D類音頻功放 OEP30W - TsinghuaJoking

簡介

OEP30WD 類音頻功率放大模塊是集成了 OEP30W IC 芯片的模塊。這么小的模塊可以輸出 30W 的音頻功率著實(shí)令人驚奇。

除此之外，還有令人不解的是，通過簡單的網(wǎng)絡(luò)搜索，該芯片的數(shù)據(jù)手冊（DATASHEET）居然找不到，所能夠找到的就是該芯片已經(jīng)成型的 OEM 模塊。

OPE30W D 類音頻功率放大模塊

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今日在淘寶上訂購了該音頻功率放大模塊，主要用于改造聲音信標(biāo)中的音頻功率放大，原來使用是 BTL 輸出的 L2726 音頻功放，在工作時(shí)，功放發(fā)熱厲害。需要借助于信標(biāo)外部金屬殼來完成散熱。相應(yīng)的測試參見下文：

• 聲音信標(biāo)長啥樣子？

1. OEP30W 模塊外部引腳定義

下面是 OEP30W 外部引腳定義：

OEP30W 音頻功放模塊引腳功能定義

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2. OEP30W 模塊規(guī)格

下面表格給出了 OEP30W 的主要技術(shù)參數(shù)指標(biāo)。

功放的規(guī)格

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由于購買到的 OEP30W 模塊的引腳采用 7PIN，100mil 的插針引腳，在實(shí)驗(yàn)之前需要將外部的插針焊接在模塊上。這樣便于使用面包板進(jìn)行測試器靜態(tài)參數(shù)。

焊接引腳插針

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3. 模塊使用注意事項(xiàng)

下面是在模塊銷售淘寶網(wǎng)站給出的模塊使用注意事項(xiàng)：

1、功放板供電后，接喇叭的 2 個(gè)焊盤之間的直流電壓 0V，喇叭焊盤與 GND 之間直流電壓為電源電壓一半。

2、選用 4 歐喇叭，電源電壓不能超過 16V，否則芯片發(fā)熱過高容易損壞功放。選用 8 歐喇叭，電源電壓不能超過 24V，否則電壓過高擊穿功放芯片。

3、功放板通電后，手不能觸碰板上元器件引腳，因?yàn)槿梭w干擾信號(hào)干擾數(shù)字功放的時(shí)序，導(dǎo)致?lián)p壞芯片，人體帶靜電——強(qiáng)高壓會(huì)出現(xiàn)擊穿損壞芯片，人體靜電的危害務(wù)必要知道。

4、電源電壓要穩(wěn)定，盡量采用開關(guān)電源與電池供電。電源不能超過板子工作電壓，否則燒壞芯片，數(shù)字功放特嬌氣，不比模擬功放，工作方式完全不一樣。

5、喇叭接線盡量用音響線控制在 3 米以內(nèi)，線太長負(fù)載的電感量增大并產(chǎn)生自感電壓過高擊穿功放芯片，長線接喇叭建議考慮加二極管（IN5819）實(shí)現(xiàn)對自感電壓的釋放保護(hù)芯片。6、8 歐姆喇叭基本無需加散熱片，小于 8 歐姆喇叭，如果芯片溫度高于 60 度，因立即停止工作，加散熱片扇熱，否則溫度升高會(huì)立即燒掉芯片。

功能實(shí)驗(yàn)測試

1. 實(shí)驗(yàn)的電路板

將焊接好的 OEP30W 模塊置于面包板上，將對應(yīng)的 VCC，GND 連接 12V 工作電源。

使用音頻信號(hào)發(fā)生器作為 模塊的音頻激勵(lì)信號(hào)。

測試電路板

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2. 上電靜態(tài)測試

（1）輸出電壓：

• VCC：11.80VSP+：5.80VSP- ：5.81VCS：9.15V

將 CS 接地，輸出的波形就是 0 了。靜態(tài)工作電流大約 10mA。

CS=0V 時(shí)模塊的 SP+,SP- 的輸出

（2）輸出波形：

將 CS 懸空，此時(shí) SP+,SP- 的輸出如下圖所示：

沒有輸入信號(hào)時(shí) SP+,SP- 的波形

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（3）加入測試信號(hào)

在 IN+加入正弦波信號(hào)，頻率：1.057kHz，幅度（交流有效值）0.1V。

輸入音頻測試信號(hào)

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在 IN+加入信號(hào)輸出信號(hào)

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2. 加入揚(yáng)聲器

（1）揚(yáng)聲器負(fù)載：在模塊 SP+,SP- 兩個(gè)引腳加入負(fù)載揚(yáng)聲器，組口 4Ω。在沒有接入音頻信號(hào)之前，模塊工作電流大約為 10mA。

負(fù)載揚(yáng)聲器，阻抗 4Ω

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（2）高頻輻射干擾：

評估 D 類揚(yáng)聲器所產(chǎn)生的高頻諧波對于外部的干擾，使用 DSA815 頻譜儀外加高頻發(fā)達(dá)接收頭，測試在揚(yáng)聲器周圍的電磁場的頻譜。

下面是音頻功放沒有開啟之前所接受到的射頻頻譜。其中在高頻段是一些北京地區(qū)的調(diào)頻廣播的的頻譜。

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將音頻功放開啟之后，對應(yīng)的頻譜出現(xiàn)了改變，如下圖所示。可以看到干擾一直延伸到廣播頻段。

在功放開啟之后的頻譜

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為了看清前面的頻譜的細(xì)節(jié)，使用 DSA815 測量 0~5MHz 之間的空間電磁場的頻譜。下面是在 OEP30W 沒有工作時(shí)，空間電磁場的背景頻譜。

低頻部分的空間電磁場，在 OEP30W 沒有工作之前

OEP30W 加電之后，對應(yīng)的空間電磁場的頻譜如下圖所示。其中清晰的看出，空間的諧波干擾主要來自于 OEP30W 的 PWM 的工作諧波頻譜。

低頻部分的空間電磁場，在 OEP30W 工作之后

為了消除 D 類功放對于外部射頻干擾，使用磁珠連接在揚(yáng)聲器的引線上。下圖的左邊是在揚(yáng)聲器的外部引線上增加了一對磁珠。

濾除射頻信號(hào)的磁珠

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測量空間電磁干擾，如下圖所示，其中在 50MHz 以上的電磁干擾明顯降低了。

增加了磁珠濾波之后的頻譜

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3. 加入音頻信號(hào)

將信號(hào)源信號(hào)引入 OPE30W 的 IN+管腳之后，揚(yáng)聲器突然出現(xiàn)振蕩信號(hào)。該信號(hào)與輸入的音頻信號(hào)無關(guān)。如果將揚(yáng)聲器撤離，OEP30W 的輸出則是正常的信號(hào)，如前面所測量的結(jié)果。

將信號(hào)源輸入 IN- 管腳，模塊輸出沒有響應(yīng)。

直接將信號(hào)源引入 IN- 引起的輸出振蕩

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在輸入端串接 10k 歐姆的電阻便可以消除振蕩的情況發(fā)生。

在 IN+輸入串接 10k 電阻

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接入串接電阻之后，OEP30W 放大倍數(shù)降低了。

• 輸入信號(hào)：0.538Vrms 功放輸出：2.63Vrms 放大倍數(shù)約為：4.88 倍。

在輸入端串聯(lián) 10k 電阻之后的輸出波形

總結(jié)

OEP30W 的基本工作配置：VCC=+12V，GND= 0V，CS 懸空；在揚(yáng)聲器輸出中串入磁珠可以降低空間射頻干擾；將信號(hào)接入 IN+，并串入電阻，改變模塊的增益，減少模塊的自激振蕩。