單端場(chǎng)效應(yīng)管甲類功率放大器制作,CLASS A power amplifier

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由于甲類功放在信號(hào)放大過(guò)程中，不存在交越失真，音樂(lè)味濃郁．深受音響發(fā)燒友推崇 而制約甲類功放普及的一個(gè)重要因素是幾乎所有的單端甲類機(jī)器都需要輸出變壓器；另外甲類機(jī)器功耗較大．機(jī)器的穩(wěn)定性也受到影響。
一般家用的甲類功放，具有的6 W 的功率輸出．足以滿足音樂(lè)欣賞的要求．前提是聽(tīng)音面積不能太大．另外音箱要有較好的靈敏度，從降低制作成本、減小功耗、提高可靠性的角度考慮．需要選擇一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功耗相對(duì)較低的線路。
PASS ZEN 系列放大器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，音質(zhì)好等突出優(yōu)點(diǎn)。PASS ZEN1放大器比PASS ZEN4，A5等放大器輸出功率小得多．電路非常簡(jiǎn)潔，且靜態(tài)功耗也小得多．由于PASS ZEN1采用電容作耦合輸出，可避免直流輸出對(duì)揚(yáng)聲器造成的損壞，所以制作時(shí)可省去揚(yáng)聲器保護(hù)電路；不必?fù)?dān)心電容輸出放大器的低頻下潛問(wèn)題，從實(shí)際測(cè)試和聽(tīng)音情況看，聲音在20-20000Hz范圍內(nèi)比較平坦，同時(shí)由于采用VMOS放大管，音色酷似電子管放大器。
PASS ZEN1放大器原理圖如圖1所示，從電路上可以看出ZEN1是一級(jí)恒流源負(fù)載的放大電路，利用IRFP9240作為恒流管，工作在甲類放大狀態(tài)。由于原理圖中所標(biāo)注型號(hào)MOS管較難購(gòu)買到，實(shí)際制作時(shí)本機(jī)選用代用管。其中MSA92用A1013代替，IRFP9240用IRFP9640代替，IRFP140用IRFP640代替，當(dāng)然也可選取類似VMOS管做替代實(shí)驗(yàn)，但由于腳位及開(kāi)啟電壓差別過(guò)大，不應(yīng)用K系列與J系列場(chǎng)效應(yīng)管。
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下面就制作過(guò)程中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題做介紹。

(1)電源電路
由于PASS ZEN1放大器工作在單端甲類狀態(tài)，雙通道工作時(shí)，靜態(tài)電流約為4 A，如采用單只變壓器供電，變壓器容量與次級(jí)線徑均要較大，否則采用每聲道獨(dú)立供電是個(gè)不錯(cuò)的選擇。本機(jī)采用1只500W 環(huán)牛為雙聲道供電；由于靜態(tài)電流較大，整流橋的容量、品質(zhì)一定要有保證，雙聲道供電應(yīng)選用50A整流橋，否則壓降過(guò)大，整流橋嚴(yán)重發(fā)熱，甚至燒毀，應(yīng)保證供電電壓在34 V左右；同時(shí)由于電源電路負(fù)載較重，濾波電容一定要有足夠的容量，否則可能引發(fā)交流聲，如在不采用穩(wěn)壓供電情況下難以消除交流聲，可采用簡(jiǎn)單的RC濾波形式，效果也很好，此時(shí)R應(yīng)采用阻值在0.1 Ω 以下的電阻，并采用多階濾波形式。

(2)放大電路調(diào)試
PASS ZEN1的靜態(tài)工作電流由R1設(shè)定，適當(dāng)加大R1可進(jìn)一步降低功耗，但同時(shí)機(jī)器的最大輸出功率也有所下降。在散熱片面積偏小情況下，可利用上述方法折中，但一般不建議這樣做。
在電路連接無(wú)誤情況下，給機(jī)器加電，測(cè)量Q1的S，D腳間電壓，并調(diào)整P1，使得S，D間電壓為供電電壓的一半。

(3)機(jī)器音色的調(diào)校
對(duì)本放大器音色影響較大的器件， 主要是IRFP140及輸出電容C3，C4，電容應(yīng)盡量選取音頻專用電容器，同時(shí)也可使用1支6800 uF并聯(lián)1支1 uF CBB電容代替C3，C4。

(4)機(jī)器的散熱與功率管的固定
由于甲類機(jī)器發(fā)熱量很大，應(yīng)采用大型外置散熱器或強(qiáng)制風(fēng)冷。功率管可直接固定在散熱片上，由于散熱片溫度很高，電路板應(yīng)距離散熱片稍遠(yuǎn)，通過(guò)導(dǎo)線聯(lián)接功率管。
PASS ZEN1是一部增益較小的純后級(jí)，需連接前級(jí)放大器才可駁接CD等播放器。若無(wú)前級(jí)，可利用節(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管2SK30自制一部前級(jí)。由于2SK30屬于耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管，偏置電路變得簡(jiǎn)單，考慮到利用PASS ZEN1的電源。實(shí)際使用的前級(jí)放大器原理圖如圖2。
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圖2 2SK30前級(jí)原理圖
注意，在不使用2SK30前級(jí)時(shí)，由于信號(hào)采用反相放大，應(yīng)按圖1所示連接揚(yáng)聲器，但在加入2SK30后，由于2SK30同樣構(gòu)成一個(gè)反相放大器，圖1所示揚(yáng)聲器的連接相位應(yīng)顛倒。
至此，一部有濃郁電子管音色的單端場(chǎng)效應(yīng)管放大器制作完畢，電路簡(jiǎn)潔，音色均衡，解析力也相當(dāng)不錯(cuò)。