浅谈LM386功放电路在实践教学中的应用
2016-02-06帅江华李志宜
帅江华,李志宜
(上饶职业技术学院,江西 上饶 334000)
浅谈LM386功放电路在实践教学中的应用
帅江华,李志宜
(上饶职业技术学院,江西 上饶 334000)
文章讲解了LM386集成芯片的原理及功能,并以实际功能电路为例说明其在日常生活中的应用,并介绍了如何通过电路分析及实物的制作进一步掌握运放的应用。
LM386;功率放大器;仿真
1 芯片介绍
LM386是National Semiconductor Corp生产的小功率通用型集音频功率放大器,该功放电路是当前一类应用非常广的微型电子器件,主要应用于低电压消费类产品,如AM-FM收音机、无绳电话、对讲机、通信设备、便携式音乐播放机、耳机、电视机、方波和正弦波等。当设置外部器件最少时,Avf内置为20,但在1脚和8脚之间增添支路作为反馈电路,用来调节电路增益,在这种电路设计中,Avf的大小可以进行随意调节,但最大不超过200。以地作为参考电位—零电位点,静态情况下,输出端的直流电压等于,当使用6 V的直流电压时,其消耗的静态功率为24 mW,功耗低(一般来说,在常温下损耗功率是660 mW)、BW约为300 Hz,因电路的外部连接的器件相对比较少,因此在实际设计电路时可以不加散热片,使得LM386特别适用于电池供电的场合。
(1)LM386引脚排列如图1所示。
图1 LM386引脚
(2)LM386电气特性如表1所示。
表1 LM386电气特性
2 工作原理
LM386芯片内部结构如图2所示。
图2 LM386芯片内部结构
LM386与常用的放大类芯片相似(内部电路如图2所示),他内部包含三级放大电路,第一级为输入级、第二级为中间级和第三级为输出级。
第一级为差分放大电路,其中两个复合三极管分别由4个三极管相应的构成,在差分放大电路中起着放大电路信号的作用,电信号从三极管T4和三极管T1的基极输入,于是三极管T3的集电极输出电信号,所以该差分电路类型为双端输入单端输出。由T2和T3组成的有源负载其电流源是由T5和T6两个三极管镜像而成的,它可以使其增益不论是双端输出电路还是单端输出电路都几乎相同。R6、R7为输入偏置电阻,决定输入阻抗大小。差分电路作为输入级可以有效提高抗干扰能力,抑制零点漂移。
第二级放大电路为共发射极电路,主要由T7组成。作为有源负载的恒流源I7,其功能是用来扩大第二级增益的。
第三级是甲乙类互补放大电路,由PNP型与NPN型管两个复合三极管构成。为了解决电路的交越失真,为此特设计一个偏置电压,在电路中,可以看到,该偏置电压由二极管D1和D2提供。
在整个电路中,为了形成稳定的电压增益,先预设一个反馈电路,于是就设计了一个电压串联深度负反馈电路,由电阻R5引线到三极管T3的发射级的支路构成。
3 LM386芯片的应用
3.1 电路仿真设计
(1)设计一个简单的应用电路,并在proteus上画出电路,如图3所示。
图3 电路仿真
(2)仿真:通过输入5V的音频信号,可以看到图中波形,效果明显,如图4所示。
(3)结论。由仿真结果可以得出,静态时,电容C1上所分布的电压为VCC的1/2,当波形最大不失真时,该芯片输出电压和电源电压(VCC)相等,当VCC调为12 V时,RL=20 Ω时,输出最大功率为(12×12)/(8×20)=0.9 W。
交流通路中,当反馈支路R为0时,这时增益最大。电路增益随着R增大而减少,输入电压的有效值也随之改变。
3.2 电路制作—实物电路图(见图5)
图5 实物
(1)电路布局。先确定核心器件,然后布置分立元器件,元件可水平或垂直放置,不可斜放,尽量不要安装得过于紧凑,以致影响电路的稳定性,根据电子产品装接的标准和规格插装元器件。
(2)电路焊接。为保证焊接质量的提高,可以在心中确定两个焊接方向,上下电源“+”“-”方向,左右为信号输入输出方向,以避免电路出现漏焊。
(3)电路调试。通电,接入音频信号,试听音响效果,调节电位器,测试及观察电路输出。
4 结语
先通过芯片介绍和工作原理的讲解,再结合proteu软件进行电路仿真,最后制作实际电路,进行演示及调试,进而直观形象地了解和掌握LM386的运用。同时也可以自己设计类似的应用电路,达到触类旁通的效果。
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Analysis on the application of LM386 power amplifier circuit in practice teaching
Shuai Jianghua, Li Zhiyi
(Shangrao Vocational Technical College, Shangrao 334000, China)
This paper explains the principle and function of LM386 integrated chip, and taking the actual functional circuit as an example to illustrate its application in daily life. And introduces how to further understand the operational application by analysis of circuit and making material object.
LM386; power amplifier; simulation
帅江华(1981— ),男,江西九江,讲师。