當您將MP3或者IPOD播放器連接到汽車音響或者家庭音響時，通常會感覺音量小，然後開大音量會引來聲音失真。和信噪比降低。
那麼我特意製作了一個基於OPA2227的USB供電的要音頻前置放大器。總諧波失真為0.00001%，這是一個將MP3播放器連接到汽車音響或者家庭隱形系統時，聲音更響亮的高質量方案。
因為我最近買了一部新手機，用耳機聽起來不錯，但是將它連接到音響時，發現只有提高音量才能聽，但是聲音已經失真了。這個放大器可以提高音頻電平，並且失真度很小。
步驟1:案例解讀
當通過AUX連接手機到汽車音響時，即使調高音量，聲音也是很低，而且沒有動態。耳機插孔的最大輸出為300MVRMS，這個驅動耳機還可以，但是現在大多音響輸入電平為1VRMS。
步驟2：解決方案
解決方案聽起來很簡單，只需要信號放大。但是音頻放大可能很複雜。
1.高質量的放大，線性放大無失真。
2.方便，使用電池或者USB供電。
3.無需設置，即插即用。
方案選擇1：耳機放大器
我發現即使世界上最好的耳機放大器，作為前置也不好。
因為耳機是感性負載，耳機在放大器中會有許多的反饋來進行修正失真，而當用作前置放大時，阻抗是不同的，線路工作已經不同。
耳機放大更耗能源，而前置放大可以很省電。
方案2：藍牙
同樣遇到了問題，因為聲音並未被放大，而且轉碼會使聲音更差。
方案3：
IPOD/IPHONE和其他一些播放器通過擴展塢藉口輸出。線路通常在耳機放大器之前，這個合乎要求，但是電平仍然較低400MVRMS。
步驟3：首次嘗試
我偶然發現LM386音頻放大器，不需要太多零件。使用紐扣電池即可供電，下面是示意圖。
每個通道通過一個電阻，然後通過放大器，在通過阻尼器輸出。這樣可以實現20倍增益。我很快搭出來，效果不錯。但是使用LM386有一些缺陷。
1.LM386諧波失真有些大。
2.工號約為10MA，我的紐扣電池僅持續約10個消失。總體而言，LM386的解決方案不錯，但它實際上是為小型收音機和喇叭設計的，作為前置放大器，我發現失真太明顯，爭議太大。
步驟4：修訂
我不想更換電池，也不想用有失真的前置放大器。所以再次繪圖設計。
固定放大器：
LM386失真太大，增益太高，經過查資料，我決定使用BURR-BROWN OPA2227.它具有較低的失真，增益可調。但是稍微貴了一些。
LM386在20kHz時的失真約為1％，而OPA2227的失真約為.0001％，即百分之一的千分之一。OPA的增益也較低，這使我們可以將輸入電平保持在較高的水平。
固定電源
我意識到我總是使用USB /點菸器適配器，所以我在板上添加了USB插孔。USB插孔吸收驅動前置放大器所需的10mA電流。車載充電器通常非常嘈雜，因此我添加了多個旁用路以將噪音降至最低。我還添加了電池跳線，以便可以從電池盒中運行前置放大器。
OPA2227還需要一個分離式電源（+ V，AGnd和–V）。最簡單的方法是將USB電源的+ V設為5V，USB電源的-V接地，而我們的模擬地將是中間點（2.5V）。使用電阻分壓器得到0點位點（也稱為虛擬地）。
步驟5：完成和測試
這是電路的第一個版本；
模擬仿真測試
Spice是一個模擬電路仿真器，可讓您在試驗板之前在計算機上構建和測試電路。因為這是我的第一個運算放大器電路，所以我用它來測試用CircuitLogix構建的電路並對其進行測試-這就是我得到的；
看起來還不錯吧，左邊的方框顯示了我們放大的信號源，正弦波形狀很好，右邊的方框顯示了整個音頻範圍內的增益。
實物測試：
我在麵包板上搭建電路，並將其連接到我的家庭立體聲系統。結果很不錯，儘管存在一些削波，但通過將MP3播放器調低一個檔位可以解決此問題。總電流消耗小於10mA。
我進行了擴展的聽力測試，並感到非常滿意，因此我組裝了一個原型。
然後，我把它拿到車上，一切都崩潰了。
接上汽車上的電源後，由於汽車電子設備之間的干擾，運算放大器會變得很不穩定，音頻失真嚴重。
糟糕的電源
USB車載充電器提供了相當不穩定的電源。給手機充電時可以正常工作，但對模擬電路而言效果不佳。
為了解決該問題，我添加了更多的旁路電容，以幫助平滑輸入功率。這取得了巨大的進步。連接+ 5V和+ 2.5V（我的虛擬地）的兩個電容實際上並不能幫助保持2.5V穩定，而只是增加了噪聲，因此我將其從電路中移除。
放大器穩定性
我懷疑負載電容會使運算放大器不穩定，因此我將增益從5倍增加到10倍，從而消除了不穩定問題。在Spice中進行的測試與原始電路沒有任何區別。
這是最終的原理圖，更少的旁路電容；
測試完成。現在，我們來製作。
步驟6：使用的工具
Opa！Amp的構建很簡單，從開始到完成大約需要15分鐘。將需要一些工具來構建它：
- 烙鐵和焊錫。含鉛焊料更易於使用，而15至40瓦的鐵就可以了。圓錐形或鑿形尖端效果很好。
步驟7：製作零件組裝
零件清單
- Burr-Brown / TI OPA 2227
- 電阻器：2x 1.1k，2x 270、2x 10k，全¼瓦。
- 電容：1x 110uF，1x .1uF，1x .01uF
- 2個耳機插孔（Mouser部件＃806-STX-3100-5N）
- 1個Male USB（sparkfun）
- 8針DIP插座
這些電容器可以穩定電壓電平並降低噪聲。
C6穩定了虛擬地，這是一個0.01uF的陶瓷電容器。.01uF的蓋上標有數字“ 103”，
R1和R2是分壓器。他們為放大器構成虛擬地。R7和R8是輸入電阻。他們設置了放大器的輸入阻抗，我使用的是1.1k
R4和R3是反饋電阻。它們控制放大器的增益。我在這裡使用10k歐姆電阻（棕色-黑色-橙色），大約10倍的增益（反饋電阻值/輸入電阻值或1.1k / 10k）
使用它
使用Opa！放大器非常簡單，只需將其插入USB電源即可。它為我們的源產生約9倍的增益，將100mV RMS輸入提高到約1V RMS。我建議您的音量保持在50％左右。如果變得飽和（失真），請將其調低一個檔位。
電路調整
板上有許多點可用於修改電路。
C4和C5讓您添加反饋電容器-它們充當一階低通濾波器。如果有RFI噪聲，可以修改一下。C1，C2，C3和C7都是用於旁路，以穩定電源。
C8和C10將V +（通常為5V）連接到虛擬地。除非您也使用TLE2426，否則不會用它。
分壓5V單電源時，Opa 227恰好在其電壓範圍的邊緣運行。如果要增加電壓範圍，則可以添加電池盒或9V電池並將其用作電源。板上標有+和-的跳線是連接外部電源的地方。
總結
總結
將本電路接在音響AUX上，通過USB口供電，手機輸出到本前置放大器，然後再到音響。聲音變得清晰細緻，動態範圍擴大。更乾淨，更有韻味。喜歡高音質的您不妨試試，線路製作簡單，製作容易。很容易便成功。
\u0014
閱讀更多 音響科技工坊 的文章
