《電子技術(shù)應(yīng)用》
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發(fā)燒級甲乙類功率放大器的設(shè)計(jì)
摘要: 優(yōu)秀的線路設(shè)計(jì)是出靚聲的根本之道,這一點(diǎn)在進(jìn)口功放中得到了很好的體現(xiàn),。本文介紹的這款線路最早見于一些進(jìn)口的日本發(fā)燒級功放,幾經(jīng)本人改造最終成型,,音質(zhì)表現(xiàn)極其出眾,現(xiàn)介紹給大家,。
Abstract:
Key words :

  優(yōu)秀的線路設(shè)計(jì)是出靚聲的根本之道,,這一點(diǎn)在進(jìn)口功放中得到了很好的體現(xiàn)。本文介紹的這款線路最早見于一些進(jìn)口的日本發(fā)燒級功放,,幾經(jīng)本人改造最終成型,音質(zhì)表現(xiàn)極其出眾,,現(xiàn)介紹給大家,。

 

  一、電路原理簡介

 

  1 主放大電路

  圖1為功率放大器的左聲道放大電路,。R1,、C1組成低通濾波器,濾除混于音頻信號中的高頻干擾信號,,R2為輸入匹配電阻,。來自音源或前級的音頻信號由J1進(jìn)入VT1-VT4四只場效應(yīng)管組成的雙差分輸入電路。場效應(yīng)管屬電壓控制器件,,輸入阻抗高,,頻率響應(yīng)好,常見于一些發(fā)燒級線路中,,同時,,其漏-源耐壓低,供電需經(jīng)一些特殊處理,。R4,、R6、RP1,、R7及R9組成直流電壓鉗位電路給四只輸入級場效應(yīng)管供電,。經(jīng)計(jì)算VT5、VT6和VT7,、VT8基極電位分別為±45V×(R6+RP1×1/2)/(R4+R6+RP1×1/2)=±12.7V,。四只場效應(yīng)管漏極實(shí)際供電電壓為12.7V-0.6V=12.1 V,保證場效應(yīng)管工作在低電壓狀態(tài),。VT1和VT5(另VT2和VT6,, VT3和VT7, VT4和VT8)組成共源共基電路(俗稱沃爾曼電路),,這種電路組態(tài)具有其他線路無可比擬的優(yōu)點(diǎn)—頻響寬,、失真低,、增益高、線性好,。RP1調(diào)節(jié)四只輸入級結(jié)型場效應(yīng)管柵-源偏置電壓,,進(jìn)而改變輸入級工作電流。本電路將輸入級電流設(shè)定在1.6mA,,這樣R3,, R5, R8,, R10上的直流電壓降為1.5kΩ×1.6mA=2.4V,。

  VT9, VT10和VT12,, VT13接成共射-共基組態(tài)構(gòu)成電壓放大級,。VD1, R12及VD2支路為共基管VT10,, VT12基極提供恒定工作電壓,。C4, CS并接于VD1,, VD2兩端消除穩(wěn)壓二極管造成的噪聲干擾,。R3, R8上的2.4V直流電壓降作為VT9,, VT13的基極偏置電壓,,將電壓放大級工作電流鉗位在(2.4V-0.6V) /300Ω=6mA。音頻信號經(jīng)VT9,, VT13共射放大后由其集電極進(jìn)入VT10,, VT12組成的共基電路,并從兩管的集電極輸出,,經(jīng)R15,, R16送入VT14, VT15組成的推動級電路,。RP3調(diào)節(jié)輸出級對稱中點(diǎn)輸出的直流電位,。將該點(diǎn)電位控制在±5mV以內(nèi)。VT11,, VD3,, R13及RP2構(gòu)成推動級和功率輸出級偏置電路,調(diào)節(jié)RP2可以改變推動級K214/J77兩管柵極電位差,,進(jìn)而由R17,, R18上的電壓差改變輸出級VT16, VT17的靜態(tài)偏置狀態(tài)。

  本電路在設(shè)計(jì)時將推動級K214/J77兩管柵極直流電壓差設(shè)定在4.7 V ,,推動級靜態(tài)電流(K214/J77漏-源電流)為63mA,。R17, R18上的直流壓降合計(jì)為63mA×15Ω×2 ≈ 1.9V,,此電壓作為功率輸出級VT16,, VT17基極偏置電壓,將A1943/C5200靜態(tài)電流設(shè)定在82mA,。R21,、R22上的直流電壓降各為82mA×0.22Ω=18mV。

  C7,, C8的作用是消除K214/J77引起的自激,,L1, R23和C9構(gòu)成揚(yáng)聲器感性負(fù)載的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò),。反饋網(wǎng)絡(luò)R24,, R25和C10將整機(jī)電壓放大倍數(shù)設(shè)定在51倍(AVF=1+R24/R25 )。反饋引出點(diǎn)選在推動級對稱中點(diǎn),,減小了揚(yáng)聲器感性負(fù)載對小信號輸入級的影響,這也是現(xiàn)今比較流行的做法,。

 

  

 

  2.電源及保護(hù)電路簡介

  圖2是本機(jī)的電源及保護(hù)電路,,其中保護(hù)電路具有開機(jī)延時和主放大電路輸出中點(diǎn)直流過壓保護(hù)功能。剛開機(jī)時保護(hù)電路供電電壓經(jīng)R29,,R31支路向C18充電,,開始時VT20基極電位低不能導(dǎo)通,導(dǎo)致VD10,, VT21截止,,繼電器K1不能吸合,常開觸點(diǎn)斷開了功率級與揚(yáng)聲器的連接,,避免了開機(jī)浪涌電流對揚(yáng)聲器的沖擊,。隨著C18充電電壓的升高,VT20飽和導(dǎo)通,,VD10,, VT21也隨之飽和導(dǎo)通,繼電器K1吸合,,接通揚(yáng)聲器正常放音,。R29, R31和C18決定開機(jī)延時時間的長短,。

 

  

 

  當(dāng)功率輸出級中點(diǎn)出現(xiàn)正或負(fù)的超過安全工作電壓時,,C16,C17充電,,充電電壓達(dá)到±0.6V以上時,,VT18或VT19導(dǎo)通,,兩管集電極突現(xiàn)低電壓導(dǎo)致C18放電,VT20截止,,引起VT21也截止,,繼電器K1釋放,斷開揚(yáng)聲器,,起到保護(hù)作用,。此過程中,由于C16,, C17和C18容量較大,,充放電時間較長,避免了保護(hù)電路對短暫超標(biāo)電壓的誤動作,。

 

  二,、制作要點(diǎn)

 

  圖3為其印制電路板圖。所有元件應(yīng)使用正品,,RP1-RP3選用多圈精密可調(diào)電位器,。成對出現(xiàn)的元件如R3, R5,,R8,, R10及VT5,VT6等需要精挑細(xì)選,,將誤差控制在最小范圍內(nèi),,這樣成功才能有保障。

 

  

 

  制作調(diào)試是依原理分塊進(jìn)行的,。制作好輸入級電路,,將J1對地短路,并用100kΩ電阻將VT2,, VT4柵極接地,。調(diào)節(jié)RP1并測量R3, R5,, R8和R10上的電壓降,,正常情況下應(yīng)該為2.4V,出現(xiàn)誤差較大的情況可能是輸入級元件配對不良,。接好電壓放大級和輸出級偏置電路,,測量R14兩端電壓應(yīng)為1.8V,調(diào)節(jié)RP2時VT10,, VT12兩管集電極電壓差應(yīng)能在一定范圍內(nèi)變化并將該電壓調(diào)節(jié)到4.7V左右,。

  接下來,焊好推動級和反饋電路,用數(shù)字萬用表直流電壓擋分別測量R17,, R18上的電壓降,,微調(diào)RP2,將該電壓調(diào)節(jié)到0.95 V左右,。調(diào)節(jié)RP3,,將反饋引出點(diǎn)直流電壓控制在±5mV以內(nèi)。最后一步是制作功率輸出級,,微調(diào)RP2將R21,, R22上的直流電壓降鎖定在18mV。再一次調(diào)節(jié)RP3,,將功率輸出級中點(diǎn)直流電壓也調(diào)到±5mV以內(nèi),,只有這樣,在正常放音時,,背景才能寧靜,,不影響音樂的重現(xiàn)。

 

  三,、整機(jī)性能評價

 

  整機(jī)聲場開闊,,高音絲絲扣人,低音彈性十足,,中音明亮甜美,,表現(xiàn)出人意料。

  實(shí)測指標(biāo)如下:

  通頻帶:5Hz-210kHz(-3dB)

  轉(zhuǎn)換速率:18V/1us

  輸出功率:30W×2(8Ω)

  最大不失真輸出功率:45W×2(8Ω)

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