为有时候程序是出来了但是结果却出不来，或者在最开始的时候由于没有好的思路放弃了自己的很多想法，导致还没开始写程序就认为自己写不出来，这是编程者的一大弊病，在此介绍几个软件设计的技巧：
        首先良好的编程习惯是很重要的。
        其次，在编程前要从整体上把握，组织；使用UML分析。
        然后，在编程中尽量不使用怪癖的语句算法，注意代码排版。接下来，一定要会使用、经常使用注释！
        最后，调试要有耐心，要细心

硬件调试过程：
         频率在1KHZ时，波形正常，无明显失真。
 

 




最高频率可达100KHZ，此时波形正常，无明显失真
 




低频率在20HZ时，此时波形正常，无明显失真
 




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开机显示：



软硬件的联合调试 

        当程序调试成功后，可以将生成的目标代码下载到MSP430单片机中去，进行软件的调试软硬件结合调试。通过调节对比度电位器，观察产生的效果能否达到预期要求（既液晶屏上显示既定的文字和字符），如果控制系统能够一一实现既定要求，说明设计去的成功，否则需要从新对硬件和软件进行修改，知道达到设计要求

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

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