5530 Purnode · BE
Dokumentacja LM386 · Rewizja 1
LM386 — wzmacniacz audio odbiorczy
Dokumentacja projektowa do wykonania i sprawdzenia na prototypie. Wyniki cyfrowe zostały obliczone; nie mierzono żadnej mocy, zniekształceń, stabilności ani jakości dźwięku. Weryfikacja plików nie zastępuje testów elektrycznych.
Zastrzeżenie
Dokumentacja ta jest dostarczana w stanie niezmienionym, do celów edukacyjnych i eksperymentalnych. Obliczenia, symulacje i weryfikacja plików nie stanowią pomiaru wydajności ani certyfikacji lub kwalifikacji zmontowanego urządzenia.
Osoba budująca lub korzystająca z urządzenia ma obowiązek sprawdzić schemat, komponenty, połączenia i środki ochronne, postępować zgodnie z instrukcjami producenta i obowiązującymi przepisami oraz zlecić walidację kompletnego urządzenia przed użyciem. W zależności od urządzenia napięcie elektryczne, energia o częstotliwości radiowej i ciepło mogą spowodować porażenie prądem, oparzenia lub pożar. Testy muszą być przeprowadzone przez kompetentną osobę, zaczynając od małej mocy i stosując odpowiednie środki ochronne.
W zakresie dozwolonym przez prawo ON4CRD i współtwórcy nie gwarantują przydatności do określonego celu lub wyników oraz zrzekają się odpowiedzialności za szkody wynikające z konstrukcji, modyfikacji lub użytkowania. Niniejsza informacja nie ogranicza żadnych obowiązkowych praw ani żadnej odpowiedzialności, której wyłączenie nie jest dozwolone przez prawo.
Konfiguracja referencyjna
LM386N-1 w PDIP8, zasilanie izolowane od 6 V z ograniczeniem prądu, głośnik nominalny 8 Ω i nominalne wzmocnienie wewnętrzne 20. Końcówki 1 i 8 pozostają bez połączeń zewnętrznych. Potencjometr 10 kΩ reguluje głośność, a nie wzmocnienie wewnętrzne.
Źródło audio kompatybilne
Użyj demodulowanego wyjścia mono o niskiej impedancji i odpowiednim poziomie, odniesionego do GND. Nie podłączaj bezpośrednio wyjścia RF, wyjścia głośnikowego w układzie mostkowym ani dwóch kanałów stereo razem. Wysokoimpedancyjny detektor wymaga osobno zaprojektowanego interfejsu.
Schemat i punkty pomiarowe
C1 to kondensator foliowy 1 µF przed potencjometrem. C2 ma wartość 220 µF, dodatni do wyprowadzenia 5. R1 i C3 tworzą szeregowy odcinek 10 Ω i 47 nF między VOUT a GND. C4 i C5 lokalnie odsprzęgają zasilanie. C6 ma wartość 10 µF, dodatni do wyprowadzenia 7.
Rozmieszczenie wyprowadzeń i masa
PDIP8 widziany z góry, nacięcie u góry: 1 do 4 schodzą na lewo; 5 do 8 podnoszą się w prawo. Wyprowadzenia 2 i 4 do GND, 3 do suwaka, 5 do VOUT, 6 do VS i 7 do obejścia. Sprawdź także fizyczne zaciski wybranego potencjometru.
Krótkie rozmieszczenie
Umieść odsprzęganie w pobliżu pinów 6 i 4 oraz utrzymuj krótkie połączenia wyjściowe i sieci stabilizującej. Oddziel powrót prądu głośnika od wrażliwej ścieżki wejściowej aż do wspólnego punktu GND. Ten dokument zawiera schemat okablowania, a nie zatwierdzoną płytkę drukowaną.
Komponenty i akcesoria
| Oznaczenie | Ilość | Wartość | Wybór i funkcja |
|---|---|---|---|
| U1 | 1 | LM386N-1 | Układ scalony TI LM386N-1, obudowa PDIP8; sprawdzić sufiks i orientację. |
| RV1 | 1 | 10 kΩ | Potencjometr audio logarytmiczny mono; zacisk niski do GND, suwak do VIN, zacisk wysoki za C1. |
| C1 | 1 | 1 µF | Folia niepolaryzowana, napięcie nominalne co najmniej 16 V; sprzężenie wejściowe odniesienia. |
| C2 | 1 | 220 µF | Elektrolityczny, napięcie nominalne co najmniej 16 V; biegun dodatni do VOUT, biegun ujemny do OUT_AC. |
| C3 | 1 | 47 nF | Folia lub ceramiczny, napięcie nominalne co najmniej 16 V; w szereg z R1, nigdy równolegle do R1. |
| C4 | 1 | 100 nF | Ceramika sprzęgająca lokalna między VS a GND, krótkie połączenia. |
| C5 | 1 | 100 µF | Elektrolityczny, napięcie nominalne co najmniej 16 V; biegun dodatni do VS, biegun ujemny do GND. |
| C6 | 1 | 10 µF | Elektrolityczny, napięcie znamionowe co najmniej 16 V; plus do BYPASS, minus do GND. |
| R1 | 1 | 10 Ω | Rezystor stabilizujący, moc znamionowa co najmniej 0,25 W, w szeregu z C3. |
| J1 | 1 | 2P | Złącze wejściowe audio mono; sygnał i powrót GND oznaczone. |
| J2 | 1 | 2P · 6 V | Złącze zasilania; polaryzacja oznaczona, sprawdzić przed podłączeniem. |
| S1 | 1 | SPST · ≥0.5 A / 12 V DC | Wyłącznik jednobiegunowy przed VS; zdolność do przerwania prądu stałego co najmniej 0,5 A przy 12 V. |
| J3 | 1 | 2P | Złącze wyjściowe; głośnik między OUT_AC a GND, nigdy bezpośrednio między VOUT a GND. |
| SP1 | 1 | 8 Ω · ≥1 W | Głośnik znamionowy 8 Ω, dopuszczalna moc co najmniej 1 W; jego rzeczywista impedancja zależy od częstotliwości. |
| RTEST | 1 | 8.2 Ω · ≥1 W | Rezystancja nieliniowa 8,2 Ω, co najmniej 1 W, używana zamiast głośnika do prób niskiej mocy. |
| SK1/BOARD1 | 1 | PDIP8 | Uchwyt PDIP8 i płyta montażowa z krótkimi połączeniami; sprawdzić styki przed włożeniem. |
| PS1 | 1 | 6 V · 50/200 mA | Izolowany zasilacz laboratoryjny, ustawiony na 6 V, z regulowanym ograniczeniem 50 mA i 200 mA dla protokołu. |
| WIRE1 | 1 | GND / VIN / VS / OUT_AC | Krótkie przewody do zasilania i wyjścia; krótka ekranowana linia audio, z oznaczonym powrotem GND. |
| TEST1 | 1 | 1 kHz | Generator sinusoidalnego niskiego poziomu do 1 kHz, multimetr i oscyloskop z sondami odpowiednimi do przewidzianych napięć. |
Montaż krok po kroku
Montaż przy wyłączonym zasilaniu i kontrola każdego węzła zgodnie z netlistą. Symbole GND oznaczają ten sam węzeł; nie określają długiego wspólnego przewodu przechodzącego przez wszystkie prądy.
- Zlokalizować wycięcie w uchwycie i piny. Pozostawić U1 poza uchwytem podczas kontroli ciągłości i polaryzacji.
- Okablować J2, GND, C4 i C5. Sprawdzić brak zwarcia i polaryzację kondensatorów przed podłączeniem zasilania.
- Okablować wejście J1, C1 i RV1. Sprawdzić, czy minimalna głośność łączy suwak z GND i czy źródło nie łączy się z wyjściem.
- Dodać R1, C3, C2 i J3, dokładnie według węzłów ze schematu. R1 i C3 są połączone szeregowo; obciążenie podłączyć po C2.
- Dodaj C6, dodatni do pinu 7. Sprawdź połączenia pinów 2 i 4 z GND i zostaw piny 1 i 8 wolne.
- Po odłączeniu zasilania i rozładowaniu kondensatorów, włóż U1 we właściwym kierunku. Podłącz rezystor testowy do J3, a następnie przygotuj multimetr i punkty pomiarowe przed włączeniem zasilania.
Protokół pierwszego uruchomienia
Te limity są ostrożnymi kryteriami zaproponowanymi dla tego prototypu, a nie gwarantowaną wydajnością TI. Zapisz wartości faktycznie zmierzone. Rezystor testowy 8,2 Ω zastępuje głośnik; nie dodaje się go równolegle.
- Źródło dźwięku odłączone, minimalna głośność i S1 otwarty: ustaw 6 V i początkowy limit 50 mA, następnie zamknij S1. Wyłącz w przypadku nieprawidłowej polaryzacji, zapachu, szybkiego nagrzewania się lub trwałego ograniczenia.
- Po ustabilizowaniu, odczytać prąd w spoczynku. Brak 20 mA bez sygnału uzasadnia zatrzymanie i diagnozę. Zmierzyć TP1 względem TP0; dążyć do ustawionego napięcia, bez trwałego spadku.
- Odczytać napięcie stałe na TP3: powinno ono być bliskie połowie TP1. Wartość poza 2 a 4 V przy zasilaniu 6 V wymaga poszukiwania usterki. Na TP4 poczekać na naładowanie C2, a następnie sprawdzić, czy napięcie stałe zbliża się do zera.
- Po tych kontrolach limit 200 mA jest odpowiedni dla planowanych testów niskiego poziomu. Wstrzyknąć sinusoide 1 kHz, stopniowo zwiększać głośność i faktycznie zmierzyć skuteczne 20 mV na TP2. Uwzględnić ustawienie obciążenia generatora.
- Porównać sygnał zmienny z TP3 i TP2. Obliczona wartość nominalna wynosi 0,40 V skutecznie na TP3 dla 20 mV do TP2; nie jest to odczyt pomiarowy. Sprawdzić kształt sygnału, brak przeciążenia i oscylacji przed jakimkolwiek zwiększeniem.
- Zmierz TP4 na znanej rezystancji testowej i ogranicz próbę do skutecznego 1 V bez przycinania. Przerwij przed wymianą rezystora na głośnik. Zanotuj warunki; samo odsłuchiwanie nie kwalifikuje stabilności.
Podłączenie instrumentów
Używać izolowanego źródła zasilania kompatybilnego z masą przyrządów. Podłączyć połączenia zwrotne generatora i zaciski masy oscyloskopu tylko do TP0/GND. TP3 posiada polaryzację stałą: wybrać odpowiednie sprzężenie pomiarowe. Multimetr AC musi być dostosowany do niskiego poziomu i częstotliwości; sam jego wyświetlacz nie dowodzi braku oscylacji.
Obliczenia i założenia
Przykłady mają charakter analityczny i używają komponentów nominalnych. Nie reprezentują ani symulacji SPICE, ani pomiarów. Moc głośnika nie wynika dokładnie tylko z jego nominalnej impedancji.
Nominalny wzmocnienie wewnętrzne; wzmocnienie od J1 obejmuje również tłumienie potencjometru i kondensatorów.
Av = 20 · 20 log₁₀(20) ≈ 26.0 dB
Wejście, źródło o domniemanie niskiej impedancji: przy maksymalnej głośności typowy model 50 kΩ obciąża potencjometr 10 kΩ. Wartości mają charakter przybliżony. Alternatywa 100 nF dodatkowo tłumi niskie częstotliwości i nie zastępuje C1 w układzie odniesienia.
Rin ≈ 10 kΩ ∥ 50 kΩ ≈ 8.33 kΩ · f₋₃dB = 1/(2πRC) ≈ 19 Hz (1 µF) / 191 Hz (100 nF)
Wyjście: oszacowanie częstotliwości odcięcia przy zastosowaniu czystego oporu. Obciążenie 8,2 Ω i nominalny głośnik 8 Ω pozostają dwoma odrębnymi przypadkami.
C2 = 220 µF · f₋₃dB ≈ 90 Hz (8 Ω) / 88 Hz (8.2 Ω)
Moc obliczalna na znanej rezystancji testowej, z sinusoidą nieszczytowaną i dostosowanym napięciem skutecznym. Przykład 0,40 V skuteczny nie stanowi mocy mierzonej.
TP2 = 20 mVrms → TP3_AC ≈ 0.40 Vrms
P_RTEST = TP4_RMS² / RTEST ≈ 19.5 mW (TP4 = 0.40 Vrms; RTEST = 8.2 Ω)
Maksymalna moc wyjściowa zależy od wariantu, napięcia, obciążenia i dopuszczalnych zniekształceń. Ten dokument nie obiecuje ani mocy handlowej rodziny LM386, ani maksymalnej specyficznej dla prototypu.
Diagnostyka według objawów
- Brak dźwięku: wyłączyć, sprawdzić U1, zasilanie, ciągłość GND, wskaźnik i połączenie po C2. Następnie kontynuować za pomocą znanego sygnału i zmierzyć przed wymianą komponentów.
- Buczenie: porównać źródło odłączone i minimalną głośność; kontrolować odsprzęganie, drogę powrotów i pętle tworzone przez instrumenty.
- Syczący dźwięk, wysokie natężenie prądu lub nagrzewanie: wyłączyć; sprawdzić długości przewodów, lokalne odsprzęganie i połączenie szeregowe R1/C3. Oscylacja może być poza zakresem słyszalnym.
- Klipowanie: zmniejszyć poziom, podnieść napięcie zasilania pod obciążeniem i sprawdzić ograniczenie. Nie kompensować wady przez napięcie wyższe niż przewidziane w projekcie.
- Szumy obrotowe lub stłumione niskie częstotliwości: sprawdzić źródło, C1, potencjometr oraz zamontowane wartości. Model wejściowy zakłada źródło o niskiej impedancji.
Formularz wyników do wypełnienia
Dostarczona karta CSV jest pusta. Zachować datę, instrumenty, faktycznie zmierzone obciążenie, ustawienia, punkty pomiarowe i obserwacje, w tym wady. Wynik należy podawać dopiero po odpowiednim teście.
- Data i instrumenty
- TP1 i granica prądu
- Prąd spoczynkowy
- Prąd stały w TP3 i TP4
- Częstotliwość, TP2 i TP3 prąd zmienny
- Rzeczywista rezystancja testowa i TP4 prąd zmienny
- Obserwacje i decyzja
Pliki z dokumentacji
Dokumenty producenta i metoda
- Texas Instruments LM386 · SNAS545D · Rev. D · 2023-08
- Texas Instruments · Guidelines for Measuring Audio Power Amplifier Performance · SLOA068A
Wersje inne niż francuska źródłowa korzystają z publicznego tłumaczenia automatycznego z kontrolami kompletności i terminami technicznymi. Nie jest twierdzone, że dokonano profesjonalnej korekty językowej ani żadnych środków elektronicznych. Wskaźniki schematu i wartości netlisty pozostają wspólne dla wszystkich języków.