如何使用LS4440构建大功率立体声音频放大器

chencui 2022-08-16 2657

音视频及家电

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描述

LA4440 是一款非常流行的双通道音频放大器，通常用于构建大功率音频放大器。该 IC 以其高功率、易于使用和便宜的价格而闻名，这使其在

使用 12V 工作的家庭影院和汽车放大器系统中广受欢迎。因此，在本文中，我们将学习如何使用LS4440 音频放大器 IC构建大功率立体声音频放大器。该电路将有两个 LS4440 放大器 IC，将能够驱动两个具有音量、低音和高音控制的 20W 扬声器（20W+20W）。此外，我们的放大器板的音频输入可以直接从音频插孔提供，也可以使用蓝牙无线提供。

LA4440集成电路

在开始构建这个放大器之前，让我们更多地了解LA4440 功率放大器 IC以了解它的技术规格，以便我们可以有效地设计我们的放大器。如下图 LA4440 是三洋开发的 14 脚线性音频放大器 IC。

扬声器

该 IC 可用作单声道音频放大器或立体声双通道音频放大器。它具有双重启用模式，即立体声模式和桥接模式。这两种配置模式的主要区别在于，在立体声模式下，单个 IC 可以驱动最大 6W + 6W 的两个扬声器，这意味着只有 12 瓦的负载，但在桥接模式配置中，您将从单个 IC 获得 19W 的音频输出对于单个扬声器。因此，我们需要 2 个 IC 来制作立体声和 2 个相同电路的副本，我们将在电路图部分讨论。在这里，我将音频放大器配置为桥接模式，以获得 20 W + 20 W 强大的音频输出。由于我们的设计有两个 IC，因此也称为4440 双 IC 放大器电路。除此之外，我们的音频放大器 IC 还具有以下优点。

它具有良好的纹波抑制 46db

良好的通道分离

残余噪音小

低音频恢复了从低频到高频的广泛音乐。

小弹出或启动噪音

内置音频静音功能

内置保护：过压保护、浪涌电压保护、引脚对引脚短路保护。

所需备件最少

什么是纹波抑制，为什么它很重要？

纹波是电压和电流在一个可以随负载变化的稳态值上的变化，这会在电路的输出端产生噪声，从而导致失真。为了克服这个问题，采用了有助于抑制这种噪声/纹波的滤波器。这称为纹波抑制。LA4440 IC 提供 46dB 的良好纹波抑制值。

什么是通道分离？

当单个 IC 封装包含多个运算放大器时（LA4440 IC 有 2 个通道），一个运算放大器会影响另一个运算放大器的性能。为了防止这个问题，LA4440 IC 提供了良好的通道分离，内部框图和引脚图如下所示

扬声器

40W双IC立体声音频放大器所需材料

下面列出了完整的立体声音频放大器材料清单。使用的大多数组件应该很容易获得，因为它们通常用于音频放大器电路。

扬声器

LA4440双IC放大电路

完整的4440IC 放大器电路图如下图所示。由于电路的大功率特性，不建议使用面包板来构建此电路。因此，我们将通过为该电路设计音频放大器 PCB在家中构建 PCB 。

扬声器

我已将第一个 IC 上的电容器 C13 和 C14 以及第二个 IC 的 C23 和 C16 连接到 IC 引脚 1 和 7。这些电容器称为反馈电容器。我们放大器的低截止频率取决于这些电容器的值，如果值增加，启动时间将延迟。IC 1 和 2 上这些电容器的电压增益可以通过分别改变电阻器 R1 和 R2 的值来调整。

第一个 IC 的电容器 C15 和 C19 以及第二个 IC 的 C20 和 C21 与 IC 引脚 9 至 10 和 13 至 12 的输出端相连。这些电容器称为自举电容器，用于低音或低频调整。

C3 和 C4 是非常重要的电容器。该电容的值应该很高，通常推荐 2200uF 35V 或 4700uF 35v 用于主电源滤波和负载处理。电容器的额定电流为 1Amp 至 3Amp，以改善音质。电容器 C2 和 C5 是滤波电容器，用于过滤提供给我们的放大器 IC 的音频输入。

电容器 C18 和 C17 是在音频系统或其他电子电路中用于噪声过滤的旁路电容器。当像我们的音频放大器这样的有源设备连接到电源时，我们的设备消耗的电流会在电源上产生电压降。由于我们负载的阻抗变化和连接在同一路径上的多个有源负载，电流消耗会波动并产生更多的电压尖峰和接地反弹。为了避免这个问题，我们通常在负载中使用旁路电容器，为瞬态电流提供旁路路径，而不是流经公共路径。

LA4440 音频放大器 PCB 设计

如前所述，该电路涉及高电流路径，因此无法在面包板上构建和测试。因此，我们使用 Eagle 软件为上述电路设计了 PCB。您可以使用您选择的任何 PCB 设计软件。此外，如果您不想设计 PCB，可以将电路直接焊接在穿孔板上。我的 PCB 布局如下图所示。

扬声器

我们将使用这种 PCB 设计布局在家中构建我们自己的 PCB。

扬声器

PCB 设计有两个音频输入，一个是通过 aux 和 3.5mm 音频插孔通过直接音频线，另一个是用于无线蓝牙连接。我们还使用螺丝端子为电路板供电并连接两个 20W 扬声器。电位器用于控制音量、低音和高音。

使用墨粉转移方法构建 PCB

为了演示这个项目，我们使用 Toner transfer 方法创建了自己的 PCB。下图显示了我们电路板在制造过程中的各个阶段。

扬声器

查看下面给出的图像，看看在钻完所有元件焊盘后自制 PCB 的样子。正如你所看到的，板子变得整洁，垫子都清晰明了。

扬声器

读取电路板后，就可以插入所有组件并将其焊接到定制的 PCB 上。我用来焊接电路板的组件如下所示。在这里，我使用双通道电位器来控制音量、低音、高音。对于电源，您可以使用 12v 1 Amp 到 3 Amp 的电源或 12V 电池。

两针螺丝端子用于为电源供电和连接扬声器。三针螺丝端子用于提供音频输入。我们还添加了一个迷你板载蓝牙模块，因为现在人们喜欢直接从手机播放歌曲，显然是通过无线连接。您还需要插入一个公母头，以便轻松移除和更改它。对于这个蓝牙模块的电源，我使用了一个 LM7805 正电压调节器 IC，它有助于将电压从 12 V 控制和下降到 5 V。

扬声器