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[影音] 制作一台【7.1声道纯直流功率放大器】

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发表于 2021-1-9 23:25:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 我不是小连 于 2021-1-9 23:35 编辑

--------------------前言--------------------
    为了防止直流信号输入到功放,几乎所有的成品功放,都会在信号输入串联一个耦合电容。而这个电容或多或少会对音频产生影响。
    耦合电容的作用:不同的音频芯片工作在不同的电压,其输出的音频信号通常带有接近一半的电源电压,而直流电是绝对不能输入到功放中,否则放大后的直流电压会烧坏喇叭。电容的作用就是通交隔直,通高阻低。这样直流电压就不会进入功放。
    耦合电容的害处:电容的容抗,容量小会对低频产生比较大的衰减;容量大会使充放电速度减慢导致高频浑浊不清。同时不同频率的交流电通过电容会产生不同的相位偏移,从而导致声场混乱,劣化音质。
    纯直流功放:使用双直流电供电,没有输入电容,也没有输出电容,输入的音频信号直接放大后输出到喇叭。可以说从0Hz到22kHz的音频信号,都可以毫无阻碍的放大输出。低频高频效果都非常好。
--------------------成品欣赏--------------------
    在经历各种波折、解决重重困难、发生离奇意外后,终于完成了。大旋钮可以一次性调节所有声道总音量,而4个小旋钮可以单独控制除了重低音以外的7个声道的额外衰减,衰减范围是-12dB~0,以满足调节不同音箱到需要的音量大小。
--------------------制作过程--------------------
电源部分>>>>
    OCL功放需要双直流电,通常采用环形变压器供电,然后通过非常大的电容模组整流滤波得到正负30V直流电压。而喇叭保护电路需要8V直流电,因为变压器上没有这个输出绕组,用一个小DC-DC就可以得到。
    电源成品:
    整流滤波电路比较简单,用覆铜板自己雕刻线路就可以。
    用一个ATX电源的外壳做这个电源外壳,刚刚好。其中变压器的双12V暂时没有使用,也先整流滤波备用。
功放部分>>>>
    本次采用集成功放芯片LM4766。这是一款双声道40W功放,集成度高,外网元件少,性能优异,声音有胆味。使用集成功放,可以极大简化制作成本和调试过程,成功率高。
    使用官方提供的电路,修改负反馈电阻使增益提高到32dB(40倍电压增益),然后打样PCB,焊接测试。OCL立体声的方案都完美通过测试,试音非常好。然而单声道BTL却遇到了问题。
喇叭保护>>>>
    为了防止不小心输入直流电,以及预防电路出现意外故障情况输出直流电,必须在功放输出到喇叭之前串联喇叭保护电路。upc1237是一款功能全面的喇叭保护芯片,可以上电延迟接通,断电迅速断开,可以检测功放是否过载,也可以检测喇叭的直流电压,只要直流电压超过|±0.5V|就可以在设定的瞬间切断喇叭连接。
重低音解决方案>>>>
    在测试单声道BTL带低音炮的时候发现,只要音量大一点,功放芯片就会突然损坏。在仔细检查后发现,这款芯片的最大输出电流只有4A,在BTL电路使电压提高一倍,电流也被动提高了一倍,因此超过了芯片承受范围,尽管有完善的保护电路,但也难保万无一失,结果就把内部的功放管烧坏了。
    因此需要重新挑选一块输出电流更大的功放芯片。TDA7294成为了不错的方案,最大10A的输出电流,可以提供足够大的功率带来醇厚沉重的超重低音。
电路板制作>>>>
    收到5块钱5片的电路板后花几个晚上把所有的声道全部焊接好,并且测试好。

外壳和散热>>>>
    AB类功放在工作的时候会产生大量的热量,必须用足够大的散热器使温度维持在合适的范围内。之前拆了一台4声道功放刚好有一个足够大的散热器。
    本次依然采用透明亚克力做外壳,并且用上了激光切割。先用CAD画好图,就可以拿给工厂切换想要的面板,然后通过化学溶剂把面板破解起来,得到完整的外壳。



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 楼主| 发表于 2021-1-10 12:01:14 | 显示全部楼层
a1361390 发表于 2021-1-10 03:11
现在咸鱼上买个十几年前的次旗舰才多少钱,hdmi遥控器,还有音箱房间自动矫正,你这个功率也没什么优势,说 ...

太大!太大!太大!放桌面太占地方!
我这个功率,9㎡的空间足够足够了!

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发表于 2021-1-9 23:34:29 | 显示全部楼层
图片都不能显示了。
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 楼主| 发表于 2021-1-9 23:34:45 | 显示全部楼层
cdxwg 发表于 2021-1-9 23:34
图片都不能显示了。

可以了可以了
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发表于 2021-1-9 23:35:21 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
图片挂了,还是我手机的问题?
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发表于 2021-1-9 23:47:13 | 显示全部楼层
本帖最后由 lifjt 于 2021-1-9 23:51 编辑

4766是个好东西,我用它有足足20年了,现在还在用。7293 94在90年代末到2004年前很多AV功放里都在用。
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发表于 2021-1-9 23:48:41 | 显示全部楼层
看到电脑ATX电源外壳的时候心里咯噔了一下,还好后来看到了里面掏空改用的是牛。:lol:
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发表于 2021-1-10 00:03:10 | 显示全部楼层
赶上直播了
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发表于 2021-1-10 00:40:19 | 显示全部楼层
加不加耦合电容类似于OOXX需不需要戴TT,爽是爽了,后果嘛自行承担

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发表于 2021-1-10 03:11:34 | 显示全部楼层
现在咸鱼上买个十几年前的次旗舰才多少钱,hdmi遥控器,还有音箱房间自动矫正,你这个功率也没什么优势,说实话买个二手用起来还舒服点,倒是低音炮自己做能省几倍钱
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 楼主| 发表于 2021-1-10 12:00:08 | 显示全部楼层
feiyu0098 发表于 2021-1-10 00:40
加不加耦合电容类似于OOXX需不需要戴TT,爽是爽了,后果嘛自行承担

所以才有了喇叭保护芯片,而且交流负反馈的存在可以平衡掉一点直流偏移的
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 楼主| 发表于 2021-1-10 12:03:28 | 显示全部楼层
本帖最后由 我不是小连 于 2021-1-10 12:07 编辑
a1361390 发表于 2021-1-10 03:11
现在咸鱼上买个十几年前的次旗舰才多少钱,hdmi遥控器,还有音箱房间自动矫正,你这个功率也没什么优势,说 ...

我这个尺寸,刚好可以放进屏幕后面的20cm空间里,你看哪个成品功放可以做到足够尺寸?那些便宜的国产功放,还在用2030,功率更低。我的家庭影院已经有一套安桥全景声了,不需要再买一台
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 楼主| 发表于 2021-1-10 12:04:42 | 显示全部楼层
lifjt 发表于 2021-1-9 23:47
4766是个好东西,我用它有足足20年了,现在还在用。7293 94在90年代末到2004年前很多AV功放里都在用。 ...

是好东西,音质真是没的说,不过我的是7294,虽然转换速率到不了7293的水平,但给低音足够了,直流功放低音弹性非常好
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 楼主| 发表于 2021-1-10 12:06:09 | 显示全部楼层
lifjt 发表于 2021-1-9 23:48
看到电脑ATX电源外壳的时候心里咯噔了一下,还好后来看到了里面掏空改用的是牛。 ...

这个壳子真是做什么都可以用的上呢
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发表于 2021-1-10 15:09:15 | 显示全部楼层
4766和7294最好还是带上输入耦合
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发表于 2021-1-10 16:49:01 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
很遗憾,在这之前信号已历经无数个电容的洗礼。
再一个,直流对喇叭具有严重的威胁,频率过低的信号成分无异于直流,百害而无一益。并且这种情况是难以察觉的(人耳听不到),最终结果就是喇叭莫名烧毁,曲终人散。
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 楼主| 发表于 2021-1-10 20:03:37 | 显示全部楼层
景德镇屏 发表于 2021-1-10 16:49
很遗憾,在这之前信号已历经无数个电容的洗礼。
再一个,直流对喇叭具有严重的威胁,频率过低的信号成分无 ...

主板声卡DAC输出只有一个电容每个通道,并且主板的音频电容还是不错的,不是那种低端板就好
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 楼主| 发表于 2021-1-10 20:04:13 | 显示全部楼层
本帖最后由 我不是小连 于 2021-1-10 20:09 编辑
景德镇屏 发表于 2021-1-10 16:49
很遗憾,在这之前信号已历经无数个电容的洗礼。
再一个,直流对喇叭具有严重的威胁,频率过低的信号成分无 ...

主板声卡DAC输出只有一个电容每个通道,并且高端主板的音频电容还是不错的,不是那种低端偷工减料板就好
而且喇叭保护电路又不是白干的,直流功放的作用是不会对低频造成频率越低衰减越大的坏影响,使频率曲线平直,相位曲线也是平的
而且怕啥,我的低音炮承受功率130W,远超功放功率了,主箱70W,也比功放功率还大,根本推不满


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 楼主| 发表于 2021-1-10 20:11:43 | 显示全部楼层
本帖最后由 我不是小连 于 2021-1-12 21:06 编辑
落花萧然 发表于 2021-1-10 15:09
4766和7294最好还是带上输入耦合

实测主板声卡输出没有直流偏移。
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发表于 2021-1-10 20:36:16 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
既然用了负反馈电容也不用去纠结一个输入电容了。
再说无论是2.1、5.1还是7.1系统中除了超低音需要处理一些低频信号(通常双18低音炮也就35hz到底了),其它通道都是不需要的。换句话说就是低频范围延伸的越广危害越大,对喇叭对功放都是一种负优化,明白了吗?
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