【参赛】修旧利废自制大功率纯后级功放

深圳老朱61

“三羊开泰心常泰，平安和谐尽开怀”，值此元宵将到之际，给同学们拜个晚年吧。
六届大赛临近截稿，想来想去，还是把前几年制作功放的体会介绍出来，以便与大家共同提高。
有了好的音箱，还需要好的功放推动。在音响系统中，相对音源和音箱，功放是技术最成熟，且最容易自制的机器。其失真度、信噪比、动态等指标现在都已经达到臻于至善的程度，因此成为发烧友大展拳脚的舞台。
一，先讨论关于自制功放的几个关键点。
1，家用晶体管功放需要多大功率？
如果说需要200W，肯定多数人都认为太大了；如果说需要12.5W，应该不会有人说太大了。在8Ω负荷上得到12.5W功率，电压为10V。我们测量的是正弦波信号的平均电压，峰值电压只有√2倍，可音乐信号中包含的峰值电压是平均电压的好多倍。如果取4倍，应该不会感到很多。可10×4＝40V的平均电压，加在8Ω负荷上，得到的功率就是200W。
用最大不失真输出功率分为50W、100W和200W的三台功放，同样工作在平均输出功率约10W的状况下，会得到明显不同的效果。如果希望在音乐高潮到来时仍能表现的气定神闲，那就需要不失真输出功率200W的功放。
2，关于电源变压器
功放可认为是换能器（交流电源能量输入，转换成音乐能量输出），要保证2×200W的功率输出，需要近千VA功率的电源变压器。寻找不但功率和电压合适，而且铁芯、铜线和工艺都要是高品质的电源变压器，是首先要解决的难题之一。订作需要数千元，关键是难以保证质量。我从故乡广播站报废的200W扩音机的中，拆出了一台C型铁芯的电源变压器，重量6.5公斤，次级有两个23V的绕组，导线截面6mm2。可惜只有一只。又从我以前工作的工厂里，找到两只Z11冷轧硅钢带卷制的500VA调压器环形铁芯，用ø1.21无氧铜漆包线三股并绕出电压也为23V的次级。三个变压器的四个23V绕组串联使用，经桥式整流，得到±62V，功率不小于800W的直流电源。
3，关于功率管
为了分担输出电流和降低输出阻抗，需要多管并联输出，功率管的配对是难题之二。一百只新管，按5%的误差检测，也难以找到三、五对合格的管子。用新管同样的价格买了8对东芝拆机管。发现：同一台功放的拆机管，尽管用一般仪表测量的参数离散性可能比较大，可上机后测得的参数一致性却相当好。毕竟上机前经过制造厂的严格配对，又经过多年使用的老化，性能稳定。因东芝管在电流比较小时线性好，后来从朋友处又淘得十多对同类型管子，每声道使用了八对东芝管。
4，修旧利废，打造高性价比功放
自制机器，在追求高性能的同时，还要追求高性价比，才能获得足够的乐趣。
有了变压器和功率管，其他就比较容易了。利用闲置的Mingo（名高牌）50W分立件功放的外壳和部分电路板。滤波电容和散热器三百元从朋友处转手。基本没买新元件，全部费用加起来不到一千元。
二，外观
机器外壳（不包括旋钮、接线柱和地脚的）尺寸为430×360×180mm，净重30kg。
请看图片
从图中可以看到：上盖用铁网加高了8公分。底板用5毫米的铝平锅底加固，并利用环牛固定螺丝增加了一个支点，还用其作为整流桥的散热器。
（本人粮票有限，请同学们先不要跟贴，谢谢。）

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三，内部
1，整机布局对称，重量平衡。
本来就是几十年前的旧零件，装机后又使用了七、八年，未免灰头土脸。看图片可能比较失望，可性能一点儿也不打折扣。

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2，电源部分

sharks

谢谢楼主分享！的确够老的了！！

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3，主放大电路。

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4.主电路图

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四，调试
     电路并没有特别之处，设计计算就不用班门弄斧了。说说安装调试步骤、方法和遇到问题的解决办法。
1，开机延时启动电路。
     机器组装完成试机，入户空开跳闸。开始怀疑变压器初级短路，后发现启动电流太大。增加电源电路图中由R1、J1和C1组成的延时启动电路。R1由10只4Ω/10W水泥电阻串联组成，C1决定J1延迟吸合的时间，5-10秒即可。
       今天上不了图了，明天继续吧。

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补上一楼的 图

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2，        中点电位调整。
一般功放输出中点会有10-30MV的直流电压，为使中点电位为0，此机在差分对管的发射极设置了100Ω的平衡调节多圈电位器。如果电位器调到头，中点电位仍不能为0，不能通过增大电位器阻值来解决问题，要重新配对差分对管。
该级使用红色发光二极管作为恒流源的稳压管，其稳定电压为1.8。（1.8–0.7）÷0.68÷2＝0.8MA，要在此电流下选择放大倍数误差不超过3%的差分对管。因为是同极性管，又只要一对，应该不是难事。
3，        静态电流调整。
偏流调节电位器设置在控制管的发射结回路里，当其日久发生接触不良等故障时，D2061饱和，不会造成偏流失控的严重后果。为防止过热损坏，D2061并联了安装在散热器上的65℃热继电器。
调节200Ω电位器使每只功率管的静态电流为20ma，其发射极电压为4.4mv即可。如偏差为5%，尚可容忍，如达到10%，必须换管。
4，正负电源电压平衡的调节
在机器进入静态工作状态时，检测正负电源电压的对称性，如误差超过0.1V，需要改变环形电源变压器的输出电压进行平衡调节。次级增加一圈，电压约增加0.4V；初级增加一圈，电压约减小0.05V。
5.工作状态监测及输出电压显示的调节
输入1K音频，调节信号强度使输出电压为10V，再检测功率管射极电压，如有误差达到10%的也要更换。
此时调节显示电路（图纸略），使五只发光管都亮。
6.增加电源泄放及指示。
四只美产总容量88000μ的主滤波电容中储存了巨大的能量，往往在关断电源进行操作时造成损失，或者把斜口钳烧出缺口，或者危及功率管的安全，因此必须增加泄放电阻及指示二极管。
7.功率管的保护
同学们注意到图纸中功率管集电极那只1Ω/1W的电阻了吗？那是机器调试中功率管的保护神。
机器调试中出现意外是经常发生的事情，一旦出现意外，保险丝根本不起作用，滤波电容中储存的巨大能量将使功率管难免灭顶之灾，所有使不少烧友视为畏途。
我多年来采用此措施，烧坏了一包（200只）电阻，功率管安然无恙。可在最终调试完成后拆去此电阻。

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五，性能测试
条件简陋。只有音频信号发生器、示波器、两块万用表和代替负荷的大功率电阻。下面给出的是机器完成校声后的测试数据。
1，        静态输出直流电压
数字表200mv档，显示在2mv以内。
2，        静态输出交流电压
当输入端短路时，使用数字万用表，测不到输出噪声电压，贴近喇叭可听到轻微的哼声。
当输入端开路，机内使用不带屏蔽的信号线时，输出噪声电压约2MV，距离喇叭10公分以内可以听到交流声，
3.频响
输出并联负荷电阻、示波器和指针万用表。指针表测量输出电压为10V，改变信号发生器频率，10HZ-40KHZ基本平坦。
高端转折频率与BGI基极的低通电容和BG5集基极间的反馈电容的容量有关，容量越大频率越低。容量太小可能引入干扰或自激，40-50KHZ应该是比较合适的频率。
4.最大不失真输出功率
这是功放最主要的指标。仪器连接如第3项，
输入音频1KHZ，示波器监视波形不削顶，指针表测量交流电压为41V。
W＝V2÷R=41×41÷8=210W。
5.信噪比
不低于86DB。

70年代

高手，，，

深圳老朱61

六，校声
      好的指标是功放好声的基础，但如果认为只要指标好就一定有好声音，那就太容易了。事后说起来就是几句话，因为要经过反复试验，实际用在校声上的时间，和制造机器的时间差不多。
      功放试音，虽然功率很大，但高音干硬，低音朦胧，并不好听。有朋友认为：大功率功放阻尼系数太大，喇叭自由度太小，大概就是这个声音。
1. 经过分析认为，低音朦胧不是阻尼大了，而是小了，要从减小线路电阻入手来改善低音。
（1）电源线从桥堆就是双线出来，经滤波电容分别去左右声道功放板。既增加了导线截面，又减小了中间焊接接头的电阻。
（2）从罩壳中取出保护继电器，机内喇叭线直接焊接到继电器触点上，消除了原来细引线带来的电阻。
（3）从茹贝尔电感引线到功率板后一分为二，使16只功率管射极电阻都直接焊到这根线上，中间没有接头，从而减小大电流回路的阻抗。
经过以上处理，低音果然清晰了，也厚重了。

songtiefan

工艺不敢恭维。调试设备还不错

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2，线材对声音肯定有影响，但如果认为越贵的线材声音就越好，那就太简单了。必须搭配合适才会有好声音。原来直流部分的正负电源线和地线，全部使用的是同一种进口镀银线；机内从信号插孔到电压放大板的信号线，用的也是进口镀银屏蔽线。分析认为，使用了这么多镀银线是中高音干硬的原因。
（1），把从变压器中心点出来的地线，换成普通纯铜线。
（2，）把机内信号线换成金宝纯铜线。
更换线材后效果明显，中音厚润，高音清脆了。虽然没有带屏蔽的信号线交流声大了一些，还不影响欣赏音乐。
3.声音还有没有进一步提升的空间？眼睛盯上了机内唯一的耦合电容，尽管此前已经使用了进口名牌10μ/50V电解电容，这支电容对声音的不利影响是明显的。
分析认为。电解电容是有极性的，必须在两端有直流压差的电路中才能保持较好的工作状态，而此机耦合电容两端并没有直流电压。假如正向信号到来时，加到电容上的电压极性与电容极性相同，那么反向信号到来时，加到电容上的电压极性就必然与电容极性相反，这样电容就不能很好的工作。
这支电容必须使用无极性电容。
试用过不同品牌的无极性电容，声音各有不同，体积硕大的电容还会引入交流声。反正前级有耦合电容，最后干脆取消了这支电容，让功放出来的是原汁原味的声音。
这台功放校声完成后，曾与力士、驾士等多台万元以上的进口功放PK，除音色各有特色外，难分伯仲。
七，注意事项
大功率功放是喇叭杀手，使用时必须十分小心。
我曾因一次非法关机和一次转换音源时忘记关小音量，分别烧断丹麦产“威发牌”10寸低音喇叭音圈的两根内引线。
作业完成，欢迎大家拍砖。

深圳老朱61

70年代 发表于 2015-3-4 15:50
高手，，，

有人看热闹，有人看门道。谢谢关注。