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【Maker電子學】小型喇叭的放大電路設計

   
作者:Bird

上篇文章小型喇叭與驅動電路的設計,我們聊了一些關於小型喇叭的規格、參數,以及如何利用 Arduino 上一支數位的 GPIO 來驅動它,但在現實的世界中,喇叭往往要接受類比訊號的驅動,因此我們需要一個可以放大類比訊號的電路。

這次我們就來聊聊小型喇叭的放大電路吧!

一顆古老的音頻放大 IC

這次要和大家介紹一顆叫做 LM386 的音頻放大 IC。這顆 8 支腳的 IC 存在地球上的時間可能比大部分的讀者年紀還要大,它在 1970 年代,也就是 Intel 的 i386 問世前十多年就已經在 IC 界縱橫,是非常受歡迎的音頻放大 IC。

最早的 LM386 是 Motorola 設計的,但現在你也可以買到來自 TI、JRC 和臺灣 UTC 做的相容品。

LM386(圖片來源:Bird 提供)

LM386 只有八支腳,在 SMT 元件還沒問世前,它一直都是以 8-pin DIP 的包裝示人(如下圖所示),不過現在你也可以買到 SO 或 TSSOP 等更小包裝的 LM386 了。:

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Liang Bird

Author: Liang Bird

在外商圈電子業中闖蕩多年,經歷過 NXP、Sony、Crossmatch 等企業,從事無線通訊、影像系統、手機、液晶面板、半導體、生物辨識等不同領域產品開發。熱愛學習新事物,協助新創團隊解決技術問題。台大農機系、台科大電子所畢業,熱愛賞鳥、演奏管風琴、大提琴、法國號,亦是不折不扣的熱血 maker。

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8 Comments

  1. 我司想將微型喇叭和TEAC 微型麥克風,想整合到一塊板上,要有喇叭趨動放大器等及麥克風訊號放大器。
    板子上應該有麥克訊號輸出端、喇叭信號輸入端及電亟源端。我們是應用單位,對電路不熟悉,尋求協助或,委託原型設計。謝謝!
    余忠和 0937515486 terry@oe.com.tw

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  2. 請問那個 0.05 uF 的電容和 10 Ω 的電阻是補償性的濾波器, 是要來解決overshoot/undershoot的嗎?

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  3. 您好

    我有拜讀 您的 小型喇叭的放大電路設計/聲音訊號與接頭解密/小型喇叭與驅動電路的設計 獲益良多 謝謝

    我去買了電容麥克風+ 1k電阻+ 0.1uf電容
    我照您電路電容麥克風的接法的. 把r2的地方 改成10k的可變電阻+一個1k的電阻(防止我調整到0ohm). 再接0.1uf電容 然後直接接在 stm32f4 discovery的板子的adc. 把訊號電壓跟時間畫出來(透過stm32cubeMonitor功能)
    (還沒有零件把LM386其他部分兜起來, 所以想先量放大前的訊號)

    觀察如下:
    1.調整可變電阻. adc的電位隨著上升下降 (沒有講話的時候的基礎值).
    2.講話的時候,不會改變 offset (講話電壓 – adc DC offset)
    3.另外加0.1 uf 也看起來也是沒甚麼區別. (講話的offset 電壓都差不多)
    4.電容麥克風我直接用電表量. 平常1.1k 如果我對他吹氣 會變成1.1-2k浮動.越大力吹氣阻越高)

    想請問一下
    1.我這樣接, 應該等於把電容麥克風 串接1k電阻.然後量麥克風通過之後訊號 跟地的相對電壓,這樣對嗎?
    2.為什麼接了0.1uf 並不會消除 dc ooset? (電容的原理不是應該穩定之後 不會有直流通過 而且沒有電壓不會有電流 ,I = dV/dt)
    3.dc offset改變(大概從0.1*3.3v ~ 0.8*3.3v)是因為可變電阻的原因嗎?
    3.沒接0.1UF 感覺沒甚麼差,是否因為電容麥克風本身就是電容原理?
    3. 250uf 照您文章的說法 ,會把DC offset變成0.如果我是要接到ADC分析,是否我要把這個電容拿掉?否則我量不到負電壓.

    抱歉我是資工 所以很多電路相關不懂 問題很奇怪的話請多包涵 我有再努力看資料把這部分補起來了.@@..

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    • Liang Bird

      1. 帶有前置放大的電容麥克風在加上負載電阻 R2 之後,輸出是電壓訊號沒錯。但是要注意,你用三用電錶去量的話,電錶的頻寬和反應速度都不夠,應該完全看不到 AC 的部分,智能勉強看到 DC 的變化。
      2. 理論上串了 C4 後你在 C4 的另一側量到的就是 pure AC 訊號,但如果你是用電錶量,不知道你用什麼檔位、電錶的輸入特性如何,因此很難判斷問題出在哪。但如果你有接後面的電路的話,LM386 的輸入帶有偏壓電路,因此它會餵偏壓出來,所以你在 VR 上量到的訊號仍然會有 DC offset。
      3. 沒錯。每個電容麥克風都有最適合的工作點,它的 datasheet 上會告訴你 R2 要用多大,不要隨意改變。
      4. 沒接 0.1uF 會導致電容麥克風的 DC offset 跟 LM386 的 DC offset 打架,如果接近的話影響不大,但差距太大的話就不行。一般這種單電源的放大電路,我們會儘量讓 DC offset 在 1/2 電源電壓附近,以獲取最大的動態範圍。
      5. 對,250uF 是用來避免 DC offset 燒壞喇叭。你如果要用 ADC 測量的話,不需要這個偶合電容。ADC 一般不能測量負電壓。

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      • 我有一顆微型喇叭及TEAC 微型麥克風想整合在一塊板上,板上需有麥克風訊號放大器,喇叭放大器,電源單位等。要有麥克風訊號輸出端子,喇叭信號輸入端,電源端。我們是應用單位,對電路不熟,尋求協助或委託設計。謝謝!

        余忠和 0937515486 terry@oe.com.tw

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  4. 想請問電容麥克風跟可變電阻之間的電容為什麼是用0.1 uF 呢?如果用其他值會造成什麼後果?謝謝

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    • 0.05uf陶瓷電容買不到,可以用0.047uf的嗎?
      250uf電解電容買不到,可以用330uf的嗎?

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