基于LM386的功放电路设计

基于LM386的简单功放系统设计

一、系统概述、设计思路

功率放大器的作用是给音响放大器的负载（扬声器）提供一定的输出概率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出的信号的非线性失真尽可能小，效率尽可能高。

LM386是美国的国家半导体公司生产的音频功率放大器，主要应用于低电压消费类产品。为使外围元件最少，电压增益内置为20，但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻或电容，便可将电压增益调为任意值，直至200。输入端以地为参考，同时输出端被自动地偏置到电源电压的一半，工作电压范围宽，4~12V 或5~18V，在6V电源电压下，它的静态功耗仅为24mV，且外围元件少。

二、系统组成及工作原理

（1）外形与引脚功能

LM386是8引脚双排直插式塑料封装结构，其外形与引脚排列如图所示，

2脚为反向输入端，3脚为同向输入端，5脚为输出端，6脚与4脚分别为电源和地端，1脚和8脚为电压增益设定端；使用时，引脚7和地之间接旁路电容，通常为10uf。

（2）其内部电路如下

由图可知，该集成OTL型功放电路的常见类型，与通用型集成运放的特性相似，是一个三级放大电路：第一级为差分放大电路；第二级为共射放大电路；第三级

为准互补输出级功放电路。

第一级为差分放大电路，T1和T3、T2和T4分别构成复合管，作为差分放大电路的放大管；T5和T6组成镜像电流源作为T1和T2的有源负载；T3和T4信号从管的基极输入，从T2管的集电极输出，为双端输入单端输出差分电路。使用镜像电流源作为差分放大电路有源负载，可使单端输出电路的增益近似等于双端输出电容的增益。

第二级为共射放大电路，T7为放大管，恒流源作有源负载，以增大放大倍数。第三级中的T8和T9管复合成PNP型管，与NPN型管T10构成准互补输出级。二极管D1和D2为输出级提供合适的偏置电压，可以消除交越失真。

引脚2为反相输入端，引脚3为同相输入端。电路由单电源供电，故为OTL电路。输出端（引脚5）应外接输出电容后再接负载。

电阻R7从输出端连接到T2的发射极，形成反馈通路，并与R5和R6构成反馈网络，从而引入了深度电压串联负反馈，使整个电路具有稳定的电压增益。

当1脚和8脚之间开路时，电压增益为26db；若在1脚和8脚之间接阻容串联元件，则增益可达46DB，改变阻容值则增益可在26db-46db之间任意选取。电阻值越小增益越大。

（3）功能框图

LM386集成功放属于直接耦合的多级放大器结构，它是一个三级放大电路，如下图所示。

输入级由差分放大器组成，它可以克服直接耦合产生的零漂现象，使电路工作稳定。中间放大要求有较高的电压增益，因此由共射放大电路组成，它为输出级提供足够大的信号电压。输出级要驱动负载，所以要求输出电阻小，输出电压幅度高，输出功率大，因此采用互补对称功放电路。

（4）设计电路图

如图，该电路是由输入级、中间级和输出级三部分组成的。

输入级是由100F μ的耦合电容及100Ωk 的电位器组成的，它具有隔直、调节音量及增益的作用。

中间级是由集成运放LM386以及由R2、R7、C2等组成的放大电路。

其工作原理如下：输入信号通过C1耦合，由反相输入端输入运放，需要大增益时，将开关J2闭合，集成运放5输出端经过R2反馈到反相端，形成电压并联反馈。根据反相比例运算关系可知，当R1滑点在中点时，放大倍数约为-50。当R1滑点在底端，运算放大器的输入端被短路，对低频信号来说负反馈增强，增益下降，反之亦然。同时滑动R1时还可调节输入电压，当R1滑点在底端时，输入电压为零，此时增益也最小；当R1滑点在顶端时，输入电压为输入音频交流电压，且此时增益也最大。（此时应调节R7使运放固有增益最大，约为200） 当仅需要小增益时，将开关J2断开，靠运放固有放大增益放大，在LM386的1脚和8脚之间有一只外接可变电阻和电容，可调节可变电阻将电压增益调为任意值，直至—200（反向放大）。同时滑动R1还可调节输入电压，当R1滑点在底端时，输入电压为零，音量也为零；当R1滑点在顶端时，输入电压为输入音频交流电压。

输出级是由低通滤波器及扬声器组成的，其中L1为高频扼流圈。当高频噪声被L1扼制，通过R3及C5流入地线。低音频信号通过L1、C6后，流经扬声器放出音乐。

由于该电路为双声道功率放大器，所以下部分电路与上部分电路完全对称，故电路原理同上。

三、元器件明细表

元器件名称参数备注

μ电解电容⨯2

C1 100F

μ电解电容⨯3

C2 220F

μ电解电容⨯4

C3 10F

C4 10nF ⨯1

C5 47nF ⨯2

k⨯2

R1 270Ω

R2 10Ω⨯2

k可变电阻器⨯4

R3 10Ω

L1 1mH ⨯2

电源适配器220V交流到9v直流⨯1

LM386 ⨯2

开关⨯3

四、调试所需的仪器设备

万用表，MP3，示波器，电烙铁

五、设计的步骤、难点

步骤（1）查找资料（2）电路仿真（3）布局布线（4）实际焊接（5）实际调试（6）封装电路(7)作品完成

难点：布局布线要合理，焊接的焊点要均匀饱满，不能有“非线”

六、实测的性能指标

功放电路的音质良好，能够满足低噪声播放音乐，调节音量的要求。

七、出现的问题及解决方法

出现的问题：第一次布局布线不合理，地线位子不合理，喇叭两端不小心接地了。于是拆了源器件，换块板子进行了第二次焊接。第二次焊接注意了原件布局的松紧度，地

线的布置，焊点的工艺标准。最后第二块板子表现良好。八、人员分工与进度安排

小组成员学号分工备注

收集资料，设计电路，调试，组织

书面材料和总结性报告

收集资料，整理文档，焊接电路，

组织书面材料和总结性报告

九、课程设计的感受

此次实验准确地来说比较简单，很容易在制作的过程中找到自信，在具体的焊接过程中布线是很重要的一个因素，并且要细心认真和注意滤波，在焊接之前就应该大体考虑好各个工序，再者要讲求其美观性。只要按照以上步骤去做，在保证电路图正确及器件正常的前提条件下，应该不会出现太大的问题。

十、实际系统图片