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非对称纯后级功率放大器的电路设计

发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:864

刘举平

晶体管功放由于一般不需使用输出变压器,成本较低,所以比较适合音乐爱好者自制。其中,纯甲类放大器不存在交越失真,音色温暖、耐听,深受发烧友的喜爱;但甲类功率放大器特点也包括静态功耗大、发热量大,对元器件制作工艺要求高,尤其对电源变压器的要求很高,否则听感甚至比不上高偏流甲乙类功放。为了尽量解决好上述问题,设计了如附图的电路,实际使用效果良好,该电路的特点是:

(1)非对称形式,可有效防止偶次谐波削弱;
(2)除大功率扩流管外,前级各电路均工作于单端甲类状态,不存在交越失真;
(3)电路简洁,元件少,便于制作pcb板,能耗、成本低;
(4)由实际试听,认真选取了各元件型号、参数,确保了可靠性,出声水平很好。

该电路主要由三部分组成:

差分输入部分

这一部分设计的特点是:以恒流源代替射极电阻,提高共模抑制比,发以光二级管为定压元件,既简化了线路,同时电压稳定性能也较好。由于c2240管子工作在单端状态,为保证有足够的动态,而不发生削顶失真,这一级的静态电流为
(1.8v-0.7v)/330ω=1.67ma(实际测试1.8ma)

这一偏差主要由结电压估算偏差引起。应该注意到,三极管的放大倍数β,随ib的增大而减小,会造成非线性失真,由于差分输入位于主电压放大级之前,这种不良影响将更加显著,为此该处使用东芝c2240(对管为c2240/a970),该管为音频专用小功率管,带宽100mhz,它的显著优点是:噪声低,β随ib变化率很小,从而可以提高该级的线性。

主电压放大部分


该级的主要作用是对音频信号进行电压放大,要求放大管具有足够的带宽,选用了a970,带宽100mhz,这一级的静态电流为: (1.8v-0.7v)/100ω =11ma(实际测试接近12ma)

bg3的射极电阻对电路动态影响较大,取为100ω,保留一定量的局部电流负反馈。
bg4为bg3的镜像电流源,并不参与电压放大,该部分电路仍工作在甲类状态,c1、c2的设置可以防止放大器出现高频自激。

推动与大功率扩流部分

推动管选用中功率对管d669/b649(140mhz),大功率管选用了c5200/a1943(30mhz),利用c2330作为这一级的偏置,可以看到c2330的集电极与发射极之间,并没有并联提供信号交流通道的电容器,由于c2330集电极与发射极之间的电压uce(即推动管的静态偏置电压),通过1kω的可调电阻调整,且可较好的保持定值,则e点的电压将以低于c点uce的形式随c点变化,所以不必担心放大后的波形正负半周不对称,利用数字储示波器,可观察到波形对称良好。

关于东芝的c5200/a1943对管,音响文章介绍较多,不作赘述。在此谈一下该对管的静态工作点,静态工作电流定为50ma,实际调试中发现该电流在50ma~300ma间变化,对提升音质无太大的作用,当然在低于30ma时,放大器声音变得单薄,分析力下降。整机的电压放大倍数为:= 26.5(28.465db)

电路采用电压负反馈,有文献指出电流负反馈听感优于电压负反馈的线路,其实电压负反馈功放也很有特色。本线路没有采用直流伺服技术稳定中点电位,仍保留了负反馈接地电容,从而cf将影响到线路的音色,该电容采用了elna音频专用100μf电容反向串联获得。

1、电源部分

变压器容量建议在200w以上,利用快速恢复二级管fr307进行整流,实际使用中,仅利用一对10000μf滤波电容,音箱中就已经干净,增大滤波电容的容量有利于功放动态的发挥。

2、调试

本机调试方法如下,检查线路无误后,将1kω可调电阻调至最大值,接通电源,测量输出中点电压,该电压一般不超过1v,通过后:

(1)调节差分输入级的滑臂电阻,使中点电位接近0v;
(2)调整功率管静态偏置电源至50ma。

重复步骤(1)、(2)使机器进入正常工作状态,通电煲机半小时左右,再次调整一遍,即可通电试音。

由于该线路为非对称结构,开机时不可避免地存在一定的冲击,同时为了更有效保护喇叭,建议安装喇叭保护电路。

如果想提高电路的功率和阻尼系数,可以再加并一对大功率管c5200/a1943,在调试过程中发现,将c5200/a1943换为场效应管k413/j118时,声音也非常醇厚,不过k413/j118为工业用管,开启电压较高,由于线路无须改变,不妨一试。

关于本机的性能参数,由于没有适用的检测仪器,为不误导读者,在此不能给出。而对一款线路,最重要的还是要看线路出声是否入耳,所以在此仅给出我与几名音乐爱好者的主观评价。利用该后级,以分键伍dp-5010cd为音源,怪兽400mk ⅱ信号线,惠威的震撼6a音箱为试音器材,测试了平衡信号、20hz~20khz的扫频信号,试播了蔡琴的几张专辑,可以说出声感情充沛,声

刘举平

晶体管功放由于一般不需使用输出变压器,成本较低,所以比较适合音乐爱好者自制。其中,纯甲类放大器不存在交越失真,音色温暖、耐听,深受发烧友的喜爱;但甲类功率放大器特点也包括静态功耗大、发热量大,对元器件制作工艺要求高,尤其对电源变压器的要求很高,否则听感甚至比不上高偏流甲乙类功放。为了尽量解决好上述问题,设计了如附图的电路,实际使用效果良好,该电路的特点是:

(1)非对称形式,可有效防止偶次谐波削弱;
(2)除大功率扩流管外,前级各电路均工作于单端甲类状态,不存在交越失真;
(3)电路简洁,元件少,便于制作pcb板,能耗、成本低;
(4)由实际试听,认真选取了各元件型号、参数,确保了可靠性,出声水平很好。

该电路主要由三部分组成:

差分输入部分

这一部分设计的特点是:以恒流源代替射极电阻,提高共模抑制比,发以光二级管为定压元件,既简化了线路,同时电压稳定性能也较好。由于c2240管子工作在单端状态,为保证有足够的动态,而不发生削顶失真,这一级的静态电流为
(1.8v-0.7v)/330ω=1.67ma(实际测试1.8ma)

这一偏差主要由结电压估算偏差引起。应该注意到,三极管的放大倍数β,随ib的增大而减小,会造成非线性失真,由于差分输入位于主电压放大级之前,这种不良影响将更加显著,为此该处使用东芝c2240(对管为c2240/a970),该管为音频专用小功率管,带宽100mhz,它的显著优点是:噪声低,β随ib变化率很小,从而可以提高该级的线性。

主电压放大部分


该级的主要作用是对音频信号进行电压放大,要求放大管具有足够的带宽,选用了a970,带宽100mhz,这一级的静态电流为: (1.8v-0.7v)/100ω =11ma(实际测试接近12ma)

bg3的射极电阻对电路动态影响较大,取为100ω,保留一定量的局部电流负反馈。
bg4为bg3的镜像电流源,并不参与电压放大,该部分电路仍工作在甲类状态,c1、c2的设置可以防止放大器出现高频自激。

推动与大功率扩流部分

推动管选用中功率对管d669/b649(140mhz),大功率管选用了c5200/a1943(30mhz),利用c2330作为这一级的偏置,可以看到c2330的集电极与发射极之间,并没有并联提供信号交流通道的电容器,由于c2330集电极与发射极之间的电压uce(即推动管的静态偏置电压),通过1kω的可调电阻调整,且可较好的保持定值,则e点的电压将以低于c点uce的形式随c点变化,所以不必担心放大后的波形正负半周不对称,利用数字储示波器,可观察到波形对称良好。

关于东芝的c5200/a1943对管,音响文章介绍较多,不作赘述。在此谈一下该对管的静态工作点,静态工作电流定为50ma,实际调试中发现该电流在50ma~300ma间变化,对提升音质无太大的作用,当然在低于30ma时,放大器声音变得单薄,分析力下降。整机的电压放大倍数为:= 26.5(28.465db)

电路采用电压负反馈,有文献指出电流负反馈听感优于电压负反馈的线路,其实电压负反馈功放也很有特色。本线路没有采用直流伺服技术稳定中点电位,仍保留了负反馈接地电容,从而cf将影响到线路的音色,该电容采用了elna音频专用100μf电容反向串联获得。

1、电源部分

变压器容量建议在200w以上,利用快速恢复二级管fr307进行整流,实际使用中,仅利用一对10000μf滤波电容,音箱中就已经干净,增大滤波电容的容量有利于功放动态的发挥。

2、调试

本机调试方法如下,检查线路无误后,将1kω可调电阻调至最大值,接通电源,测量输出中点电压,该电压一般不超过1v,通过后:

(1)调节差分输入级的滑臂电阻,使中点电位接近0v;
(2)调整功率管静态偏置电源至50ma。

重复步骤(1)、(2)使机器进入正常工作状态,通电煲机半小时左右,再次调整一遍,即可通电试音。

由于该线路为非对称结构,开机时不可避免地存在一定的冲击,同时为了更有效保护喇叭,建议安装喇叭保护电路。

如果想提高电路的功率和阻尼系数,可以再加并一对大功率管c5200/a1943,在调试过程中发现,将c5200/a1943换为场效应管k413/j118时,声音也非常醇厚,不过k413/j118为工业用管,开启电压较高,由于线路无须改变,不妨一试。

关于本机的性能参数,由于没有适用的检测仪器,为不误导读者,在此不能给出。而对一款线路,最重要的还是要看线路出声是否入耳,所以在此仅给出我与几名音乐爱好者的主观评价。利用该后级,以分键伍dp-5010cd为音源,怪兽400mk ⅱ信号线,惠威的震撼6a音箱为试音器材,测试了平衡信号、20hz~20khz的扫频信号,试播了蔡琴的几张专辑,可以说出声感情充沛,声

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