全分离元件高保真功放:电子爱好者的实践佳作
在电子技术日新月异的当下,集成电路功放虽占据主流,但对电子爱好者而言,亲手用分离元件打造一台高保真功放,不仅是对基本功的锤炼,更能收获独特的音质体验。本文介绍的功率放大器,采用全分离元件结构,以精妙电路设计,实现出色音质,值得一试。

图1
一、电路原理深度剖析
(一)主放大电路(见图1 )
1. 输入级差分电路:VT2、VT3构成输入级差分电路,为放大信号筑牢基础。VT1、LED1、R4、R9及C2组成恒流源电路,为输入级稳定供电。LED1正常发光时,正负端电压差稳定在1.8V - 2V,噪声低于稳压二极管,是功放电路的常用选择。其1.9V左右的电压差作用于VT1发射结回路,经计算,使VT1射 - 集电流恒定在约1.9mA 。在VT2、VT3参数完全对称时,流经二者射 - 集的电流为0.95mA 。RP2可改变VT2、VT3发射极反馈电阻,调整静态工作点,进而改变输出级中点直流电位。
2. 电压放大级:R7、R8上约2.1V的电压降,作为电压放大级VT7、VT8差分电路的发射结偏置电压,使流经VT7、VT8集 - 射的电流约为4.5mA 。VT4、VT5构成镜像电流源负载,为电压放大提供稳定条件;VT6接成共基状态,担当VT7的负载电阻,助力信号放大。
3. 推动级与偏置、保护:VT9、R12及RP3构成推动级、输出级的偏置电路,兼具末级功率管温度反馈控制功能。调节RP3,可改变VT9集 - 射电压,调整推动级和输出级静态偏置电流。且VT9与VT12、VT13同散热片,温度过高时,VT9通过自身电流、电压变化,减小推动级和输出级静态输出电流,保护功率管。VT10、VT11构成推动级,其发射极电阻电压降为功率输出级提供偏置,调节RP3可改变VT12、VT13静态输出电流。R26、C9及R27构成交流反馈电路,整机电压放大倍数为52倍,反馈点选在推动级对称中点,有效避免扬声器对输入级影响,提升音质、声场控制力与瞬态表现。

图2
(二)电源及保护电路(见图2 )
保护电路具备开机延时和功率输出级中点直流过压保护功能。开机时,右声道A点12V电压经R31、R33向C17充电,VT16因基极电压低截止,D7、VT17随之截止,继电器K1不吸合,避开浪涌电流冲击扬声器;C17充电到位后,VT16、VT17饱和导通,K1吸合,完成开机延时。当左、右声道输出级对称中点(图1中A点 )出现超标直流电压,会使VT14或VT15导通,C17放电让VT16截止,继电器释放,保护扬声器。C15、C16正负相接成无极性电容,可正反向充电,避免保护电路误动作。
二、元件挑选与制作调试要点
(一)元件挑选
制作前,元件需精心挑选。RP2、RP3选用多圈精密电位器;R5、R6和VT2、VT3等成对元件,误差需最小化,减少调试问题,提升制作成功率。
(二)制作调试
1. 分块焊接与初步测量:先焊接第一级差分电路(R2 - R9、VT1 - VT3 ),RP2调至中间,输入端接地,VT3基极用100kΩ电阻接地,测量R7、R8直流压降应为2.1V左右。接着焊接第二级差分电路(VT4 - VT9及R15、R16左边电路 ),测量R10、R11、R13和R14电压各为1.45V,调节RP3,VT9集射电压能在一定范围变化,表明前两级电路工作正常。
2. 推动级调试:焊接推动级,撤去VT3基极接地电阻,接上反馈支路。调节RP3使VT9集射电压约2.5V,确定推动级VT10、VT11输出电流约6.35mA,R19、R20电压降各为0.64V 。用数字万用表直流毫伏挡,调节RP2,将推动级对称中点电压控制在±5mV以内。
3. 功率输出级调试:接上功率输出级,微调RP3,将VT12、VT13静态电流调至80mA,R23、R24电压降各为17.6mV 。测量功率输出级对称中点直流电压,若因VT12、VT13对称性不佳不为零,调节RP2,将该点电压控制在±5mV以内。完成后,加音源试听调试,条件允许可用示波器观测波形与频带宽度。
三、整机性能与技术指标
整机背景宁静,声场开阔,高、低频响应优异,音质甜美、韵感十足。实测性能指标:通频带10Hz - 230kHz(-3dB );转换速率20V/1μs ;标准输出功率45W×2(8Ω );最大不失真输出功率72W×2(8Ω ),为音频播放提供强劲且优质的动力支持。
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