0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看威廉希尔官方网站 视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

基于VMA系列功放模块实现音频功放电路的设计

电子设计 来源:无线电 作者:刘丁 2021-03-17 09:07 次阅读

音频功率放大器可以说是电子行业一个历久弥新的领域了。从器件类型上来说,经历了电子管晶体管集成电路以及混合电路等发展历程;从电路形式上来说,有A类、B类、AB类等等。这些器件和电路各有特点,每一种都能做出上乘的产品

今年来随着电子威廉希尔官方网站 的进步,一种新型的音频功放电路——D类音频功率放大器正在被越来越广泛地使用。D类功放跟传统的interwetten与威廉的赔率体系 功放不同,不是直接通过电压来直接驱动扬声器,而是将音频信号调成到频率高得多(几百KHz)的PWM信号,再用这个信号去驱动感性的扬声器线圈,从而恢复出声音。与传统的功放相比,D类功率放大器最大的特点就是效率高。传统的A类功率放大器相当大一部分功率耗散在驱动电路上了,因此效很低,通常仅为20%-30%。这显然不符合当代绿色节能的潮流。而D类功放由于采用PWM模式,效率非常高(可高达90%)。因此同样的输出功率,传统的A类功放需要大得多的电源,而且需要大面积的散热器。而D类功放的电能需求只有同功率A类功放的1/4左右,并且由于发热量小,通常只需要很小的散热器甚至不用散热器。此外D类功放的电路通常比较简单,因此可以省很多空间,因此故障率也大大低于传统的模拟功放。

尽管D类功放作为一种较新的功放电路,经常被很多音响发烧友诟病有“数码声”等问题,然而无论是仪器测试还是实听测试都表明D类音频放大器的音质丝毫不亚于传统的模拟功放。在可以预见的将来,节能环保D类功放必将成为音频功率放大器的主流而被广泛应用。

VMA系列数字音频功放模块简介

VMA系列数字音频功放模块是由北京瑞宇飞科技有限公司推出的高品质微型D类音频功放模块,目前共有5种型号。VMA系列功放模块具有以下特点:

内部集成了所有功放所需要的器件,通常情况下信号通路不需要任何外围元件就能构成高品质的功放电路。

采用了高效无输出电感的设计,因此模块的体积非常小,仅跟一枚邮票的尺寸相仿。又因为采用了边缘半孔的设计,因此该模块也被很多用户形象地称为“邮票功放”。

功率密度。以VMA2016为例,仅仅15mmx25mmx3.8mm的尺寸就能在8Ω负载时输出10Wx2的功率。

发热小,效率高,节能环保。以VMA2015为例,即使在15W的满负荷下,模块也无需散热器,外壳仅感到温热而已。

外围电路及其简单,无需散热器和大功率电源,大大降低了系统成本。

VMA系列功放模块目前的5种型号和参数如下表所示

基于VMA系列功放模块实现音频功放电路的设计

其中VMA2013与VMA2015是pin-pin兼容的,VMA2014和VMA2016是pin-pin兼容,仅功率不同,可以直接互换。

下图是VMA2016功放模块的实物照片。

图一 VMA2016立体声功放模块实物

可以看出,即使是目前该系列模块中输出功率最大的,也仅仅与一枚硬币尺寸相仿。小体积的优势使得VMA系列芯片在一些诸如汽车音响、电池供电音响、手持设备等空间有限的应用中大有用武之地。下面逐个介绍该系列的成员:

VMA2012

VMA2012是该系列中最早诞生的,但就其输出功率而言只能算小兄弟。不过2.5w x 2的功率也决不可小觑了,可以让你的桌面小音箱唱得满屋子都听得清清楚楚。这个型号最大的特点是供电电压低,最低只需要2.7V就能正常工作了,最高也不能超过5.5V。也就是说,只需要2-3节干电池供电,VMA2012就能推动8欧的小音箱让十几平米的房间充满美妙的音乐。这对于传统的模拟功放而言是不可思议的。

下面是VMA2012的引脚图以及瑞宇飞科技有限公司提供的Altium Designer器件库:

图二 VMA2012引脚图以及元件符号

VMA2012模块采用的仍然是VM系列模块常见的PQN-12封装,尺寸为15x18x3.8mm,非常纤小。VMA2012的引脚说明如下:

采用VMA2012设计立体声功放非常简单,通常只需要两个设置增益的电阻。如果20倍的电压增益正好适合,甚至这两个电阻都可以省去了。小体积、低成本、低电压的特性使得VMA2012非常适合用于高端收音机、便携式小型音响、桌面音响等场合。

下图是VMA2012的参考设计电路:

图三 VMA2012参考设计

上图参考设计中采用的是单端输入的设计,适合用来直接接MP3等音源。当然也可以设计成差分输入的模式用于与codec等设备接口

电压增益通过两个电阻Rg1和Rg2来设置,增益的计算公式为:

由增益的公式可以推断出,如果省去Rg直接将输入信号接入模块,VMA2012最高增益是20倍。这样的增益正好适合MP3等音源推动小型桌面音箱。如果有特殊需要更高的增益,我们可以根据客户的要求进行制造。

下图是用户采用VMA2012模块制造的功放板,其尺寸仅为CF卡大小,可以装入非常小的空间内做成超mini的功放。有用户*价其音质“超乎预想,完全可以满足一般的音乐欣赏要求。”

图四 用VMA2012设计的功放板

VMA2013/VMA2015

VMA2013/2015是单声道大功率的音频功放模块,在负载为8Ω时VMA2013输出功率是6W,VMA2015是15W。在半功率输出时模块的THD+N仅为0.07%。两种芯片外观尺寸和引脚完全一样,因此可以互换使用。模块封装引脚和器件图如下所示:

图五 VMA2013/2015引脚图和元件符号

VMA2012模块采用的是VM系列模块常见的PQN-12封装,尺寸为15x18x3.8mm VMA2012的引脚说明如下:

采用VMA2013/2015设计功放电路同样很简单,最简化的情况下可以不要任何外围元件。当然为了改善音质,特别是在大功率输出的情况下,我们还是建议加一只1000uF以上的电源滤波电容。电容越大对改善大动态的响应越有利。此外在具体设计时,G0和G1可以设计成跳线的形式以便设置不同的增益值。下图是VMA2013/2015的参考电路图:

图六 VMA2013/2015参考设计电路图

上图的参考设计是单端的设计,这时将IN-直接接地。G0、G1和VRPCB上可以用跳线来进行设置。

下图是采用VMA2015设计的15Wx2立体声功放板,通过对比可以看到尺寸仅比CF卡略大,而输出功率却能够达到15Wx2,充分显示出了VMA系列模块高功率密度的优势。

图七 用2015设计的15Wx2立体声功放板

VMA2014/VMA2016

VMA2014/VMA2016是中/大功率的立体声音频功放模块。8Ω负载时VMA2014的输出功率为5Wx2,VMA2016的功率为10Wx2。半功率输出时THD+N仅为0.07%,SNR高达97dB。两种芯片外观尺寸和引脚完全一样,因此可以互换使用。模块封装引脚和器件图如下所示:

图八 VMA2014/2016引脚图和元件符号

VMA2012模块采用的是VM系列模块常见的PQN-18封装,尺寸为15x25.4x3.8mm VMA2012的引脚说明如下:

图九 VMA2014/VMA2016参考电路

上图的参考设计为单端输入,这时将IN-直接接地。G0、G1和VR在PCB上可以用跳线来进行设置。

下图是采用VMA2016设计的10Wx2立体声功放板,尺寸仅与CF卡相仿,可以轻易放入很多小音箱以及其它音频娱乐设备中。

图十 用VMA2016设计的10Wx2立体声功放板

目前VMA2016已经在汽车音响、桌面音响中被大量使用,其优异的音质、纤小的体积、简洁的电路以及高性价比得到了广大用户的一致好*。有用户*价:“质不错,高低音非常均衡,音质细腻耐听,高频纤细,低频量感也很好”;“非常省电,开到一般响度,离音箱2米听弦乐声音正合适,消耗电流100mA左右”;“发热量很小,在常规音量下,电路仅微微温热而已。”

VMA系列模块的焊接

VMA系列模块采用耐高温的材料进行封装,因此可以采用回流焊进行焊接。在业余条件下用电烙铁焊接也是非常方便的。准备一把尖头烙铁和一些细焊锡丝(1mm以下最佳)。先在焊盘上涂上一些助焊剂,然后将模块放到准确的位置,使模块上的引脚与焊盘一一对应好。将焊锡丝放入半孔缺口,用烙铁轻轻触碰焊锡丝,很快焊锡就会融化并且将模块的半孔焊盘与底板的焊盘牢固地焊接在一起。焊接的操作如下图所示:

图十一 VMA系列模块的手工焊接

责任编辑:gt

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 集成电路
    +关注

    关注

    5387

    文章

    11536

    浏览量

    361659
  • 功率放大器
    +关注

    关注

    102

    文章

    3573

    浏览量

    131823
  • 晶体管
    +关注

    关注

    77

    文章

    9684

    浏览量

    138092
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    功放电路大全

    ][组图]LA42352 5W2声道音频功放[功放电路]简单优质的语音放大电路[功放电路][图文]用8550和8050制作的晶体管
    发表于 05-27 10:24

    功放电源模块

    一.音频功放模块VMA2012,VMA2015,VMA2016)查询关键字:
    发表于 10-15 10:58

    汽车音频功放电路图集

    汽车音频功放电路图集
    发表于 03-24 21:07

    基础版的音频功放电路(A类功放电路、B类功放电路、C类功放电路、D类功放电路、G类功放电路、精选资料分享

    更加详尽的音频功放知识,下文对以上说的音频功放做详细的说明。  功放,顾名思义,就是功率放大的缩写。与电压或者电流放大来说,
    发表于 07-30 07:07

    音频功放电路,这篇太全了!

    的工程师掌握更加详尽的音频功放知识,下文对以上说的音频功放做详细的说明。功放,顾名思义就是功率放大的缩写,与电压或者电流放大来说,
    发表于 05-09 18:38

    汽车音频功放电路

    汽车音频功放电路
    发表于 12-29 16:43 1013次下载
    汽车<b class='flag-5'>音频</b><b class='flag-5'>功放电路</b>图

    汽车音频功放电路

    汽车音频功放电路
    发表于 11-26 22:16 9744次阅读
    汽车<b class='flag-5'>音频</b><b class='flag-5'>功放电路</b>图

    双声道音频功放电路

    双声道音频功放电路
    发表于 10-17 13:38 5584次阅读
    双声道<b class='flag-5'>音频</b><b class='flag-5'>功放电路</b>

    lm386音频功放电路

    lm386音频功放电路 LM386是集成OTL型功放电路的常见类型,与通用型集成运放的特性相
    发表于 03-15 17:25 7.2w次阅读
    lm386<b class='flag-5'>音频</b><b class='flag-5'>功放电路</b>

    输出50W音频功放电路

    输出50W音频功放电路
    发表于 07-13 17:57 3622次阅读
    输出50W<b class='flag-5'>音频</b><b class='flag-5'>功放电路</b>图

    功放电路做详细的介绍和分析

    根据放大电路的导电方式不同,音频功放电路按照模拟和数字两种类型进行分类,模拟音频功放通常有A类,B类,AB类, G类,H类 TD
    的头像 发表于 01-20 17:01 1.2w次阅读
    <b class='flag-5'>功放电路</b>做详细的介绍和分析

    硬件工程师必备的音频功放电路大全

    硬件工程师必备的音频功放电路大全
    的头像 发表于 12-07 17:25 1259次阅读
    硬件工程师必备的<b class='flag-5'>音频</b><b class='flag-5'>功放电路</b>大全

    音频功放电路里电容有几种作用

    音频功放电路里电容有几种作用 音频功放电路中的电容起到多种作用。下面将详细介绍电容在音频功放电路
    的头像 发表于 02-06 09:16 4899次阅读

    高保真功放电路的特点 低频功放电路的应用

    高保真功放电路的特点 高保真功放电路的主要目标是尽可能准确地再现输入信号,以提供高质量的音频输出。以下是高保真功放电路的一些关键特点: 高信噪比(SNR) :高保真
    的头像 发表于 12-03 10:36 200次阅读

    功放电路音频信号处理 功放电路中常见的电路拓扑

    功放电路音频信号处理密切相关,而功放电路中常见的电路拓扑结构对于理解其工作原理和性能至关重要。以下是对这两个方面的介绍: 一、功放电路
    的头像 发表于 12-03 10:44 243次阅读