广受欢迎的555定时器可用作乐器或其他应用的PWM/D类放大器。其可在4.5V~16V的电源电压范围内工作,并可输出200mA的驱动电流。音频信号被传送至555定时器的CV( 控制电压)引脚。
本设计实例为耳机和音频线路提供两个简单、便宜的驱动器
555定时器是一种经典的集成电路,它在电子工程领域中有着广泛的应用,尤其在音频处理和放大方面。本文探讨了如何利用555定时器构建D类耳机驱动器,将其作为一个实用的放大器来使用。D类放大器以其高效率和小体积在消费电子产品中越来越受到青睐,而555定时器的灵活性使其成为实现这一目标的理想选择。
555定时器的工作电压范围是4.5V到16V,能够提供200mA的驱动电流,这使得它足以驱动许多类型的耳机。在D类音频放大器中,555定时器通常被配置为脉宽调制(PWM)模式,通过改变输出脉冲宽度来模拟音频信号的幅度。音频信号被接入到555定时器的控制电压(CV)引脚,这个引脚的设计允许外部信号对定时器的振荡频率进行调制,从而实现音频放大。
设计实例提供了两个简单的驱动器方案,分别对应电吉他和小提琴等不同应用。这两个驱动器都基于555定时器,但可能需要根据具体的应用场景进行调整。在图1所示的电路中,使用了一个运算放大器与NE555定时器配合,形成一个基本的音频前置放大器/缓冲器,以适应CV引脚输入电阻约为3kΩ的要求。这个电路可以使用CMOS版本的555定时器(如LMC555),虽然输出电流较低,但能支持更高的工作频率。
在设计D类放大器时,有几个关键的考虑因素。CV引脚需要接收足够大的音频信号,以驱动555定时器工作。振荡频率应远高于最大音频频率,一般建议在60kHz至200kHz之间,这有助于减少高频噪声并提高效率。此外,射频发射也是一个需要关注的问题,通常会在定时器输出和扬声器/耳机之间设置低通滤波器以减少辐射。滤波器的截止频率需尽可能低,以防止高频分量对其他设备造成干扰。
在电路中,Av1=1+R6/R12定义了第一级增益,R7、R8和C5的组合则决定了未输入音频信号时定时器的基础频率。输出信号通过R9、C7和负载组成的低通滤波器进一步滤除高频成分,确保输出音频的纯净度。对于不同类型的耳机,应选择适合的滤波器截止频率和阻抗,以优化性能和降低噪声。
555定时器作为D类耳机驱动器的方案既经济又实用,尤其适用于那些对噪声和总谐波失真要求不那么严格的应用。通过适当的电路设计和参数调整,可以构建出满足各种需求的音频放大系统。这种灵活且成本效益高的方法使得555定时器在现代音频技术中仍然保持其重要地位。
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