單差分最簡OCL功放,simple OCL amplifier
關鍵字:功放電路,功放,功率放大器,功率放大電路,功放制作,OCL功放
現代功放隨著性能的不斷提高,電路結構也越來越復雜,這是業余制作者尤其是初學者最感頭痛的問題,這里向大家介紹一個最簡功放電路,看一看能簡化到什么程度,又能達到怎樣的性能,這也是一個令人感興趣的問題.
電路原理和性能
(1)電路分析
圖1是本功放的申路圖,功放部分元器件連晶體管在內僅20個左右,乍下看象一個原理簡圖,但確確實實是一個可付諸實用的功放,而且它能以較低的諧波失真向8Ω(4Ω)負載提供≥50W(120W)的輸出功率。它采用典型的OCL電路,但制作時根據實踐情況對設計作了必要的改進。
電路原理和性能
(1)電路分析
圖1是本功放的申路圖,功放部分元器件連晶體管在內僅20個左右,乍下看象一個原理簡圖,但確確實實是一個可付諸實用的功放,而且它能以較低的諧波失真向8Ω(4Ω)負載提供≥50W(120W)的輸出功率。它采用典型的OCL電路,但制作時根據實踐情況對設計作了必要的改進。
輸入級BG1—2按慣例采用差分放大級,但與一般常見電路稍不同的是采用PNP管,這與采用NPN管相比,兩管配對容易且一致性好,噪聲較低。對簡單的電路結構,這是需要加以盡量考慮的。
第二級BG3為主電壓放大級,它提供大部分電壓增益,但未采用常見的“自舉”電路。大功率放大器采用“自舉”電路對增大輸出功率意義不大,且能省去一個對音質有影響的電解電容,并有利減少元件簡化電路。C2是相位補償電容。
末級由BG4—7以最簡方式復合而成的互補輸出級,元件少無調整,使采用功率較小的推動管BG4—5也足以滿足推動末級輸出100W以上的要求。末級靜態電流的設定以減小低輸出功率時的交越失真為主,通常取40—50mA。至于大輸出功率時的交越失真因“掩蔽”效應,影響不明顯。對靜態電流也未作熱補償,工作時隨著溫度上升靜態電流也相應上升,但試用中并未出現失控。這樣做可簡化安裝工藝、減少調試手續,此外,稍大的靜態電流多少也能降低一些大輸出時的交越失真。C3作電源高頻退耦。
本機加上總體負反饋后的增益約20倍(26dB),但取消總體負反饋后也能很好工作雪滿功率輸出波形仍是對稱的,用示波器觀察未見波形失真,用失真儀測試諧波失真,與加負反饋后相比升高并不大(僅0.2%左右)。可以看出,本機的開環性能不錯。負反饋的目的主要用以補償BG3參數離散性,保證整機增益的穩定,而不是主要用于降低失真。
由于絕大多數前級放大器輸出端均有隔直電容,所以本機輸入端隔直電容可以省去。當前級(或CD唱機)采用無輸出隔直電容的直流輸出設計時,也可與本功放直接耦合。只是要注意前后級連接后本機輸出中點電壓勿超出土300mV,對電路性能和工作可靠性并不會帶采什么影響。現代CD已可錄制低達幾Hz.的超低頻信號,如果不想讓這些信號在重放中失落,有必要考慮采用直接耦合的問題。
(2)性能指標
圖1電路看起采很不起眼,但其性能卻令人刮目,樣機實測性能如下:
BG6、7選擇不同互補大功率管時,其額定輸出功率(RMS):
2N3055/MJ2955(土35V,8Ω) 50W,
MJ802/MJ4502(土35V,4Ω)75W
MJ802/MJ4502(土37.5V,8Ω)62W
MJ802/MJ4502(土37.5V,4Ω)112W
MJ802/MJ4502(穩壓土35V,4Ω)131W
總諧波失真:
額定輸出功率1kHz 0.35%
10W(RMS)lkHz 0.015%
信噪比 115dB
功率帶寬(一3dB)100kHz
頻率響應(1W,土1dB)2Hz一110kHz
阻尼系數(8Ω) 90
不難看出本機電路具有很強的通用性,只要配用相應的輸出管和電源容量,無需改變電路即能獲得50—100W的輸出功率。電路已簡單到幾乎不能再減少一個元件的地步,而性能卻在一般之上。與一些市售高檔功放作聽音對比,本功放的音質是令人滿意的。
如此簡單的電路何以有較低的失真和較好的音質,筆者對此未及深究,初步推測是由于電路結構上的安排特點,使得前后級失真相互補償抵消的緣故,因此本機的開環失真較低,
為獲得良好的音質奠定了基礎。如果此論未錯,那么在簡單的功放電路中,對前后級器件的搭配上可作些嘗試,可能是降低開環失真一條路子,有興趣的讀者不防進一步試試。
第二級BG3為主電壓放大級,它提供大部分電壓增益,但未采用常見的“自舉”電路。大功率放大器采用“自舉”電路對增大輸出功率意義不大,且能省去一個對音質有影響的電解電容,并有利減少元件簡化電路。C2是相位補償電容。
末級由BG4—7以最簡方式復合而成的互補輸出級,元件少無調整,使采用功率較小的推動管BG4—5也足以滿足推動末級輸出100W以上的要求。末級靜態電流的設定以減小低輸出功率時的交越失真為主,通常取40—50mA。至于大輸出功率時的交越失真因“掩蔽”效應,影響不明顯。對靜態電流也未作熱補償,工作時隨著溫度上升靜態電流也相應上升,但試用中并未出現失控。這樣做可簡化安裝工藝、減少調試手續,此外,稍大的靜態電流多少也能降低一些大輸出時的交越失真。C3作電源高頻退耦。
本機加上總體負反饋后的增益約20倍(26dB),但取消總體負反饋后也能很好工作雪滿功率輸出波形仍是對稱的,用示波器觀察未見波形失真,用失真儀測試諧波失真,與加負反饋后相比升高并不大(僅0.2%左右)。可以看出,本機的開環性能不錯。負反饋的目的主要用以補償BG3參數離散性,保證整機增益的穩定,而不是主要用于降低失真。
由于絕大多數前級放大器輸出端均有隔直電容,所以本機輸入端隔直電容可以省去。當前級(或CD唱機)采用無輸出隔直電容的直流輸出設計時,也可與本功放直接耦合。只是要注意前后級連接后本機輸出中點電壓勿超出土300mV,對電路性能和工作可靠性并不會帶采什么影響。現代CD已可錄制低達幾Hz.的超低頻信號,如果不想讓這些信號在重放中失落,有必要考慮采用直接耦合的問題。
(2)性能指標
圖1電路看起采很不起眼,但其性能卻令人刮目,樣機實測性能如下:
BG6、7選擇不同互補大功率管時,其額定輸出功率(RMS):
2N3055/MJ2955(土35V,8Ω) 50W,
MJ802/MJ4502(土35V,4Ω)75W
MJ802/MJ4502(土37.5V,8Ω)62W
MJ802/MJ4502(土37.5V,4Ω)112W
MJ802/MJ4502(穩壓土35V,4Ω)131W
總諧波失真:
額定輸出功率1kHz 0.35%
10W(RMS)lkHz 0.015%
信噪比 115dB
功率帶寬(一3dB)100kHz
頻率響應(1W,土1dB)2Hz一110kHz
阻尼系數(8Ω) 90
不難看出本機電路具有很強的通用性,只要配用相應的輸出管和電源容量,無需改變電路即能獲得50—100W的輸出功率。電路已簡單到幾乎不能再減少一個元件的地步,而性能卻在一般之上。與一些市售高檔功放作聽音對比,本功放的音質是令人滿意的。
如此簡單的電路何以有較低的失真和較好的音質,筆者對此未及深究,初步推測是由于電路結構上的安排特點,使得前后級失真相互補償抵消的緣故,因此本機的開環失真較低,
為獲得良好的音質奠定了基礎。如果此論未錯,那么在簡單的功放電路中,對前后級器件的搭配上可作些嘗試,可能是降低開環失真一條路子,有興趣的讀者不防進一步試試。
2)主要器件選用
(1)電源
本機不同輸出功率時的電源部分采用相同的電路程式.(見圖1),僅電源變壓器和濾波電容的容量有所不同,表1為推薦使用的電源容量和濾波電容大小。
表中數值是指單路功放使用時應有的電源條件,如供立體聲功放使用,電源變壓器次級電流容量和濾波電容值至少應加倍。例如050WX 2電源變壓器次級容量應為28VX 2/4.5—5A1100WX2,功放電源變壓器次級容量應為28VX2/7—8A。如果不相應加大電流容量,那么用一個電源變壓器供二路功放同時工作時,輸出功率就達不到原先的額定值,當然,最好是每路功放獨用一個電源變壓器和相應的整流濾波電路,這樣還有利于降低通道間串音。
表1
額定功率
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