請問LM4871的BTL組態問題

ccbruce

我最近在看LM4871的資料表, 以下是典型應用:



文件說它是BTL設計, 在我看來Vo1就是被第一級反向過的輸出, 而Vo2就是再被第二級再反向一次的輸出, 所以喇叭這裡就會有差動的一正一負輸出。

我不懂的是, Vo1只有一個OPA, 但Vo2經過兩個OPA, 這樣作差動輸出會同步嗎? 還是說它裡面有什麼魔法能消除這種不同步呢?

另一個問題是, wiki裡也有介紹BTL設計, 但它的圖卻是



為什麼同樣都叫BTL設計卻不一樣?

captain_scarlet

這跟同步無關,基本上這是AB類放大器,並且工作點是受偏壓控制,兩個放大器並不會同時動作,所以具有推挽作用,因此必須把其中之一作為反向,兩者的工作週期都大於0且小於50%,所以在輸出就是兩組輸出的組合,而兩者在交換時會有失真,因為受工作週期條件限制,此失真就是所謂的交越失真,是為缺點,但效率較高.

阿明先生

Vo2輸出這一功率放大器，Vo2輸出訊號經40KΩ負回授到運算放大器的(- IN)輸入端，輸入訊號也是經40KΩ到達運算放大器的(- IN)輸入端，它是一個百分百負回授放大器，輸入訊號電壓等於輸出訊號電壓但反相180度，沒電壓增益的放大器(只有電流放大)， Vo2輸出任何時期都跟Vo1輸出電壓反相180度。不會有不同步現象


一個沒負回授的放大器(開路增益放大器) 。輸入頻率要超過這一運算放大器設計的工作頻寬範圍。接近它的放大截止頻率才會產生相移(輸入跟輸出不同步延遲反應)。這一Vo2放大器有百分百負回授。深度負回授放大器頻率響應很優。它原本就是設計給音頻使用的放大器 。音頻的頻率很低20hz~20khz。一般運算放大器的反應速度都足夠，不會有不同步

ciko.ciko

阿明先生 發表於 2019-8-21 03:04 PM
Vo2輸出這一功率放大器，Vo2輸出訊號經40KΩ負回授到運算放大器的(- IN)輸入端，輸入訊號也是經40KΩ到達運 ...

文中的第2段敘述似乎有些衝突? "一個沒負回授的放大器(開路增益放大器) 。輸入頻率要超過這一運算放大器設計的工作頻寬範圍。接近它的放大截止頻率才會產生相移(輸入跟輸出不同步延遲反應)"?

阿明先生

ciko.ciko 發表於 2019-8-21 06:27 PM
文中的第2段敘述似乎有些衝突? "一個沒負回授的放大器(開路增益放大器) 。輸入頻率要超過這一運算放大器 ...

版主擔心是這線路放大器會延遲反應，這只是告訴版主，Vo2這一倒相放大器有深度負回授，對音訊頻率不會有延遲反應，除非是這一放大器沒有負回授才會有這種問題，輸入頻率訊號又很高，接近放大器放大截止頻率，才會產生相移輸出，正常一般放大器有負回授，對一般音頻都足夠，不會有延遲反應問題，除非他是音響發燒友，找尋低瞬態互調失真放大器  這一線路的瞬態反應還不滿意

ccbruce

阿明先生 發表於 2019-8-21 03:04 PM
Vo2輸出這一功率放大器，Vo2輸出訊號經40KΩ負回授到運算放大器的(- IN)輸入端，輸入訊號也是經40KΩ到達運 ...

我想應該可以理解成, 最壞的情況是既高頻又是開迴路, 此時波形才會失真。
一般情況下, 因為有回授(這是做在IC內的, 當然會有, 而且是unity gain), 就不可能落入這種最壞的情況。

所以在一般使用下, 就算Vo2有移相, 也是小到看不出來...附上它的open loop response圖, 這樣講應該沒錯吧...

ysc

ccbruce 發表於 2019-8-21 08:41 PM
我想應該可以理解成, 最壞的情況是既高頻又是開迴路, 此時波形才會失真。
一般情況下, 因為有回授(這是做 ...

多經過一級延遲一定會有，只是在放大倍率為1又在音頻範圍，這個延遲幾乎可以忽略........

阿明先生

ccbruce 發表於 2019-8-21 08:41 PM
我想應該可以理解成, 最壞的情況是既高頻又是開迴路, 此時波形才會失真。
一般情況下, 因為有回授(這是做 ...

可以做個簡易的實驗，判斷兩輸出端有無相移及輸出不平衡，IC的兩輸出端我們各經一個100Ω電阻，然後把兩經電阻的輸出電壓接在一起，有音訊的訊號輸入時，兩輸出端有電壓，但兩輸出經100Ω電阻的混接點會沒電壓，因為兩輸出相位180，兩訊號電壓相反相互抵銷，有抵銷電壓極低，表示兩輸出相位180能發揮BTL喇叭橋接輸出電壓約增1倍功率4倍，假如有相移或輸出不平衡100Ω接點它才會有電壓。


其實也不用實驗，可以分析這100Ω兩電阻訊號混接端的電壓，它會等於Vo2輸入端(-IN)的電壓 ，因為也是兩輸出各經40K電阻到達Vo2輸入端(-IN)，只要分析Vo2輸入端(-IN)的電壓高低，就類似等於分析100Ω兩電阻混接端的電壓， 就會知道有無相移或輸出不平衡。


假設這一放大器開路增益1khz時十萬倍(50dB) ，20khz時會急速下降到千倍(30dB) ，當兩輸出端輸出1V電壓時，1khz頻率兩電阻混接端的電壓0.01mV (Vo2輸入端(-IN)的負回授抵銷0.01mV電壓Vo2放大十萬倍輸出1V)，20khz時兩電阻混接端的電壓1mV，誤差極小耳朵聽不出來，這只是低價功率IC，又不是高級音響，誰會計較這麼小誤差


補充內容 (2019-8-22 07:11 PM):
補充一下，100Ω電阻兩輸出並接點的電壓，要用示波器觀察，兩端的交流音訊電壓有無相互抵銷，不是指它的輸出端直流電壓，IC單電源時輸出端電源1/2

阿明先生

講一下相位失真問題

假如音響有相位失真，人類的耳朵會不會感覺出來？因為音樂是纇比的音訊，30hz~20khz各種頻率的弦波合成，其實大部分音響都會有相位失真，為什麼？因為音箱裡面有高低音喇叭，多音路喇叭會有分音器使用電感及電容組成，低音訊號會經過電感的低通濾波會有相移，電感電壓落後電流90，高音要經過電容，電容的高通濾波也會有相移，電容電壓導前電流90，音樂的聲音頻率假如剛好在分頻點，音箱同時有兩隻喇叭發出聲音但不同相位，不同相位聲音在空中混合，不曉得大家能感覺出這種相位失真嗎？