音色耐听的高速功放电路

jiangxiuy

电路看看不错，楼主辛苦了！

nyzd7755

那位做好的发个实物图上来看看。

sd5000

nyzd7755 发表于 2014-1-11 10:00
那位做好的发个实物图上来看看。

过几天把我的机器拆开拍照上实物图吧。

sd5000

有兴趣做的坛友做的时候注意几点：
1、电阻多少还是有点频率特性的，绝对不能用几分钱一支的电阻，那种电阻的分布电容一般都有几个甚至十几个pF，高频是绝对上不去的，我们实验室有一大堆这样的电阻我专门做实验测试过的。我用的是北京718友晟的国军标军品R24电阻（直接从厂家订购）分布电容只有0.0几个pF左右。当然价格要高许多。
2、有几个要注意决定本机低频截止频率（低频响应）的地方：（1）就是输入电容和输入电阻，我用的是两个220uF/16V的AVX钽电容串联成无极性的100uF的电容，电阻用的是10k。其转折频率为1/（2*3.1416*100*0.000001*10*10000）=0.16Hz（G=0.707Av）。依据10倍频程G=0DB原理，则在1.6Hz时G=1Av也就是说从1.6Hz开始的低频响应就是平直的了。（2）主电压放大级的负载电阻RM1、RM2和加速电容CD1也会有转折频率，其为1/（2*3.1416*RM1//RM2*CD1）=1/（2*3.1416*8000*0.000015）=1.33Hz。依据10倍频程G=0DB原理，则在13.3Hz时G=1Av也就是说从13.3Hz开始的低频响应就是平直的了，这个很重要，决定低频的响应和听感。我的电容用7只2.2uF/63V的CBB电容并联成15uF的电容。（3）直流伺服的低通滤波的转折频率：电阻我用的是1M的电阻，电容我用的是2个2.2uF/63V的CBB并联其转折频率是1/（2*3.1416*1000000*4.4*0.000001）=0.036Hz，依据10倍频程原理，则在0.36Hz以下会有一点点信号，但这已在极低频范围了。伺服电路对低频以及高频无影响。这是需要注意的几点。

sd5000

在制作中需要注意的配对问题：
1、稳压管的配对问题：输入级cascode差分电路中共基极管的15V/30V的稳压管需要配对，最好用四位半的万用表测量配对，我的方法是用稳压管串联一个电阻，接入40V的稳压电源，电阻的取值使流过稳压管的电流为3-5mA,稳定5到10分钟后从万用表读取数值，并对应记录，切记各个稳压管不要弄混了。最好做到0.01V以内的误差.运气好的话10只中可以配好4对，运气差的话10只中只能配出2对。主电压放大级的cascode中共基极管的13V稳压管也是用同样的方法配对。
2、高亮LED的配对方法和稳压管配对的方法相同，配对的电流也是3-5mA。，只不过稳压电源的电压低一些。顺便说一句我是用的红色高亮的LED，电压1.7V左右。
3、电阻的配对：输入差分级和主电压放大级的集电极电阻（1.5K4只、16K2只），发射级电阻（300欧4只和2只）也需要配对。另外差分级恒流源的2只270欧的电阻一定要配对，这很关键。最好使用电桥配对，这样比较精确，也排除人为的因素影响。电桥在矿坛仪器版许老师那有，用万用表也可以配对，但须用4位半的万用表，且要排除人手温度的影响。
4、小功率三级管的配对：A970/C2240，A1145/C2705我是在淘宝上直接购买的精密配对的三极管，配对误差都在1%左右，我自己用之前都用晶体管测试仪测过。A970/C2240最好用高放大倍数BL档的，这样可以减小失调电流的影响，对最终输出的中点电位偏移很有好处。A1145/C2705用的是Y档的对减小失真有帮助。
5、中、大功率管的配对：C5171/A1930，我是买的拆机品，自己用晶体管测试仪配对在1%以内。大功率管A1943/C5200的配对：安装2对管及以上的要求4/6只管均要配对，也就是同极性和异极性都要配对，而且不仅仅是配放大倍数，还要配Vbe。误差要在1%左右。这样下来只要安装无误，电路即可正常工作，成功率是很高的。大功率管严格配对还有一个好处就是调静态电流很方便。基本上每对之间的电流误差很小。建议无法自己配对的直接上淘宝购买精密配对的管子，这样省去很多麻烦。

sd5000

还要注意的几个问题：
1、输入和反馈电阻的取值：上面已经说过电阻是有一定的分布电容的。电阻越大，分布电容和电阻构成的时间常数对电路的频率特性影响越大的。比如：假设反馈电阻取值100K，分布电容1pF(取中间值。有的电阻甚至有几pF，十几pF)。依据公式可算得F=1.6MHz，如果是分布电容是10pF则F=160KHz所以小小的电阻影响还是很大的，小电阻值能有效的避免电阻的频率特性的影响。另外小电阻值可以降低噪声。同样的失调电流在10K的电阻上产生的噪声电压比100K电阻低10倍，如果你的功放的信噪比是90DB的话，如果你将输入电阻降低10倍那么信噪比就会提高到93-95DB。小电阻值的好处是不言而喻的
2、如果想和我一样小信号部分想使用超过+-60V的电压的话，输入差分放大器的恒流源三极管，请使用A1145/C2705或者BF422/BF423，这是因为功耗的问题。A970/C2240最大功耗只有0.4W，安全起见请一定要注意，切记。
3、电路板上的高频滤波电容1.5/2.2uF/MKP我使用的是WIMA MKP10，电路板也是按他的大小画的，当然也可以选其他品牌的电容。使用MKP的原因是它的高频内阻很小，用电桥测只有毫欧级别，对提升高频听感很有好处。
4、输入级和电压放大级的供电是用的洼田电源，使用稳压电源有个好处就是纹波小，噪声低，对提高信噪比和降低失真很有好处。
5、与驱动管C5171/A1930的发射级电阻20欧/5W并联的0.1uF的电容必须焊接，这个加速电容可以使末级功率管，上下切换时，打开和关闭（特别是关闭）迅速，使要关闭的管子关闭得更彻底。这就使得大功率管的功耗降低，波形更纯净。各位做好后可以用示波器监测做这个实验。
6、直流伺服电路的供电使用LM317/LM337的伺服电源供电，这样可以减小电源噪声的影响。
7、电路板上的保护电路是用的upc1237,供电使用7812稳压后供电，upc1237有一个电源电压监测脚，这个电压送到功放板上最好是滤过波的直流电压，滤波电容和板上的电容一样4.7uF即可。
8、其他的0.1uF、1uF的小电容使用100V的CBB。

sd5000

jiangxiuy 发表于 2014-1-11 09:25
电路看看不错，楼主辛苦了！

彼此交流切磋而已，不足挂齿

sd5000

还有一点要说明的是：电路板上输入级cascode差分电路中共基极管的15V/30V的稳压管，可以根据你的管子特性选择稳压管的电压，如果你用场管做输入共源如K170/J74，共基极管用A970/C2240，那么就用15V或18V的稳压管。而且要适当降低电源供电电压，因为用场管的静态电流一般会设定的比较大（不然用场管没意义）管子的功耗就会是一个问题了，安全起见请注意这个问题。我用的的是30V的稳压管，原因是这样可以平衡两管的功耗，不会让一个管子发热太过大（我用的是+-70V供电）
另外：电压放大部分的供电（电路板上的+-70V）可以不用稳压供电，毕竟稳压电源的成本比较高，但滤波必须做好，最好和电流输出级的供电板一样（但电容耐压要高些），多个大电容并联。

sd5000

lflyy 发表于 2014-1-11 09:17
谢谢！

相互切磋，不足挂齿。

sd5000

多谢版主的评分和鼓励！

sd5000

这个电路末级的大功率管是可以用场管的，只不过驱动管的电流还要加大一点，因为场管的输入电容较大。将驱动管C5171/A1930的发射级电阻由20欧改到15欧就可以使电流达到80mA。

sd5000

冰岛 发表于 2014-1-13 23:16
Q2、Q10和它们的集电极电阻有存在的意义吗？

这个问题问得好，Q2、Q10是有必要存在的，因为这是典型的差分单端输出电路，如果没有Q2和Q10一则反馈电路将会很复杂，二则共模抑制会变差，中点不容易稳定，如果中点偏移超过直流伺服的纠正能力那将是一场灾难。集电极电阻是可以去掉，但是如果要微调静态电流会有麻烦，电路负载不平衡，你会发现调不动。去掉集电极电阻的这只管子更容易从电源吸取电流。
电流负反馈和电流模电路都是非平衡的但他们的共模抑制都很差，一般来说运放电压反馈的能有100DB以上，而电流负反馈的只能有70-80DB

sd5000

冰岛 发表于 2014-1-14 03:05
Q4、Q8实际是射极输出器(当然，同时也各是两个差分对的一半)，Q2、Q10的集电极并没有输出，所以我认为：Q ...

这个电路是共射共基电路（cascode）,也称为沃尔曼电路，只不过这里将他做成差分形式的沃尔曼。Q4和Q8实际上起到一个可变电流源的作用，因为共基极电路的输入电阻非常小（欧姆级），所以这一共射管实际是没有增益的（增益为0），避免了三极管本身的弥勒效应。共基极管是这个电路的主要要增益来源。共基极管的弥勒效应非常小，所以频率特性很好。从这个意义上来说在本电路中Q2和Q10是不能少的。本电路中共基极是用30V的稳压管实现的，因为稳压管的动态电阻很小（欧姆级），相当于基极接地了。共射共基电路（cascode）,也称为沃尔曼电路，实际是两个电路的级联使用。但是单端使用这两只管子的确没有用，但是从电路平衡和共模抑制来说，又很有必要。

红豆生南国

理论不错，就不知道实际怎么样，按照楼主说的跟邻居的功放PK过，按道理是不错的！图纸被你剪切分成2段看起来不便，我合起来了，这样烧友看起来方便些，特此上传见附件！

红豆生南国

附件太大上传不了