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精工小作 TPA3121D2 数字t类功放DIY(感谢网友djboy 提供)

时间:2013-02-24 21:29来源:www.ndiy.cn 作者:A爱民电器服务 点击:
原PCB 22脚输出端引线较细 应刮去阻焊漆作敷锡处理 提供更大的电流通道 再补充: 将输出电感改成 1.2MM线径 高磁通磁环直径18MM 只需绕15匝就达到22UH的电感 改换电感后功放阻尼明显改善 以前是听小动态室内乐还可
前不久看见了一套  MINI USB AMP 数字功放套件    小巧可爱     忍不住买了一套给伙计练手
套件照片
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套件功放部分的电路图    为显示清楚   照片有点大  
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在等待元件的同时做点功课:
这个功放使用的芯片是 德州仪器公司的  TPA3121D2  T类数字功放模块   小指甲盖大小的一颗芯片能输出单声道30W左右的功率   令人刮目。而且  f = 1 kHz, PO = 5 W 时  失真THD+N 低达0.04%   对于效率如此之高的T类功放  指标已经相当不错了
6.jpg 
德仪官方参数下载连接如下:
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/tpa3121d2.pdf
TI  官方BTL电路如下
7.jpg 
比较 TI 官方 和套件 提供的电路  除了输入耦合电容、电源滤波电容的不同   套件的电路和TI官方几乎完全一样
TI官方用1UF的耦合电容    套件用33UF NICHION  MUSE电解电容  (见照片兰色圆圈处)#p#分页标题#e#
TI官方用470UF*2的电源滤波电容   套件用1000UF*4的SANYO 电解电容   (见照片橘红色圆圈处)

电路分析:
由套件提供的电路    红圈处元件是必须严格配对使用  否则容易产生交越失真
输入耦合电容C6、C4  相互配对
耦合电容  C7、C8 相互配对    C25、C26相互配对   最好是4只完全一样
C15、C16      C31、C32  两两配对
L1、L2     L3、L4  两两配对
C17、C18    C33、C48  两两配对
R8、R9    R17、R27  两两配对
R25、R6 必须严格配对   否则导致运放虚拟+-电压的不平衡
R28+R29、R10+R11  尽量配对  这两对电阻在电路里并联使用当3.4K电阻
如果不修改运放外围元件参数  用OP275替代套件里的 NE5532效果更好

耳机输出部分  左右声道对应的元件也要两两配对  T类功放对负载阻抗比较敏感 TI官方公布的数据中配合不同阻抗的音箱  输出部分的电感和电容值都不同   如果不用耳机  这部分元件可以不焊接上去 

题外话:有人问我小几百的功放有必要这么折腾么     说心理话DIY不是装响就行 HIFI的精神就是---精益求精追求更高的保真度   不论是什么价格的器材制作过程中不放过任何一个微小的环节   要对得起自己的劳动   对得起厂家生产出来的元器件   发出它应该有的声音

元件准备:
经过两天的等待终于收到包裹  虽说购买的是套件   按理是不需要另行准备元件的    但是作为商家的成本和人工考虑   套件中关键部位的元件不一定能仔细配对    所以首先声明一下对元件的改动只是凭个人喜好以及用料习惯的原因    纯作技术方面的探讨   无任何诋毁套件设计者的意图    并感谢工程师们能开发出众多DIY套件  让更多DIYer体验DIY的乐趣
1、首先要换掉的就是L1--L4这4只电感
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这4只电感是串联在功率输出部分  其线径的粗细直接影响功率输出是否畅通    按电路要求线径要达到1MM才能满足要求
下面是替换的电感
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2、其次要换掉的就是 33UF16V的 NICHION  MUSE电容
相比较其他系列的电解电容  NICHION  MUSE系列素质不错  但是16V的耐压对于最高可工作在单电压30V的功放上   HIFI DIY  小气了点    如果不全换   C1和C24这两个电容必须要换耐压35V及以上的电容并  取消R2、R18并将焊盘短路降低运放供电内阻 (下图红圈内的两只电容)
10.jpg 
3、更换运放 NE5532 为 OP275
4、用10UF35V  贴片电容3只并联  取代33UF16V的 NICHION  MUSE电容
5、测量配对套件内需要用到的阻容元件     目前收到的套件里元件离散性比较大   C14、C47  标称为106 应为10UF  实测仅为5.8U左右     C15、C16、C31、C32 标称为224  应为0.22U实测0.28U

实机制作:
套件里的PCB板   做工非常漂亮   功放IC部分走线比较合理   耦合电容部分焊盘过小不方便换用MKP电容其实空间还是有的
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焊好贴片元件后的样子    运放暂时用的AD8022   纯实验性质   主要想听听声音取向
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来个特写    伙计刚学会焊贴片元件才2天   能焊成这样已经很不错了   所有33UF16V NICHION  MUSE电容全部舍弃不用    用贴片NPO材质 精度+-5% 10U25V高频固体电容3只并联配对替换 目前NPO电容器是电容量和介质损耗最稳定的电容器之一。在温度从-55℃到+125℃时容量变化为0±30ppm/℃ (说着简单仅电容的测量、配对、筛选  就耗费单人4小时 工时)
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完工的样子  炮灰喇叭煲机中.......   后面的元件基本都是徒弟焊的   喇叭引出线用得长了点
14.jpg #p#分页标题#e#
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制作感言:
同样的套件  一共买了2套    分别供2人制作    为了比较  
其中一套完全使用原有元件  未对元件筛选    制作完成前后仅用时2小时不到
另一套严格按照上述过程  精工细作  耗时4天(其中因元件偏差太大重新购买元件两次  等元件就等了两天)   为了能够筛选到足够数量的配对电容   仅10U25V一个规格的贴片电容就购买了100只
费用上   单独购买套件价格290.00  运费10.00    额外购买的配件:电感、电容、运放  150.00       优质开关电源(二手):20V3.2A   150.00
由此可见   同样的电路   同样的元件参数    不同的制作方法在成本上差距非常大     所以难怪一些顶级HI-END器材会有那么高的身价    筛选、配对元件绝对是一项痛苦枯燥的工作  好在这个小功放的元件不多    否则制作难度和成本将几何级增加

主观音质评价:
在使用同样音源、音箱、开关电源、连接线缆的条件下     精制功放的声音频响宽失真小   几乎没有出现原先预想的声音过冷 数码感强的声音(用的可是开关电源  T类数字功放模块啊)       因条件限制及个人听音水平的影响   目前的音质评价不够客观     煲机完成后将请各位版主、网友帮忙测试对比

目前初步结论:
优质开关电源、T类功放模块    不一定出来的声音过冷    T类功放已经步入实用阶段
目前的方向是对的 !!   元件越接近理想状态  音质越好   多颗电容并联使用将有效降低内阻    高频固体电容的高频特性、介质损耗、容量稳定性远远优于电解电容    更接近理想化的电容
阻容元件的筛选配对    对音质的改进非常明显

下一步打算:
测评过后将   普通制作的那台功放进行摩机    测试OP275用于此电路的声音取向   将所有电容(包括电源滤波部分的  25V1000UF三洋电容)全部用 耐压50V的大容量大封装尺寸NPO贴片电容替换   (价格不便宜啊 1颗  35V44UF高频固体电容要价10.00以上)

(全文完)

补充 :
实际使用中发现开机冲击声比较大   按针脚定义加大IC 第7脚的电容   C9、C42  到3UF 可以解决
#p#分页标题#e#原PCB 22脚输出端引线较细 应刮去阻焊漆  作敷锡处理   提供更大的电流通道

再补充:
将输出电感  改成 1.2MM线径    高磁通磁环直径18MM   只需绕15匝就达到22UH的电感      改换电感后功放阻尼明显改善    以前是听小动态室内乐还可以    一上大动态的交响乐感觉就有点乱  大音量播放喇叭会很慢的大振幅抖动    原来都以为是功率不够现在看来是电感内阻导致功放阻尼下降
耦合电容换成   前4.4U  后2.2U 西门子千层糕    声音润了 (责任编辑:admin)
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