非對(duì)稱(chēng)純后級(jí)功率放大器的電路設(shè)計(jì)
[導(dǎo)讀]晶體管功放由于一般不需使用輸出變壓器，成本較低，所以比較適合音樂(lè)愛(ài)好者自制。
晶體管功放由于一般不需使用輸出變壓器，成本較低，所以比較適合音樂(lè)愛(ài)好者自制。其中，純甲類(lèi)放大器不存在交越失真，音色溫暖、耐聽(tīng)，深受發(fā)燒友的喜愛(ài)；但甲類(lèi)功率放大器特點(diǎn)也包括靜態(tài)功耗大、發(fā)熱量大，對(duì)元器件制作工藝要求高，尤其對(duì)電源變壓器的要求很高，否則聽(tīng)感甚至比不上高偏流甲乙類(lèi)功放。為了盡量解決好上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)了如附圖的電路，實(shí)際使用效果良好，該電路的特點(diǎn)是：
（1）非對(duì)稱(chēng)形式，可有效防止偶次諧波削弱；
（2）除大功率擴(kuò)流管外，前級(jí)各電路均工作于單端甲類(lèi)狀態(tài)，不存在交越失真；
（3）電路簡(jiǎn)潔，元件少，便于制作PCB板，能耗、成本低；
（4）由實(shí)際試聽(tīng)，認(rèn)真選取了各元件型號(hào)、參數(shù)，確保了可靠性，出聲水平很好。
該電路主要由三部分組成：
這一部分設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是：以恒流源代替射極電阻，提高共模抑制比，發(fā)以光二級(jí)管為定壓元件，既簡(jiǎn)化了線路，同時(shí)電壓穩(wěn)定性能也較好。由于C2240管子工作在單端狀態(tài)，為保證有足夠的動(dòng)態(tài)，而不發(fā)生削頂失真，這一級(jí)的靜態(tài)電流為
（1.8V-0.7V）/330Ω=1.67mA（實(shí)際測(cè)試1.8mA）
這一偏差主要由結(jié)電壓估算偏差引起。應(yīng)該注意到，三極管的放大倍數(shù)β，隨Ib的增大而減小，會(huì)造成非線性失真，由于差分輸入位于主電壓放大級(jí)之前，這種不良影響將更加顯著，為此該處使用東芝C2240（對(duì)管為C2240/A970），該管為音頻專(zhuān)用小功率管，帶寬100MHz，它的顯著優(yōu)點(diǎn)是：噪聲低，β隨Ib變化率很小，從而可以提高該級(jí)的線性。
主電壓放大部分
該級(jí)的主要作用是對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行電壓放大，要求放大管具有足夠的帶寬，選用了A970，帶寬100MHz，這一級(jí)的靜態(tài)電流為： (1.8V-0.7V)/100Ω =11mA（實(shí)際測(cè)試接近12mA）
BG3的射極電阻對(duì)電路動(dòng)態(tài)影響較大，取為100Ω，保留一定量的局部電流負(fù)反饋。
BG4為BG3的鏡像電流源，并不參與電壓放大，該部分電路仍工作在甲類(lèi)狀態(tài)，C1、C2的設(shè)置可以防止放大器出現(xiàn)高頻自激。
推動(dòng)與大功率擴(kuò)流部分
推動(dòng)管選用中功率對(duì)管D669/B649（140MHz），大功率管選用了C5200/A1943（30MHz），利用C2330作為這一級(jí)的偏置，可以看到C2330的集電極與發(fā)射極之間，并沒(méi)有并聯(lián)提供信號(hào)交流通道的電容器，由于C2330集電極與發(fā)射極之間的電壓Uce（即推動(dòng)管的靜態(tài)偏置電壓），通過(guò)1kΩ的可調(diào)電阻調(diào)整，且可較好的保持定值，則e點(diǎn)的電壓將以低于c點(diǎn)Uce的形式隨c點(diǎn)變化，所以不必?fù)?dān)心放大后的波形正負(fù)半周不對(duì)稱(chēng)，利用數(shù)字儲(chǔ)示波器，可觀察到波形對(duì)稱(chēng)良好。
關(guān)于東芝的C5200/A1943對(duì)管，音響文章介紹較多，不作贅述。在此談一下該對(duì)管的靜態(tài)工作點(diǎn)，靜態(tài)工作電流定為50mA，實(shí)際調(diào)試中發(fā)現(xiàn)該電流在50mA~300mA間變化，對(duì)提升音質(zhì)無(wú)太大的作用，當(dāng)然在低于30mA時(shí)，放大器聲音變得單薄，分析力下降。整機(jī)的電壓放大倍數(shù)為：= 26.5（28.465dB）
電路采用電壓負(fù)反饋，有文獻(xiàn)指出電流負(fù)反饋聽(tīng)感優(yōu)于電壓負(fù)反饋的線路，其實(shí)電壓負(fù)反饋功放也很有特色。本線路沒(méi)有采用直流伺服技術(shù)穩(wěn)定中點(diǎn)電位，仍保留了負(fù)反饋接地電容，從而Cf將影響到線路的音色，該電容采用了ELNA音頻專(zhuān)用100μF電容反向串聯(lián)獲得。
1、電源部分
變壓器容量建議在200W以上，利用快速恢復(fù)二級(jí)管FR307進(jìn)行整流，實(shí)際使用中，僅利用一對(duì)10000μF濾波電容，音箱中就已經(jīng)干凈，增大濾波電容的容量有利于功放動(dòng)態(tài)的發(fā)揮。
2、調(diào)試
本機(jī)調(diào)試方法如下，檢查線路無(wú)誤后，將1kΩ可調(diào)電阻調(diào)至最大值，接通電源，測(cè)量輸出中點(diǎn)電壓，該電壓一般不超過(guò)1V，通過(guò)后：
（1）調(diào)節(jié)差分輸入級(jí)的滑臂電阻，使中點(diǎn)電位接近0V；
（2）調(diào)整功率管靜態(tài)偏置電源至50mA。
重復(fù)步驟（1）、（2）使機(jī)器進(jìn)入正常工作狀態(tài)，通電煲機(jī)半小時(shí)左右，再次調(diào)整一遍，即可通電試音。
由于該線路為非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，開(kāi)機(jī)時(shí)不可避免地存在一定的沖擊，同時(shí)為了更有效保護(hù)喇叭，建議安裝喇叭保護(hù)電路。
如果想提高電路的功率和阻尼系數(shù)，可以再加并一對(duì)大功率管C5200/A1943，在調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，將C5200/A1943換為場(chǎng)效應(yīng)管K413/J118時(shí)，聲音也非常醇厚，不過(guò)K413/J118為工業(yè)用管，開(kāi)啟電壓較高，由于線路無(wú)須改變，不妨一試。
關(guān)于本機(jī)的性能參數(shù)，由于沒(méi)有適用的檢測(cè)儀器，為不誤導(dǎo)讀者，在此不能給出。而對(duì)一款線路，最重要的還是要看線路出聲是否入耳，所以在此僅給出我與幾名音樂(lè)愛(ài)好者的主觀評(píng)價(jià)。利用該后級(jí)，以分鍵伍DP-5010CD為音源，怪獸400MK Ⅱ信號(hào)線，惠威的震撼6A音箱為試音器材，測(cè)試了平衡信號(hào)、20Hz~20kHz的掃頻信號(hào)，試播了蔡琴的幾張專(zhuān)輯，可以說(shuō)出聲感情充沛，聲音厚實(shí)，能很好的收住口型：在播放《夜深沉》曲目時(shí)，緊迫的鼓點(diǎn)聲，鼓錘挨著鼓皮的聲音，清晰可辨，極具穿透力。本后級(jí)的信噪比很高，即便耳雜貼近音箱都很難覺(jué)察到噪音，動(dòng)態(tài)大、聲場(chǎng)寬，對(duì)人聲與弦樂(lè)的表現(xiàn)可圈可點(diǎn)，分析力很高。
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