高保真音响制作和调试

fujlan

笔者是一名从事电气设备维修的专业人员，同时也是一名资深的发烧友，已有三十多年焊机史。在初中时，想听单田芳老师的评书，自己动手架天线、选矿石(后用2AP9检波)，做成第一台矿石收音机，虽然只能用耳机收听，也只能收一个强台，却从此让我跨入电子神奇的世界，一发不可收拾。从单管机、来复式、OTL、OCL、BTL到6N11电子管驱动K134、J49场效应管混血功放，6N8P驱动FU50单端甲类电子管功放等等，装了拆，拆了装，开始几十年的发烧之旅。
前段时间从广播论坛上收了二个二手专业后级功放，想利用它们的外壳、散热器和部分元器件再DIY二台高保真后级。

原来的专业功放
线路选用：                                                                 早年装过一台中联F-9300前后级功放，后级用场效应管共源共基双差分电路，末级功率管釆用K413、J118场效应功率对管，静态电流调为100mA。试音效果极佳，以至试听后当场给一位老烧友端走。因此这次差分电路也采用全互补MOS管双差分、共源共基电路，线路力求精湛简明，以减少音染。功率放大级准备用二种不同类型的晶体管构成。2*200W功放供电电压为±60V，采用2SA1948、2SC5200三对大功率三极管(或采用二对2SA1295 2SC3264)并联输出，以保证功放有强大的输出电流和良好的阻尼系数。（图一）

                                图一
2*100W线路供电电压为±50V，输出大功率管采用日立名管2SJ201、2SK1530 构成，以期达到如电子管机那种上佳的声场感和浓郁的音乐味。（图二）

                                图二
设计印刷板比较费时，而且自制体积过大，放不进现有的机箱,因此上网找了下相应的板子，万能的淘宝真行，找到二种板子正好适合二种机箱，立马拿下，开始动手制作。

图三   100W MOS管功放空板

图四  200W 三极管功放空板
                                                          主要元器件选用：
变压器均使用环形变压器，2*200W功放，输出电压为双45V，功率600VA，整流桥采用25A桥堆，滤波电容为6*10000/80V，并联100Uf/100V 和 0.1uf CBB电容作为高频滤波。
2*100W功放，变压器输出电压为双37V，功率400VA，整流桥采用25A桥堆，滤波电容为4*10000/63V，并联100Uf/63V 和 0.1uf CBB电容作为高频滤波。
互补差分放大晶体管要求一致性要好，FT尽量选择高点，有利于频响和瞬态响应，差分管HFe（放大倍数）误差应在2%以内，VOS输入管也要按工作电流进行配对。差分级工作电流为2mA，IDSS在5mA下测量配对，其他对管也需要按工作电流进行配对。并尽量采用低噪声管。我使用JL294—3B晶体管直流参数测试表对晶体管进行配对，而场效应输入管直接由商家按提供的要求配对。
功率场效应管还应测试其开启电压，需用图5线路进行检测，调多圈电位器调节至毫安表电流为1mA，这时电压表上读数为此管开启电压(P沟道管子电源相反)。本次制作功率场效应管每声道只用一对，正是因为从近十对二手管中挑不出相近开启电压的二对管子。在场效应功率管并联工作时，如果开启电压不同，那么调静态电流时，开启电压小的管子电流会是开启电压大的管子好几倍至十几倍，引起过流损坏，当然也无法正常工作。

图五
本机用的晶体管如下：
电压级 2SK246     2SJ103      50V    10mA   30mW
       2SC2705    2SA1145    150V    50mA   50mW    200MHz
2SD667     2SB647     120V    1A     900mW   140MHz
功率级 2SD401     2SB546     200V    2A     20W       5MHz
2SD669                180V    1.5A   20W     140MHz
2SC5200    2SA1743    230V    15A    150W     30MHz
2SC3264    2SA1295    230V    17A    200W     60MHz
2SK1530    2SJ201     200V    12A    150W  
    以上晶体管和场效应管是在十几年装机实践中精选出来的靓管，特别是推动级的2SD401、2SB546这对老管，原来是用在显像管电视上，因为它的带宽窄（5MHz），根本没注意过它们,但出乎意料在试验对比中，在手头十多对不同型号推动管中，声音的力度、平衡感、音乐味都无法超越(后来买了二对网上号称管王的MJE15034.MJE15035 对管 350V 4A 30MHz, 也只能和这对老管打个平手)，连日立的名管2SK214、2SJ77  （注意管脚为G、S、D，不要装错）也甘拜下风，也许是它们最适合这个电路吧。
电阻除有功率要求外均采用1/4W金属膜电阻，微调电位器使用3296型多圈电位器，0.22Ω大功率电阻采用无感电阻，因为前级为纯甲类输出且无隔直电容，为了防止因前级故障引起后级工作异常,所以本机增加德国ROE FRAKO  22uF/100V古董电容作输入电容，反馈电容采用依娜ELNA  220uF/25V丝膜电容(确保安全，未釆用纯直流, 纯直流如无伺服电路则中点零漂很大)，这二种电容也是通过十几种电容（包括CBB）试听后综合对比挑选出来的。
                                                          制作和调试：
按照设计要求在机箱上开孔定位安装好输入输出插座，固定好变压器和整流滤波板，在散热器上按印板尺寸打好功率管安装孔并攻丝，这些工作在焊板之前完成，焊板后增加了定位的难度，也可能碰坏板上元件，电源部分和扬声器保护采用网上成品空板组装，在这里也不再论述。
1、各元件在装机前必须严格测试并正确安装就位；
2、大电流铜箔上堆焊焊锡，保证大电流通过；
3、功率管必须用绝缘片紧固在散热器上，并在接触面涂上硅脂；
4、末级大功率管先不接入电路；
5、W1置中间位置，W2调整至300Ω，W3置于0Ω处；
6、在试机前电源＋－线上串接二只47Ω/1W电阻；
7、Q13（2SD669）为末级静态电流偏置调整和温度补偿双层作用，必须安装到散热器上。
接通电源,观察二只47Ω/1W电阻应无明显发热。用万用表测输出电压，调整W2为0V，如超过100mV，则要求检查差分管电阻R3、R5、R8、R10上电压是否基本相同（2V左右，差分级电流为2mA），必要时需更换差分管。再用万用表检测R15(300Ω)二侧电压，调W1使R15上压降为1.45V，本放大级电流为4.5-5mA，因调整时有相互影响，所以应反复调整W1、W2以保证电压正常。以上调整完成后，再调整W3，这里分二种情况，因场效应管开启电压比晶体三极管高很多（晶体三极管0.7V，场效应管在1.3V-3.5V）因此分别论述：（1）末级管为晶体管输出的，R13电阻阻值为2K，调整W3，A.B点电压应在1.5V-3V之间变动，调A.B点电压为1.75V。（2）末级管为场效应管输出的，根据不同场效应管开启电压而定，R13电阻阻值2.4K-3.6K之间。本机采用2SJ201、2SK1530开启电压一般在1.3V-1.6V，R13电阻试验后用2.4K，而采用K413、j118对管时开启电压在2.5V-3.5V，R13电阻需要到3.3K-3.6K，调整W3，A.B点电压应在2.5V-6V之间变动，调W3，使A.B点电压为2.7V。(如推动管也采用场效应管，则电压再加0.7V-1V, 视釆用推动管的开启电压而定， 但我试验过几种不同型号的推动管却发现场效应管不如三极管音质好，最后还是选用了D401 B546这对老管 )。调试时，W1、W2、W3有一定相互影响，需反复调整几次。
以上工作完毕，断开电源，并用47Ω/5W电阻对主电容放电，然后焊上大功率管，电源＋－线上47Ω电阻换成4.7Ω/5W电阻，再次通电，4.7Ω/5W电阻应无急剧发热现象，调整W3，使功率管射级电阻0.22Ω/5W上压降为25mV，既这组功率管静态电流为100mA。检查正常后再次断电放电，拆除电源＋－上4.7Ω电阻，通电，静置半个小时后再次调整各电位器达到要求，静态调试结束。
  当然如有条件的话可以在+-电源上串入电流表, 这样可直观的看到静态电流。 我在实际调试时是釆用菊水双输出直流稳压稳流电源, 调至双35V输出, 并预设电流安全值进行调试。

试验晶体管用的输出板

装好散热器的输出板

组装好的2*100W场效应管后级
动态调试：功放板安装到位，扬声器保护板等接线全部安装完成，再次检查线路正常后，将功放与前级CD机、音箱连接，通电用中等音量放音，（2*200W机调试时因散热器太大不热，因此将静态电流调整至每管250 mA，全部调试正常后调回100mA），过一小时散热器发热稳定后，断开音乐信号，再次调整W2、W3，使中点电压和静态电流正常，机器调试结束, 功放工作于甲乙类状态。
另外一个不得不谈的地线问题：经常会碰到功放交流声问题，功放调试好后一切正常，一接前级就有交流声，而且不管怎么调整接地点都无法消除。我在系统组合时也碰到这种问题，不管接地放在主电容地还是输入地，交流声还是存在。后来经过多次试验才发现时因为前后级机壳均通过三芯电源线在插线板上把地连在一起，构成了环路。这其实因为地线产生环路而导致干扰进入信号地，只要前级或后级只接一点到大地，就解决了这个问题，又能保证系统安全.怪不得专业功放都采用平衡输入，平衡输入很好解决了系统接地环路问题。最后试验功放接地放在音量电位外壳上，这个接地点找对了，非常好的解决因地线环路导致的交流声。                                                        

最后定型的2*200W后级

功放板调试过程中
测试：
通过GW  GFG8050型函数信号发生器输入小信号，用日立V—1565  100M示波器观察10Hz~20Hz波形均没有失真，以下是示波器上波形：

20HZ波形

        5KHZ波形

10KHZ波形

15KHZ波形

20KHZ波形
从上面波形看出，本功放高保真程度极高，没有出现自激现象。
试听器材：
CD       MARANTZ   CD57MK2    二手摩机至CD67 MK2线路
前级      YAMAHA    CD50       二手修复的纯甲类前级
音箱      JBL        4312A         8Ω        75W-150W
          美声       MX—2         8Ω        50W-100W
音频线   二手怪兽RCA头 + 75欧同轴线自制
音箱线   二手线自制                                                        

器材连接：由CD输出信号至前级，由前级调整后分二路送给二台功放，因为前级采用纯甲类输出，信号强，内阻低，驱动二台功放毫无问题。音箱采用了二个极端代表，JBL4312A监听箱是美国声的代表，用于播放动态较大的交响乐等有上佳表现，而美声是英国声的代表，温暖通俗，播放人声和轻音乐得心应手。而晶体管和场效应管功放也有同样的特点，因此各取所长，用晶体管功放驱动JBL4312A，场效应管功放推动美声。
试听评价：   
    晶体管功放驱动JBL4312A声音细节刻画完美、爽朗通透、稳健扎实，大动态时毫无拖泥带水的感觉。这归功于这台功放强大的功率和良好的阻尼系数，对音箱控制自如。场效应管功放驱动美声则是另一番滋味，音色清澈透明，细节纤毫毕现，低音极“松”，高音柔顺，特别是人声表现如泉水般甘醇、甜美，丰满、圆润，靓到极点。
自己动手打造Hi-Fi器材，解决了不少技术难题，也走了不少弯路，不断的尝试，用实践积累知识，增长见识，开阔眼界。对发烧友而言，完工后沏一杯清茶，静静坐在音箱前皇帝位上，把所有心思都沉浸在音乐之中，那可是一种享受……           
                              
2014.10 于萧山。     
上不了图,
                                                                                                                                      

laoche

换台电脑试下，我的几台机子也是有的可以上图，有的上不了。