發(fā)燒級甲乙類(lèi)功率放大器的設計

　　優(yōu)秀的線(xiàn)路設計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。本文介紹的這款線(xiàn)路最早見(jiàn)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)表現極其出眾，現介紹給大家。

　　一、電路原理簡(jiǎn)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(lái)自音源或前級的音頻信號由J1進(jìn)入VT1-VT4四只場(chǎng)效應管組成的雙差分輸入電路。場(chǎng)效應管屬電壓控制器件，輸入阻抗高，頻率響應好，常見(jiàn)于一些發(fā)燒級線(xiàn)路中，同時(shí)，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(chǎng)效應管供電。經(jīng)計算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(chǎng)效應管漏極實(shí)際供電電壓為12.7V-0.6V=12.1 V，保證場(chǎng)效應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(chēng)沃爾曼電路），這種電路組態(tài)具有其他線(xiàn)路無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)—頻響寬、失真低、增益高、線(xiàn)性好。RP1調節四只輸入級結型場(chǎng)效應管柵-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(dòng)級電路。RP3調節輸出級對稱(chēng)中點(diǎn)輸出的直流電位。將該點(diǎn)電位控制在±5mV以?xún)?。VT11， VD3， R13及RP2構成推動(dòng)級和功率輸出級偏置電路，調節RP2可以改變推動(dòng)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)。

　　本電路在設計時(shí)將推動(dòng)級K214/J77兩管柵極直流電壓差設定在4.7 V ，推動(dòng)級靜態(tài)電流（K214/J77漏-源電流）為63mA。R17， R18上的直流壓降合計為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構成揚聲器感性負載的補償網(wǎng)絡(luò )。反饋網(wǎng)絡(luò )R24， R25和C10將整機電壓放大倍數設定在51倍（AVF=1+R24/R25 ）。反饋引出點(diǎn)選在推動(dòng)級對稱(chēng)中點(diǎn)，減小了揚聲器感性負載對小信號輸入級的影響，這也是現今比較流行的做法。

　　2.電源及保護電路簡(jiǎn)介

　　圖2是本機的電源及保護電路，其中保護電路具有開(kāi)機延時(shí)和主放大電路輸出中點(diǎn)直流過(guò)壓保護功能。剛開(kāi)機時(shí)保護電路供電電壓經(jīng)R29，R31支路向C18充電，開(kāi)始時(shí)VT20基極電位低不能導通，導致VD10， VT21截止，繼電器K1不能吸合，常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)了功率級與揚聲器的連接，避免了開(kāi)機浪涌電流對揚聲器的沖擊。隨著(zhù)C18充電電壓的升高，VT20飽和導通，VD10， VT21也隨之飽和導通，繼電器K1吸合，接通揚聲器正常放音。R29， R31和C18決定開(kāi)機延時(shí)時(shí)間的長(cháng)短。

　　當功率輸出級中點(diǎn)出現正或負的超過(guò)安全工作電壓時(shí)，C16，C17充電，充電電壓達到±0.6V以上時(shí)，VT18或VT19導通，兩管集電極突現低電壓導致C18放電，VT20截止，引起VT21也截止，繼電器K1釋放，斷開(kāi)揚聲器，起到保護作用。此過(guò)程中，由于C16， C17和C18容量較大，充放電時(shí)間較長(cháng)，避免了保護電路對短暫超標電壓的誤動(dòng)作。

　　二、制作要點(diǎn)

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

　　制作調試是依原理分塊進(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。調節RP1并測量R3， R5， R8和R10上的電壓降，正常情況下應該為2.4V，出現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R14兩端電壓應為1.8V，調節RP2時(shí)VT10， VT12兩管集電極電壓差應能在一定范圍內變化并將該電壓調節到4.7V左右。

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

　　三、整機性能評價(jià)

　　整機聲場(chǎng)開(kāi)闊，高音絲絲扣人，低音彈性十足，中音明亮甜美，表現出人意料。

　　實(shí)測指標如下：

　　通頻帶：5Hz-210kHz（-3dB）

　　轉換速率：18V/1us

　　輸出功率：30W×2（8Ω）

　　最大不失真輸出功率：45W×2（8Ω）