我做了一个简单的扬声器电路。这听起来(至少对我来说)非常好(尽管发烧友可能会大声尖叫并逃跑)。我目前遇到了一个问题。
为了增加音量和提高音频质量(让扬声器分担负担),我尝试了四个扬声器的不同配置,将它们全部并联,将它们串联,以及将另外两个串联的并联两个。串联添加扬声器只会对音频质量产生很好的影响,但只要我并行使用其中任何一个,音频质量就会变得更加嘈杂/失真。我真的不明白为什么。到底是怎么回事?我希望能够并联扬声器,因为将它们串联对音频质量有好处,但它确实会降低音量,这是一个问题,特别是如果想要使用更多的扬声器。
一个“简单”的解决方法是增加电源,这样我就可以用更高的电压驱动它们,但我有点害怕:P,它也会给相关组件带来更大的压力。使用轨到轨运算放大器可能会稍微改善这种情况,但推挽式BJT上仍然会有电压损失(我猜),而且我没有任何合适的轨到轨运算-放大器可用。
令人讨厌的是它几乎可以工作。我不需要最好的音质或音量,只需要一些可以接受的东西。
附加信息:
- 扬声器有两种不同的类型,但即使我只是并联两个相同的扬声器,也会出现噪音/失真问题(并且让另外两个未连接)。
- 这可能不相关,但我的双电源由两个 5 V 壁式电源组成。
- 我使用的运算放大器是四路运算放大器LM324AN。这不是铁路到铁路。
- 右运算放大器的直接输出和接地之间的 100(至约 220)欧姆电阻可降低所有配置中的噪声。我不知道为什么;当我错误地连接电缆时,我偶然发现了这个:p
- 顺便说一句:我不认为噪音/失真问题来自并联扬声器消耗太多电流,因为音量对其没有/很小的影响。这是当前的供应问题,然后更高的数量(我认为)会大大恶化它。
- 第一个运算放大器的目的是将 0 V 至 5 V 输入以 GND 为中心,即第一个运算放大器的输出为 -2.5 V 至 +2.5 V。
- 两个运算放大器均由 +5 V -5 V 电源轨供电。不幸的是,这并没有出现在示意图中。
更多研究
好的。所以我确实让我的示波器开始工作,并在扬声器之前(推挽之后)探测了电压。
这是一个扬声器的样子(是的,有很多> 20 kHz的噪音):
这就是在其他情况相同的情况下,两个相同的扬声器并联时的外观。电压其实并没有降低,但是底部有一个奇怪的东西,一定是我听到的噪音:
在下图中,它更加明显!:
顺便说一句,第二条痕迹只是一个标记。它没有显示接地,接地大约在波形的中间。
哦!非常抱歉,原理图在一个关键点上是错误的。推拉后我确实有反馈!像这样:
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更多研究和解决方案
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首先,根据要求,trace1 上的音频信号和 trace2 上的 GND 图像。它似乎不是很偏直流:
但是看看音频嘈杂时铁轨的样子仍然很有趣。这是正轨和 GND 的图片。它看起来很吵,而且随着音量的增加它会变得更糟:
负轨的音量相同,并且明显比正轨差,至少在我看来(我的慢镜头模糊了!):
我尝试的第一件事是在运算放大器输出和地之间添加一个 1 µF 电容器,我很惊讶地听到噪音消失了!
这是负轨在相同体积下的样子,但增加了 1 µF 电容器:
所以那个简单的 1 µF 电容器解决了我的问题!感谢大家,如果没有您的帮助,我将花费更长的时间来解决这个问题 :)
这是添加电容器后正弦波的样子。嗯,我可以整天盯着那个...:
2016-03-09 更新
我用一个1uF 交流耦合薄膜电容器和一个 10k 欧姆电阻到 GND替换了运算放大器电平转换器。我并没有真正注意到音质有任何改善,但我确实注意到使用电容器而不是运算放大器电平转换器进行偏置更安全。如果使用运算放大器电平转换器,无论出于何种原因,它会将信号放置得太高或太低,那么推挽输出级的 NPN 或 PNP 部分将不得不承载更重的负载,从而导致升温(不好! )。所以,我会保留交流耦合电容。
我还添加了一个电感器来滤除 PWM 频率(~0.3mF),这极大地改善了正弦曲线的外观。
不过,即使有了这两项改进,如果我移除运算放大器输出引脚和 GND 之间的 0.22uF 电容,原始问题仍然会出现。下面是显示 440Hz 正弦波的图像,带和不带 0.22uF 电容。