全晶體管化功放的特點(diǎn)是工作電壓較低，電流較大。大電流特性會(huì)使聲音獲得足夠的清晰明亮度，其變調(diào)失真比膽機(jī)小得多。晶體管功放不需要輸出變壓器，可直接耦合到揚(yáng)聲器系統(tǒng)。頻率特性可直接傳遞在負(fù)載上，其特性的優(yōu)勢(shì)是電子管難以比擬的。人們的趣味性暫時(shí)傾向于膽機(jī)是可以理解的，若到魚龍混雜的音響市場(chǎng)走一趟，作一番調(diào)研或許會(huì)找到答案。諸多的“機(jī)王”、“膽王”其內(nèi)部大同小異，或許只有布局結(jié)構(gòu)不同、功能多少之別。有的打開機(jī)蓋，讓顧客看到50000μF水牛式的電解濾波電容器，獨(dú)特的散熱裝置，內(nèi)裝交流24V小風(fēng)機(jī)，加強(qiáng)散熱對(duì)流，采用效率高、漏磁極小的環(huán)形變壓器，使整機(jī)的低頻特性發(fā)揮得更加圓潤(rùn)、純正，這些都足以敲開初入門的發(fā)燒友心扉。然而，電路的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及使用的可靠性暫時(shí)是無法可知的，市場(chǎng)上的諸多機(jī)種，其內(nèi)里幾乎是共性一般化，注重成本設(shè)計(jì)的寥寥無幾，難怪不少發(fā)燒友對(duì)之不感興趣。
晶體管功放果真不及電子管嗎？筆者的答案是否定的。目前高科技的半導(dǎo)體技術(shù)及制造工藝水平的不斷提高，電路設(shè)計(jì)獨(dú)到的晶體管功放，在性能、指標(biāo)、放聲效果上，達(dá)到甚至超過電子管功放。
本文給出的250W×2(RMS)寬頻功率放大器是筆者的拙作，試聽一段時(shí)間，覺得有點(diǎn)玩味，不妨介紹給音響愛好者玩玩。
該功放電路圖如圖所示。實(shí)測(cè)性能指標(biāo)為。①輸出功率(RMS)為250W×2(8Ω)；②失真度≤0.03%(20Hz一50kHz)，≤0.05%(1Hz～200kHz)；⑧頻率響應(yīng)為1Hz～200kHz（士2dB），20Hz～50kHz（±ldB）；④信噪比≥80dB。
一、前置放大級(jí)
前置放大級(jí)的作用（以左路為例）是將輸入的lOOOmV(lkHz)音頻信號(hào)放大到48V，供末級(jí)進(jìn)行電流放大，本級(jí)頻響特性為1Hz～lMHz。
Vl組成的射隨器具有高輸入阻抗和低輸出阻抗。V3、v5和Vll等組成差分直流放大器，其本身具有高輸入阻抗，但本設(shè)計(jì)可根據(jù)所需增益來改變其輸入阻抗(調(diào)節(jié)R5、R19)。差分放大是高穩(wěn)定的直流放大器，對(duì)差分對(duì)管(V3、V5)應(yīng)盡量選取特性對(duì)稱的管子。
微調(diào)電阻RP1是調(diào)節(jié)差分放大器的平衡裝置，用以改變放大器的直流輸出電平。R21引入直流反饋，以增加電路的穩(wěn)定性。
V7、V9構(gòu)成恒流源復(fù)合直流放大器，具有增益高、輸入阻抗高和溫度穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。
調(diào)整R25的阻值可改變V7、V9的輸出幅度，調(diào)整R25阻值時(shí)的一組數(shù)據(jù)列于上表。表中輸出電平只是在試驗(yàn)測(cè)試時(shí)，斷開后級(jí)在A點(diǎn)接一無極性電解電容器(4.7μF／160V)，然后串接假負(fù)載RL到地端，在RL高端測(cè)得的輸出電平參數(shù)。
圖中給出的R25=2kΩ．輸出幅度達(dá)47V，足以滿足后級(jí)電流放大級(jí)的需求，雖然后級(jí)的電源士65v比前級(jí)低，但信號(hào)經(jīng)電流放大后，可得45V(RMS)音頻信號(hào)，自然在8Ω負(fù)載上有250W功率輸出。
V9（或Vl0）通過的工作電流較大，要加適當(dāng)散熱器，該級(jí)若選取高頻高反壓管子，放大頻寬可達(dá)10MHz，本電路無須這么寬的頻帶，故選用圖中給出的管子型號(hào)足可滿足需要了。
二、末級(jí)電流放大級(jí)及其調(diào)整
本級(jí)主要任務(wù)（以左路為例）是執(zhí)行電流放大，對(duì)前級(jí)來的高電壓信號(hào)加足力度，推動(dòng)終端負(fù)載。
本電路末級(jí)功放管采用2SC3858與2SA1494配對(duì)(或采用2SC2922與2SA1216)，輸出功率達(dá)200W。若散熱裝置面積足夠大，機(jī)內(nèi)裝二只交流24V小型風(fēng)扇送冷風(fēng)加強(qiáng)對(duì)流，輸出250W也是安全的。
V15、V17、V19與V23、V25、V27組成互補(bǔ)對(duì)稱電流放大級(jí)。電阻R27、R29、R37，微調(diào)電阻RP3、RP5及晶體管C8050等組成互補(bǔ)對(duì)稱管基極偏置電壓調(diào)整電路。開機(jī)前，先把RP3、RP5置中點(diǎn)位置，并接上假負(fù)載(10Ω、300w)，不要加輸入信號(hào)，檢查無誤，啟動(dòng)電源。三用表的負(fù)表筆接機(jī)殼地，正表筆接2SC3858的基極，調(diào)節(jié)RP5使三用表指示為0.55～0.65V，之后三用表正負(fù)表筆對(duì)調(diào)，負(fù)表筆接2SA1494的基極，調(diào)節(jié)RP3使電表指示在0.4～0.45v范圍內(nèi)。從電路形式可知，兩組互補(bǔ)對(duì)管的基極偏置調(diào)整是相互影響的，因此經(jīng)第一次調(diào)節(jié)后，應(yīng)回過頭來檢查前面所調(diào)定的數(shù)值有否變化，若與設(shè)定值不相符，還得反復(fù)調(diào)整校準(zhǔn)幾次，待符合要求方可罷止。
要注意的是：左、右路兩組互補(bǔ)對(duì)管(PNP型和NPN型)的基極偏置電壓所調(diào)整的數(shù)據(jù)應(yīng)相同，以使左、右路的動(dòng)態(tài)基本一致；否則，左、右路的平衡度難于滿足要求。調(diào)好之后，單手觸摸四只功放管封裝外殼，正常情況下應(yīng)無明顯的發(fā)熱感覺，若感灼手，說明調(diào)整的數(shù)值有問題，或是互補(bǔ)對(duì)管嚴(yán)重不對(duì)稱，必須重調(diào)或關(guān)機(jī)檢查各種器件的好壞狀況。
RP3和RP5調(diào)好后，撤出假負(fù)載，接上揚(yáng)聲器聲箱，再開機(jī)，不加信號(hào)，電位器RP7、RP8置信號(hào)輸入最小位置，用耳貼近聲箱，應(yīng)只聽到非常微弱的噪聲或完全聽不到；之后置RP7、RP8于信號(hào)輸入最大位置，揚(yáng)聲器也不應(yīng)發(fā)出異常的噪聲，若滿足要求算是調(diào)好了。
此后進(jìn)行試聽，若出現(xiàn)均勻較大的低頻叫聲或其它頻率嗡鳴聲，則原因之7是互補(bǔ)對(duì)管特性不好，對(duì)稱性差。此時(shí)可按調(diào)RP3和RP5的方法重新調(diào)整兩組互補(bǔ)對(duì)管的基極偏置，PNP型管基極電壓降至0.3～0.35V．NPN型管則降至0.4—0.5V，再按調(diào)RP7和RP8的方法試聽放音噪聲，如雜聲消除就算調(diào)好了；但此時(shí)的節(jié)目試聽，其動(dòng)態(tài)范圍就稍降低了點(diǎn)。原因之二是前級(jí)電壓放大器輸出噪聲較大，或是差分直流放大級(jí)未調(diào)好，供電回路不純凈，紋波較大等。這時(shí)，可斷開前級(jí)；后級(jí)輸入端接一對(duì)地旁路電容器再試聽后級(jí)噪聲，就可確定是哪一級(jí)放大器出了毛病。
三、開機(jī)及正常工作指示電路
本機(jī)啟動(dòng)電源后，多諧振蕩器(V33、V34等組成)即開始振蕩工作（振蕩頻率較低），V34從截止到導(dǎo)通，發(fā)光二極管V35、V36便作斷續(xù)的閃光。開機(jī)瞬間，V32導(dǎo)通，電容Cll通過R52、R56、V32充電。Cll充電完畢（約lOs左右），V32截止，此時(shí)其集電極為高電位，導(dǎo)致V31基極電位升高，V31由截止變?yōu)閷?dǎo)通；繼電器Kl的線包電流流經(jīng)V31的集一射極及R57到地形成回路，繼電器吸合。又因V31導(dǎo)通，其集電極為低電位，致使V30導(dǎo)通，V35、V36的直流通路可通過V30、V31及R57形成回路，不再依賴多諧振蕩器提供直流通路，于是由斷續(xù)閃光進(jìn)入常亮的正常工作狀態(tài)，至此整機(jī)可進(jìn)行正常放音。
四、不平衡的過壓保護(hù)電路
不平衡過壓保護(hù)電路的功能是保護(hù)兩組互補(bǔ)對(duì)管的工作安全。它在電路調(diào)整有失誤，或是電路上其它器件的損壞造成嚴(yán)重不對(duì)稱信號(hào)輸入，抑或互補(bǔ)對(duì)管工作特性對(duì)稱性偏離較大時(shí)保護(hù)互補(bǔ)對(duì)管免受損害。以左路為例，整機(jī)靜態(tài)時(shí)V19、V27射極處低電位，使V21因其基極低電位而截止。當(dāng)輸出正、負(fù)半周出現(xiàn)嚴(yán)重不對(duì)稱時(shí)，信號(hào)經(jīng)R31、R35復(fù)合后．在v21基極產(chǎn)生+o.sv以上電壓時(shí)，V2l導(dǎo)通，導(dǎo)致V29處低電位，V29導(dǎo)通，經(jīng)R51、R56分壓后，使V32因其基極電位上升而導(dǎo)通，其集電極處低電位，使V31基極電位下降直至V31截止，從而截?cái)嗬^電器Kl線包的直流通路，銜鐵松開，輸出被切斷。此時(shí)V35、V36的直流通路仍隨多諧振蕩器V34的截止而導(dǎo)通，發(fā)出斷續(xù)閃光的告警指示。應(yīng)關(guān)機(jī)作各器件靜態(tài)的檢查，先檢查互補(bǔ)對(duì)管，而后檢查V13，RP3、RP5、R27、C5、C7、R29、R43等的好壞。
五、過流保護(hù)電路過流保護(hù)電路的設(shè)置在于限制輸出功率，以免過荷輸出而導(dǎo)致?lián)P聲器損壞。
左、右路輸出信號(hào)通過R47、R48降壓取樣，經(jīng)V38-V41整流，C14、C15濾波，所得的偏置電壓足以使V37導(dǎo)通時(shí)，則V29的基極處低電位，使V29導(dǎo)通，V32也由截止進(jìn)入導(dǎo)通，導(dǎo)致V31截止，切斷繼電器的直流通路，銜鐵松開、切斷輸出，保護(hù)了聲箱系統(tǒng)，此時(shí)V35、V36又回復(fù)到斷續(xù)閃光指示。
調(diào)整本電路的要點(diǎn)是如何選取R47、R48的阻值。阻值偏低，如取20kΩ．則不到2/3的輸出功率時(shí)保護(hù)電路就起保護(hù)作用；阻值過大，如取62kΩ，則超過滿功率時(shí)仍不起保護(hù)作用。因此在調(diào)整時(shí)可根據(jù)實(shí)際需要而設(shè)置R47和R48的阻值。
六、其它電路及元器件選用
電容器C9、Cl0，電阻R45、R46是與揚(yáng)聲器系統(tǒng)配合組成茹貝爾網(wǎng)絡(luò)，目的是使聲箱的阻抗接近純阻，使節(jié)目播放效果更加清純、透亮。
本機(jī)所設(shè)置047μF電源電路沒有什么特別之處。每個(gè)整流管并聯(lián)一只0.047μF小電容器，為的是防止外來高頻干擾污染電源及防止電網(wǎng)的干擾。士70v電源要求紋波系數(shù)越小越好。光是一般橋式或全波整流通過電容濾波是達(dá)不到要求的，因此，正、負(fù)電源分別加了一級(jí)電子濾波器，以保證前置級(jí)的供電紋波系數(shù)小的要求。
電源變壓器次級(jí)的三個(gè)繞組在線路圖中已給出電壓、電流數(shù)據(jù)，據(jù)此可選取漆包線的線徑大小進(jìn)行繞制。包括變壓器自身的損耗，取550VA的容量就夠了。鐵芯選取以環(huán)形為最好，C型次之。若選取E型鐵芯，變壓器應(yīng)采用較嚴(yán)密的外加屏蔽罩，并應(yīng)選擇恰當(dāng)?shù)陌惭b位置。
本機(jī)滿功率輸出時(shí)，要求輸入信號(hào)為800—lOOOmV，測(cè)試時(shí)用1000Hz頻率。使用時(shí)，適合于直接接上目前市價(jià)1OOO元以內(nèi)的CD機(jī)信號(hào)輸出端，因?yàn)檫@種CD機(jī)的輸出電平往往大于lOOOmV。若與標(biāo)準(zhǔn)的收音調(diào)諧器、卡座等信號(hào)端連接，在本電路的輸入端需加一級(jí)放大（增益6dB）。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)的收音調(diào)諧器、卡座等，其最大輸出電平均控制在500mV(lkHz)以內(nèi)。
限流取樣電阻R39—R42，每只選取二只2W、0.51Ω金屬膜電阻并聯(lián)當(dāng)一只使用，該種電阻可靠性高，溫度系數(shù)好。最好不要選取水泥電阻，原因是可靠差，在溫度變化時(shí)其阻值偏離較大，容易破壞電路平衡。本電路全部電阻應(yīng)選用金屬膜電阻器，以提高整機(jī)的可靠性。
差分前級(jí)放大器中R25、R26．分別選取二只2W、3.9kΩ電阻并聯(lián)為一只使用，其余圖中未標(biāo)示出瓦數(shù)的全部選用0.25W金屬膜電阻。后級(jí)放大器除另有說明外，各位號(hào)阻值全部采用0.5w金屬膜電阻。
發(fā)光二極管V35、V36應(yīng)安裝在面板上，或是巧妙地裝嵌在電源開關(guān)的按鍵內(nèi)，作為開機(jī)正常指示及過壓、過荷保護(hù)指示。
末級(jí)功放管V19、V20、V27、V28必須有足夠的散熱裝置及良好的通風(fēng)對(duì)流，最好加裝交流24V小風(fēng)機(jī)加強(qiáng)對(duì)流量。注意：此時(shí)變壓器要增加一副繞組(24V、250mA)，若所選取功放對(duì)管質(zhì)量欠缺、耐壓不夠，可把±65V電源降至士60V，改變變壓器副繞組參數(shù)為交流(43V、4A)×2，此時(shí)，整機(jī)輸出功率仍達(dá)200wX2(RMS)。
電子世界《音響與電視》1994年11期
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