發(fā)燒級甲乙類功率放大器的設(shè)計

　　優(yōu)秀的線路設(shè)計是出靚聲的根本之道，這一點在進口功放中得到了很好的體現(xiàn)。本文介紹的這款線路最早見于一些進口的日本發(fā)燒級功放，幾經(jīng)本人改造最終成型，音質(zhì)表現(xiàn)極其出眾，現(xiàn)介紹給大家。

　　一、電路原理簡介

　　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。來自音源或前級的音頻信號由J1進入VT1-VT4四只場效應(yīng)管組成的雙差分輸入電路。場效應(yīng)管屬電壓控制器件，輸入阻抗高，頻率響應(yīng)好，常見于一些發(fā)燒級線路中，同時，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效應(yīng)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。四只場效應(yīng)管漏極實際供電電壓為12.7V-0.6V=12.1 V，保證場效應(yīng)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（俗稱沃爾曼電路），這種電路組態(tài)具有其他線路無可比擬的優(yōu)點—頻響寬、失真低、增益高、線性好。RP1調(diào)節(jié)四只輸入級結(jié)型場效應(yīng)管柵-源偏置電壓，進而改變輸入級工作電流。本電路將輸入級電流設(shè)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(gòu)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(wěn)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組成的推動級電路。RP3調(diào)節(jié)輸出級對稱中點輸出的直流電位。將該點電位控制在±5mV以內(nèi)。VT11， VD3， R13及RP2構(gòu)成推動級和功率輸出級偏置電路，調(diào)節(jié)RP2可以改變推動級K214/J77兩管柵極電位差，進而由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(shè)計時將推動級K214/J77兩管柵極直流電壓差設(shè)定在4.7 V ，推動級靜態(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(shè)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(gòu)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(shù)設(shè)定在51倍（AVF=1+R24/R25 ）。反饋引出點選在推動級對稱中點，減小了揚聲器感性負載對小信號輸入級的影響，這也是現(xiàn)今比較流行的做法。

　　2.電源及保護電路簡介

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

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

　　二、制作要點

　　圖3為其印制電路板圖。所有元件應(yīng)使用正品，RP1-RP3選用多圈精密可調(diào)電位器。成對出現(xiàn)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(nèi)，這樣成功才能有保障。

　　制作調(diào)試是依原理分塊進行的。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(diào)節(jié)RP1并測量R3， R5， R8和R10上的電壓降，正常情況下應(yīng)該為2.4V，出現(xiàn)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(yīng)為1.8V，調(diào)節(jié)RP2時VT10， VT12兩管集電極電壓差應(yīng)能在一定范圍內(nèi)變化并將該電壓調(diào)節(jié)到4.7V左右。

　　接下來，焊好推動級和反饋電路，用數(shù)字萬用表直流電壓擋分別測量R17， R18上的電壓降，微調(diào)RP2，將該電壓調(diào)節(jié)到0.95 V左右。調(diào)節(jié)RP3，將反饋引出點直流電壓控制在±5mV以內(nèi)。最后一步是制作功率輸出級，微調(diào)RP2將R21， R22上的直流電壓降鎖定在18mV。再一次調(diào)節(jié)RP3，將功率輸出級中點直流電壓也調(diào)到±5mV以內(nèi)，只有這樣，在正常放音時，背景才能寧靜，不影響音樂的重現(xiàn)。

　　三、整機性能評價

　　整機聲場開闊，高音絲絲扣人，低音彈性十足，中音明亮甜美，表現(xiàn)出人意料。

　　實測指標如下：

　　通頻帶：5Hz-210kHz（-3dB）

　　轉(zhuǎn)換速率：18V/1us

　　輸出功率：30W×2（8Ω）

　　最大不失真輸出功率：45W×2（8Ω）