一幅20W單端純甲類功放電路圖,電路十分簡單,所用元件很少。符合“簡潔至上”的原則,用料普通,易于仿制,看到好多的發(fā)燒友對單端純甲類功放感興趣,不敢獨(dú)享,特撰寫此文,與廣大的音響發(fā)燒友交流。原理圖如下所示: | ||||
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電路原理和設(shè)計(jì)思路,整機(jī)電路可以分為四部分: 輸入級:核心電路是由兩只BC559組成的差分放大電路,22K對地電阻為三極管的偏置電阻,它的大小同時(shí)決定了整個(gè)功放的輸入電阻。8.2K電阻是差分對管的公共發(fā)射極電阻,決定了差分電路的共模抑制比和本級的靜態(tài)工作電流。經(jīng)過輸入級放大的電流在流經(jīng)1K可調(diào)電阻時(shí)產(chǎn)生的電壓信號,直接輸送到下一級。 1UF電容是整機(jī)的輸入電容,其容量的大小和制造材料對音質(zhì)的影響很大。根據(jù)理論計(jì)算,1UF的電容與輸入電阻22K組成了一個(gè)高通濾波電路,它的低端轉(zhuǎn)折頻率可以用下式計(jì)算:f=1000/(2*3.14*22*1)=7.2HZ。(在過去將放大器的低端頻響定位在20HZ時(shí),還是可接受以的?,F(xiàn)在數(shù)碼音源大行其道的今天,看來還是高了一些,低端轉(zhuǎn)折頻率定在1HZ以下還是可以接受的。)由于該電容的重要性,一定要選擇品質(zhì)優(yōu)良的進(jìn)口音頻專用耦合電容,在國產(chǎn)的電容中,新德克的品牌還是值得信任的,經(jīng)過筆者和朋友的試用,效果令人滿意,只是體積稍大了些,在設(shè)計(jì)電路板時(shí)要考慮是否能安裝得下。 8.2K電阻決定了輸入級的晶體管靜態(tài)工作電流,可以由下式進(jìn)行估算(兩管值):VCC/8.2K=20/8.2=2.4MA。由于輸入級的晶體管靜態(tài)工作電流對音質(zhì)有較大的影響,可以調(diào)整該電阻的大小來滿足自己的要求。(晶體管靜態(tài)工作電流小,信噪比高,但是音質(zhì)發(fā)干,低音單薄。如果電流大一些,音質(zhì)溫暖,低音厚實(shí),但是晶體管特有的高頻噪聲和反映在音頻內(nèi)的電流聲也會(huì)增加,使信噪比下降。本機(jī)取2.4MA還是比較合適的。) 電壓放大級: 為了簡化電路,本機(jī)使用一只三極管BD139,采用共射放大電路,還采用了自舉電路。 本級的靜態(tài)電流可以由下式進(jìn)行估算:VCC/(1.5k+1.5k)=6.8MA。100P的小電容是做頻率補(bǔ)償用的,容量要盡可能的小,如果沒有高頻自激,可以不用。(當(dāng)然由于這個(gè)小電容的存在對音質(zhì)有微妙的調(diào)節(jié)作用,具體怎樣處理,看自己的喜好了。) 為了保證大信號輸出時(shí)的幅度特性和線性,同時(shí)又不增加太多的元件,本機(jī)采用了自舉電路,由100UF電容和兩個(gè)1.5K電阻的分壓電路組成。在音響界對于自舉電路的批評較多,認(rèn)為它是一種正反饋,對音質(zhì)的負(fù)面影響較大。由于本電路的出道年代較早,設(shè)計(jì)前提是“簡潔至上”,也許在這里考慮的不是那么全面。 輸出級:在原理圖的上部的兩只MJE2955和周邊的元件組成了單端純甲類放大電路,下半部分以兩只MJE2955為核心組成了大電流恒流源電路。其恒流電流值就是輸出級的靜態(tài)電流。可以根據(jù)下式估算:0.65/0.25=2.6A。(其中的0.65V是硅三極管的發(fā)射結(jié)的PN結(jié)正向?qū)▔航担┩ㄟ^改變0.25電阻阻值的大小可以調(diào)整輸出級的功放管靜態(tài)工作電流。本電路中,要求在8歐負(fù)載上有20W的純甲類輸出,2.6A這個(gè)電流顯得有點(diǎn)大了,實(shí)際上有公式可以估算:P=2*I*I*RL,這樣一來有大約為 1.1A就可以滿足設(shè)計(jì)要求,但是我們的揚(yáng)聲器的阻抗并不是象純電阻一樣保持不變的,有時(shí)候在特定的頻率和極端的情況下,阻抗可能會(huì)降得很低。按照電路的設(shè)計(jì)如果使用4歐的負(fù)載,輸出40W的純甲類也是完全能達(dá)到!僅僅這種設(shè)計(jì)的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃悸肥侵档梦覀儗W(xué)習(xí)的。 揚(yáng)聲器阻抗補(bǔ)償電路: 因?yàn)槲覀儾捎玫膿P(yáng)聲器是感性負(fù)載,為了使放大器的負(fù)載接近純電阻,在功放的輸出端對地一般都有電阻和電容串聯(lián)的補(bǔ)償電路,其電阻的阻值和揚(yáng)聲器的標(biāo)稱阻抗相當(dāng),電容的取值為0.1UF-0.22UF,這里不再詳述。 安裝調(diào)試注意事項(xiàng): 電源部分:由于純甲類單端功放的共模抑制能力很差,又加之本機(jī)的靜態(tài)電流很大,因此對電源的要求很高,最好采用電感濾波電路,但是對于電感的制作和應(yīng)用后產(chǎn)生的電磁干擾的處理都很讓人頭痛,采用穩(wěn)壓電路也是很好的選擇,只是成本和散熱問題也來了,還是忍痛舍棄吧。最終不得已選擇了電容濾波電路,變壓器的容量要在 1000W以上,次級電壓為四線并繞的四組15-18V,電流容量在10A以上,兩兩串聯(lián)成兩組雙電壓,分別供給左右聲道,整流全橋要選擇電流25A以上的,耐壓不必太高有200V就足夠了。濾波電容的容量每聲道正負(fù)電源每邊不得小于2.2萬UF,當(dāng)然是越大越好了,不過要注意最好用多個(gè)小容量的電容并聯(lián)起來,達(dá)到所要求的容量,至于要并聯(lián)小容量的高頻特性好的無極性電容更是必須的。雖然成本增加了,但是效果可是好多了,好在25V的電解電容的價(jià)格較低。因?yàn)椤霸诤玫墓Ψ爬?,電源的成本要占一半!”筆者十分欣賞這個(gè)觀點(diǎn)。如果采用雙單聲道設(shè)計(jì),從變壓器--整流濾波電路--放大電路--輸出,各自都是獨(dú)立的就更好了。 制作、調(diào)試:正是由于電路簡潔,所以音質(zhì)幾乎就是由原器件的特性所決定的。圖中標(biāo)示的晶體管,現(xiàn)在看來已經(jīng)不太發(fā)燒了,讀者可以根據(jù)現(xiàn)在的流行趨勢進(jìn)行代換。由于電路的發(fā)熱量較高,要求元件的可靠性一定要高,電阻一律選用1/2W的金屬膜電阻,所用電容由于用量較少,一定要選用精品。只要原器件的質(zhì)量和焊接技術(shù)能夠保證,整機(jī)的調(diào)試十分簡單,通電前先把1K的可調(diào)電阻置于中間位置,在通電以后,調(diào)整該電阻使輸出端對地電位盡量接近0V 即可,其余都由電路和原器件保證。保持空載半小時(shí)以上,觀察散熱器的溫度不太高,其他元件無異常,復(fù)測輸出端電位不是太大,就可以投入使用了。由于功放的元件還需要老化,可能你要聽到靚聲,還需要一段很長時(shí)間的煲機(jī)過程。 本文中沒有涉及保護(hù)電路,為了保護(hù)您昂貴的揚(yáng)聲器系統(tǒng),強(qiáng)烈建議加裝安全可靠的喇叭保護(hù)電路。 |
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