雙差分全對稱功放電路具有良好的共模抑制功能,對電源交流聲的抑制非常好。由于具有對稱性,體現(xiàn)在開機、關(guān)機對喇叭無沖擊。也具有非常好的信號傳輸通帶和熱穩(wěn)定性。 業(yè)余條件下制作電路板比較麻煩,所以買舊板子設(shè)計改造也是一個不錯的方案。根據(jù)購買電路板上的元件畫的電路圖如下: 整個板子還比較新,四個功放管全部燒壞。 經(jīng)過半年多次的元件參數(shù)計算和實驗確定了新的電路圖及元器件參數(shù)。如下圖: 上下兩圖進行對比,從結(jié)構(gòu)上看沒有太大的變化。然而下圖的熱穩(wěn)定性相當(dāng)好,不會熱失控,不會燒功放管。合理選擇元器件,靜態(tài)時喇叭兩端的直流失調(diào)電壓可小于10毫伏,無需調(diào)整即可工作。下面將設(shè)計過程一一道來: 一、晶體管的耐壓特性
當(dāng)基極懸空時耐壓最低。這是由于基極回流引起耐壓降低 ,所以在電路中基極與發(fā)射極加一個電阻可有效地抑制基極回流提高耐壓與穩(wěn)定。電路中R14與R15,R22與R23就起這個作用。 由β引起的集電極電流變化應(yīng)該寫成 (受控電流+不受控電流) 要使得集電極電流的真實性要小到可以忽略不計。還有,測試條件要與實際運用電流相匹配。如一三極管標(biāo)稱耐壓50伏,測試條件是集電極電流10毫安。如工作電流1毫安時這種管子使用前要根據(jù)電路的要求做進一步測試。 用C1815與A1015做差分管耐壓上沒問題。原板子A1013和D667換掉,用了B649A 與D669A。
晶體管恒壓特性(普通穩(wěn)壓管特性)
上圖①中反映了基極電壓與集電極電流關(guān)系,也可叫做定電流下的開啟電壓。這個開啟電壓可以用作三極管對管的配對。差分級的Q1~Q4要按照這個方法嚴(yán)格配對,在相同溫度下誤差不超過2毫伏;Q5與Q6誤差也不要超過2毫伏;Q7與Q8誤差也不要超過5毫伏;國產(chǎn)的功放管Q9與Q10這個電壓配對的比較好在1毫伏以內(nèi)。還有全對稱的電路有一個拉扯關(guān)系,如Q7誤差是上限Q10可用誤差下限。 原板子上四個差分管嚴(yán)重不配對都換了,原Q8用的是A940與Q7開啟電壓相差太大,換了與之接近的TIP42C。 測試電流:雙差分管用1毫安,激勵級用5毫安,驅(qū)動級和功放管用10毫安。要求在同一個環(huán)境溫度下測試。 晶體管溫度特性: 晶體管PN結(jié)對溫度比較敏感,當(dāng)溫度上升1度Vbe就會降低2毫伏至2.5毫伏,不同的晶體管有點差異。在發(fā)射極接一個電阻Re能有效地抑制電流隨溫度的變化,降低熱失控。 Re可用下式來確定: n為倍率,n越大系統(tǒng)對熱穩(wěn)定越好,但n越大交流增益越低,兩者需要權(quán)衡。對于差分級n比較大熱穩(wěn)定性沒問題,激勵級n在600左右、推動級選5左右、輸出級選1左右。
二、差分激勵級電路元件參數(shù)計算 220伏變壓器整流后測得電壓為20.6伏。上下浮動20%,工作電壓范圍為16伏至24伏。 單個差分管子電流Ic為1mA,激勵管電流取4-5mA
Q5~Q6的集電極電流為: 適應(yīng)電源電壓變化要求: 電壓高時 電壓低時 R5與R10要反復(fù)驗算以滿足條件取一個標(biāo)稱電阻。也可以用電子表采用湊數(shù)計算。 當(dāng)時是個拐點,所以R10合適的取值范圍為:300歐姆至600歐姆。R10過大系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)要變差。
三、推動輸出級 本級采用郭氏穩(wěn)流器,最大的看點就是熱穩(wěn)定性與自穩(wěn)定性。 Z1的電壓分配: Z1采用兩個C1815和兩個A1015做穩(wěn)壓器,在環(huán)境溫度10度左右穩(wěn)壓值為2.6伏,穩(wěn)壓值的一半分配給上部分元器件,一半分配給下部分元器件。Z2用兩個三極管NPN與PNP對接,本電路采用BD139與BQ140,穩(wěn)壓值在1.23伏左右。在相同電流測試Z2比兩個功放管的Vbe高出幾個毫伏,高出的電壓可供功放管起始靜態(tài)電流。 環(huán)境溫度跟隨:氣溫升高時Q7~Q16,10個晶體管的Vbe都減少,可維持靜態(tài)電流基本不變。 R20、R21上的電壓是整個輸出級的電壓緩沖器,必不可少。Q11、Q12是功放管的電流緩沖器以保護功放管。安裝后測得:Q7靜態(tài)電流16毫安、Q9靜態(tài)電流25毫安。 下圖中②電路(功放板原電路),如Q7熱電流增大1毫安R13(200歐姆)上就有200毫伏的增量,功放管會電流激增非燒不可! 雙差分全對稱電路獨有的電流倍增效果:當(dāng)Q7電流增加1毫安Q8電流就減少1毫安,Z2可看做是一個彈性電阻電流減少阻值會增大,Q9基極會獲得2毫安的電流增量。這個增量可以改善信號底部的放大倍數(shù),改善了音質(zhì)。 用普通的元器件,采用合理的電路結(jié)構(gòu)就可制作高質(zhì)量的功放!該功放低音有力、高音清脆,無需加音調(diào)控制電路。 |
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