20W單端純甲類(lèi)功放

輸入級(jí):核心電路是由兩只BC559組成的差分放大電路，22K對(duì)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(duì)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(jí)的靜態(tài)工作電流。經(jīng)過(guò)輸入級(jí)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(hào)，直接輸送到下一級(jí)。 1UF電容是整機(jī)的輸入電容，其容量的大小和制造材料對(duì)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(guò)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(lái)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(zhuān)用耦合電容，在國(guó)產(chǎn)的電容中，新德克的品牌還是值得信任的，經(jīng)過(guò)筆者和朋友的試用，效果令人滿(mǎn)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(jí)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(jí)的晶體管靜態(tài)工作電流對(duì)音質(zhì)有較大的影響，可以調(diào)整該電阻的大小來(lái)滿(mǎn)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(jí)： 為了簡(jiǎn)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(jí)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(méi)有高頻自激，可以不用。（當(dāng)然由于這個(gè)小電容的存在對(duì)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(hào)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(duì)于自舉電路的批評(píng)較多，認(rèn)為它是一種正反饋，對(duì)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(jiǎn)潔至上”，也許在這里考慮的不是那么全面。

輸出級(jí)：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(lèi)放大電路，下半部分以?xún)芍籑JE2955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(jí)的靜態(tài)電流?？梢愿鶕?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^(guò)改變0.25電阻阻值的大小可以調(diào)整輸出級(jí)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(lèi)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(lái)有大約為 1.1A就可以滿(mǎn)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(lèi)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(duì)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(chēng)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(lèi)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(duì)電源的要求很高，最好采用電感濾波電路，但是對(duì)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(wèn)題也來(lái)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(jí)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(wàn)UF，當(dāng)然是越大越好了，不過(guò)要注意最好用多個(gè)小容量的電容并聯(lián)起來(lái)，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(wú)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(jiǎn)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(lái)已經(jīng)不太發(fā)燒了，讀者可以根據(jù)現(xiàn)在的流行趨勢(shì)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(jiǎn)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(duì)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(wú)異常，復(fù)測(cè)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(tīng)到靚聲，還需要一段很長(zhǎng)時(shí)間的煲機(jī)過(guò)程。

本文中沒(méi)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。