高保真全对称型功放电路设计 上下、左右都对称的电路,输出波形与输入波形的相似度非常好,是一款实用的高保真电路。而且容易制作与调试。 一、电路概述 双差分:Q1与Q2为NPN型管组成上差分,Q3与Q4为PNP型管组成下差分。根据差分管原理,Q1导通增加时Q2导通减弱,Q3导通减弱Q4导通增强。对于输出管Q5导通增强时Q6导通减弱或截止。无论输入信号的正半周还是负半周都是经过晶体管的放大后输出,所以输出波形与输入波形的一致性相当好可实现高保真。 浮动稳压器: 在上下对称的两个差分管中间插入了一个浮动稳压器,当电源电压变化时确保流经R3和R4的电流不变。可实现输出管静态电流不随电源电压的变动而变动,从而实现了功放能在宽电压范围工作。 差分管只要β接近就可以了,并且电路中N型晶体管与P型晶体管接在对角线上可实现参数互补,无需复杂的调试就可稳定工作。 二、电路元器件计算 R1计算:R1是前级与后级的桥梁。R1决定了Q5栅极电容Ciss放电的快慢,所以R1与Q5栅极电容的转折频率必须在音频最高频率的十倍以上,也就是要大于200千赫。 上式中Ciss为MOS管栅极电容,AO3401的Ciss约为1纳法。 R1、R2、R5、R6取标称电阻750欧姆。 MOS管栅极电压与Id关系:对于小功率MOS管(AO3400)可通过实验获得以下的一组数据。
如果输出管的静态电流取5毫安,那么对应R1上的电压就是0.75伏。Q1的集电极电流就是1毫安。 R3计算:Q1的集电极电流为1毫安,那么流经R3的电流约为2毫安。稳压管TL43的稳压值为2.5伏,经上下分配,R3上的电压为: 0.6伏电压,电流为2毫安,那么R3与R4取300欧姆。 在最低电压4伏时R7、R8上电压为:4伏的一半减稳压管的一半1.25伏等于0.75伏,流入稳压管的最小电流取0.5毫安,则: R9与R11的比值确定了功放的增益,R9取20千欧,R11取2.2千欧差不多有10倍增益(20分贝)。 R11与C2的零点频率设置在20赫兹以下: C2可采用大于22微法的电容,那么零点频率基本上就几赫兹了。 输出电容采用对称分压式(当电容足够大时就跟OCL差不多了),其等效电容和8欧姆喇叭阻抗的转折频率设置在20赫兹以下。 上图中1000微法的2个输出电容,等效电容为2000微法,转折频率在10赫兹左右。 喇叭本身在400赫兹左右有一个谐振,C7与喇叭的电感(约1毫亨)会在10千赫左右另加一个谐振频率。以增加喇叭的通带宽度。R17为阻尼电阻。通常C7为0.1微法,R17为10欧姆。 三、功率管对输出功率的影响 电源电压在5伏时满功率输出喇叭的最大电流为: R1上的电压最大为1.5伏,Q5 用MOS管在Vgs为1.5伏时可提供1安左右的电流。如采用结型管基极电流为1毫安,如β为200的话也只能提供200毫安的电流。所以MOS可直接输出就可获得满功率运行。 上款电路虽输出功率不大,但采用MOS管输出,瞬态响应极好,低音BASS有力,高音清脆明亮,比集成电路的功放声音味道要好。 四、高电压大功率电路 Vcc用高电压时,差分管之间的稳压管的电压可调范围取2.5至5伏,可用4伏时计算R3和R4的值,用相近的标称电阻接入,接通电源前稳压值调至最小,接通电源慢慢提高稳压管的稳压值,使静态电流达到要求即可,在无交越失真的情况下空载电流以小为好。 上述电路基本上跟集成电路的接法差不多,C1为正输入端,C2为负输入端。经测试输出零点电压只有几毫伏,所以此电路既可以接OTL也可接成OCL或BTL。 |
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