音频放大器的设计工作与5 V电源从USB插座，如从计算机USB被称为USB放大器。
在这篇文章中，我们将学习如何构建一个简单的3瓦放大电路，它可以直接从计算机5V USB端口供电，以驱动一个8欧姆3瓦扬声器。您可以构建一对这样的电路，并使用它们创建一个立体声输出到一对8欧姆扬声器。
请注意,TDA2822 IC现已淘汰因此选择一种使用该IC的电路用于讨论项目可能不是个好主意。而本设计是基于LM4871集成电路设计的，LM4871集成电路已有大量的可用集成电路，下面介绍该集成电路的主要特点和工作原理
主要特点
- 该IC工作时不涉及任何形式的耦合电容器，或引导电容器，或缓冲电容器
- 它通过统一增益展示了极端的稳定性。
- 带有WSON, VSSOP, SOIC，或PDIP包装
- 允许设置外部增益控制网络
重要的规范:
- 集成电路LM4871D设计用于处理额定3欧姆或3瓦4欧姆的扬声器
- 该系列的所有剩余版本都指定处理1.5瓦8欧姆扬声器。
- ic内部关机电流通常设置为0.6uA
- 工作电压范围在2.0V到5.5V之间，非常适合PC USB电源下工作。
- 在1kHz的8欧姆扬声器负载下，最大总谐波失真约为0.5%
引脚规格和包装
下图显示了IC的引脚细节和可用的封装模型，以及布局:
5V USB放大电路操作
零件清单
所有电阻1/4瓦或1/8瓦，1% MFR或SMD
- 20k = 2个
- 100k = 1 no (Rpu)
电容器
- 0.39uF陶瓷= 1号
- 1uF / 16V钽= 2 nos
半导体
IC LM4871 = 1 no
如上图所示，LM4871包括两个运算放大器在内部，提供用户通过一些特定的方式配置放大器的选项。
第一放大器的增益可以在外部管理，而第二放大器已经在内部连接了一个反单位增益。
第一个放大器的闭环增益可以通过适当选择Rf/Ri的值来确定，而第二个放大器通过两个40K电阻在内部固定了这个值。
我们可以看到，放大器1的输出被配置为放大器2的输入，允许两个放大器产生具有相同值的信号，尽管这两个放大器可能是180度失相。
这导致IC的差分增益为AVD= 2 *(Rf /Ri)。
通常，对于任何放大器，“桥接模式”的设置可以通过两个输出Vo1和Vo2来驱动连接的负载来实现。
在桥接模式下配置的放大器将具有不同的工作原理，这与传统的单端放大器不同，单端放大器的一端负载与地线相连。
与单端放大器相比，桥接模式电路的工作效率更高，因为负载或扬声器是以推挽方式切换的，使得每个交替频率脉冲具有双电压摆动。
这实际上允许扬声器产生4倍以上的功率比单端版本在相同的环境或规格。
实现这种增加功率的能力允许放大器工作而不需要限流器阶段这样就不会有不必要的剪切。
差动桥接输出的另一个好处是在连接的扬声器上没有直流净电流。这是由于VO1和VO1偏向于相同的电压水平，即VDD/2在本例中。这使得放大器在没有输出耦合电容的情况下工作，否则在单端放大器中会强制使用输出耦合电容。
理解组件的工作和规范
国际扶轮为反相输入电阻，用于随射频设置闭环增益。此外，该电阻还实现了一个高通滤波功能，Ci在fC= 1/(2π RiCi)。
Ci形成输入耦合电容，定位于阻塞直流，并允许音频交流频率通过输入引脚。该电容器还可以与fC= 1/(2π RiCi)的Ri一起实现高通滤波器。
射频在Ri的帮助下，成为固定闭环增益的反馈电阻。
Cs像供应旁路电容，并为电源提供纹波滤波。
Cb定位为旁路引脚电容器和这个电容器执行滤波为半供应
绝对最大额定参数
该电路的最大容许额定值解释如下:
- 最大供电电压为6V，典型工作电压为5V
- 最低和最高耐受温度分别为零下65摄氏度和150摄氏度。
- 从USB输入的音乐信号可以是-0.3V到5.3 V之间的任何位置
- 最大的功耗是内部限制，所以没有必要担心这个问题。
电气特性:
Vdd表示电源电压，一般在2V到5.5V之间。
我dd是由IC从输入电源消耗的静态电流，它可能在6.5mA到10mA之间
我sd是关机电流的符号，当引脚#1的电势等于Vdd时，关机触发，消耗下降到0.6uA
Vos为输出偏置电压，在Vin = 0V时启动，一般为5V，在限制模式下为50mV。
P0是输出功率，当负载是8欧姆扬声器时大约是3瓦
(THD + N表示频率范围为20Hz ~ 20kHz，总谐波失真在0.13 ~ 0.25%之间。
PSRR给出了Vdd在5V时的电源抑制比，这大约是60dB。
5V USB放大器原型图:
PCB布局的建议:
原文:www.ti.com/lit/ds/symlink/lm4871.pdf
看起来你可能已经修改了原来的TI电路。你能把电路图贴出来吗?也可能是我不太擅长读取表面安装帽的值。此外，这看起来和亚马逊、eBay和其他地方出售的电路一模一样。是这样吗?
这里什么都没有修改，这是TI的原始设计，它不能修改，因为它已经是一个完美的设计了。版权标志已经放在我身上了。
是的，任何人都可以制造这样的模块，并把它们卖到任何他们想要的地方。
嗨。Swagatam
我有几个问题
在物料清单
20k = 2个
40k = 2个
100k = 3 nos(含Rpu)
电容器
0.39uF陶瓷= 1号
1uF / 16V钽= 2 nos
所以总共是电阻的7个和盖子的3个，一共10个。
但是在模块板的图像中，我看到了5个SMD组件和1个dip cap，总共是6个。
我哪里错了?
你好，Xuel，不好意思，我不确定我是否理解了你的问题，因为我可以看到电路图上的10个元件。
嗨。Swagatam。
抱歉解释太少了。
让我来详细解释一下
在“5V USB功放电路操作”中，我认为2个100k和2个40k是LM4871的内部组件，其余6个是外部组件，需要安装在LM4871周围。
我认为这个电路的pcb板就像“5V USB功放的原型图”
上面提到的。
但我不知道我的想法是否正确。
谢谢你，Xuel，我认为你是对的，方形边界内的4个电阻是IC内部的，可以忽略。完成这个项目实际上只需要6个组件，3个电阻和3个电容。
我会相应地更正零件清单。
谢谢。我认为情况就是这样。你有一个BOM和你从哪里得到的组件吗?我想和一些高中生分享这个。
当然!我已经更新了电路图下面的零件清单
嗨,赃物。请观看卡尔森先生实验室的《用超级探针快速检修电子设备》，并帮我重画连接线和零件表。请详细说明您过去的操作。谢谢
嗨，丹尼斯，原理图已经在网上找到了…你只需要从原理图中复制部分就可以了。所有级联基本上是晶体管放大级联(共发射极)。晶体管可以是全部BC547，所有电阻是1/4瓦，电容是陶瓷型。
谢谢你对零件的澄清。我会试着做它。
你好,
谢谢你的分享。
我试着建造它。
我有一个问题:什么是“偏见”?点测试吗?
谢谢你的回应。
致以最亲切的问候。
电子元件的偏置是指提供使其正常运行所需的最低电压
谢谢您的回复
根据你建议的schematic和BOM，我自己设计电路板的时候遇到了一个问题。
在原型图像中，我看到铝容量(79A,100, 6.3v)。
但是我在你附上的这篇文章的BOM清单中没有找到这个电容。
(0.39uF陶瓷= 1号
1uF / 16V钽= 2 nos)
你能帮我了解一下这条线路吗?
我认为这是一个额外的电容100uF/6.3V连接到供电线路，以提供改进的直流过滤和消除任何残余纹波电流。这种电容是由原型制造商提供的，在数据表图表中没有显示出来。