随着近几年电子管功率放大器的兴起,很多发烧友纷纷放弃以前的集成电路功率放大器,转而向电子管功率放大器发展.本人也装过几台电子管功率放大器,其试听效果确实比集成电路功率放大器要好些,但在实践中我的体会是:(1)业余条件下对电子管功放的交流噪声不易控制,需反复调整才能消除;(2)业余条件下绕制输出变压器,性能不易得到保证,主要是受设备和工艺的限制;(3)输出变压器是决定电子管功放音质的关键,在所有元器件不变的前提下,换用不同厂家的输出变压器其音质也会发生变化;(4)电子管功放性价比不如集成电路功放,一台功率相同的电子管功放的造价是集成电路功放的4-8倍.
目前市场上集成电路的价格已降到很低了,尤其是二手电器市场更低,而且大多数集成电路都具有比较完善的保护功能.能不能用集成电路打造一款能与电子管功放音质相媲美的家用集成电路功放呢?我最近做了一个尝试,打造了一套采用集成电路功放的家用音响系统。邀请多位发烧友盲听(对比电子管功放为6P3P推挽30W功放),大家均认为与电子管功放相比,听不出明显的区别。下面向大家介绍这款集成电路功放的特点。
前级由电子管6N3组成10倍放大器,该电路是参考世界名机马蹄诗,具有浓郁的胆味,只是屏极电压降为60V。功率放大采用美国国半的LM3886TF集成电路功放组成BTL电路,具体电路如下图所示,
前缀的电路印制板图如下图所示,
功率放大部分的印制板图下如图所示。
功率放大部分与其他常用电路不同的是输出变压器,这正是本功放特色所在。也许有的发烧友认为这是画蛇添足,其实不然,这个输出变压器在这里将起到以下几种作用。
第一,使功率放大器与负载实现良好的阻抗匹配,按照LM3886TF集成电路组装的BTL电路,从理论上讲输出功率能够达到200W,但在实际应用当中根本达不到,音量一大就会出现过载失真,电路自动保护,散热器发热严重等现象,究其原因是集成功放自身耗散功率不足,电流输出能力差所致,这也是普通集成电路功放的一个通病。现以LM3886TF为例来分析,当电源电压为±35V,其输出功率为50W/8Ω,按照根号P×R=U的公式,推导输出电压为根号50×8=20V。
如果组成BTL电路,其输出电压为40V,在8Ω负载上将产生5A的电流,而在低频段,扬声器的阻抗远低于8Ω,有些甚至低至2Ω,所以集成功放就会出现过载。在本例功放中输出变压器初级阻抗设为52Ω,按/R公式,其输出功率=40的2次方/52=30W,这样将使LM3886TF在很轻的负载下工作,其性能指标就能得以保证。次级可根据所用音箱的阻抗选取。
第二,输出变压器使功放与扬声器之间实现了隔离,大大减小了扬声器运动中产生的反电动势,把反电动势对功放的影响降至最低,使重放的声音更加准确和干净。
第三,输出变压器是一个电感器件,根据电感的特性,任何一个信号经过它都是电流逐渐加大。当信号消失后,储存在电感中的能量并不会立即消失,而是逐渐释放出来,这样就形成一种软失真。由于这种软失真与人的听觉特征非常吻合,所以感觉音色柔软富有弹性,输出变压器在这里起到校声的作用。
在制作过程中,应精心挑选元器件。本列中前置电子管放大器、LM3886BTL功放及同轴扬声器都有邮购单位可以选购,只是输出变压器需自制。自制输出变压器的方法如下:首先确定所需的输出功率,按照输出功率的1.5—1.7倍选取铁芯,铁芯用E形、环形均可。环形铁芯穿绕更容易一些。漆包线的线径可按3A/平方毫米输出电压来确定。因计算推导需要的篇幅太大,这里只给出结果。以本文功放为例,LM3886BTL电路最大输出电压为40V,初级阻抗为52Ω,输出功率为30W,铁芯功率为50W,用40Vx1.25(系数)得50V,查出铁芯选取为每伏3.8匝,得初级为190匝。次级匝数的选取由阻抗变换公式计算n=根号R1/R2=根号52/8=2.8:1(为初级与次级的匝数比),用初级匝数除匝比即为次级匝数。如果读者有兴趣自制输出变压器,本文再给出美国国半公司其他集成电路相对应的自制输出变压器的参数,见下表。
由于本功放的性能较好,特意为其打造了一对同轴全频传输线音箱。扬声器采用索尼6.5英寸同轴全频扬声器,箱体采用了传输线方式,箱体内部形成了一个2.8m的管道,它的谐振频率约为30Hz,使低频能够潜得下去,重放时低音收放自如。箱体尺寸见下图,制作工艺与一般箱体一样没什么特殊要求,输出变压器可按自己的实际情况装在机箱里或者装在音箱里均可。
输出变压器的接法有三种,见下图(a)、(b)、(c)。下图(a)的接法胆味最浓,而且对扬声器有很好的保护作用,下图(b)的接法高、低频的频宽比下图(a)接法稍宽,听起来比下图(a)更清亮一些,下图(c)是中、低频扬声器与输出变压器直接连接,高音扬声器则通过一只电容耦合后链接,这样可使高频稍突出一些。制作者可根据自己的喜好来选挥使用哪种接法。
如果现已有音响系统的朋友,想改善一下原系统的音色,也可购买或自制一对输出变压器接在原功放与音箱之间试听一下,感受一下输出变压器对音色的影响和变化,本台功放系统的全部造价仅800元,与同样功率的6P3P推挽功放相比是非常超值的。
上一篇:调频发射器的制作要点