音响侠客行四十二：大灯泡甲类功放

第尾才子

音响侠客行四十二：大灯泡甲类功放

单就是好！如图从输入到输出仅有一级放大，也就是说，这一颗Power MOSFET掌控了全机的放大工作，够简单了吧！而且因为用了固态原件的关系，使得它的输出可达10W，若您对线路有所了解，还可以修改成更高的输出。
　


实际架构之的概念是以最少的组件在极简的状态下，制作出与传统架构迥异的扩大机。De-Lite与ZEN-Lite的电路架构是相当类似的，一个功率组件，加上一个大功率灯泡负载，就可以让喇叭唱出很美妙的声音。那Zen-Lite跟De-Lite又有何不同呢？Zen所使用的主动组件是MOSFET，而De-lite的则是Depletion MOSFET。其实参照Pass的说明，很容易就可以用搭棚的方式制作出这部De-Lite。把组件的位置，在砧板上排好，反正就按照电路图把它装起来就对了.....。其中灯泡则是选了250W/110V的两颗并联。




电路图是这样的：



装好上电是这样：



装好了以后试听，感觉还算可以，没有太多的惊奇。但新玩意: 一个单端OPT输出的FET后级，偏流大约在1.2A，源极电阻改成了1.5R左右，如此偏流大概会在1.1～1.2A之间；并且在OPT初级并了一个60R左右的电阻。改起来简单又快（砧板的妙处），直流测量结果也不错，偏流大概在1.16A。改过的电路。再次接上系统，低频困扰变得十分不明显了，最下盘好像还是有个自然的衰减。



如果觉得用灯泡不好, 可改良后如下图: 全机的主角是Q1 IRFP140的N Channel MOSFET, 如果您觉得IRFP140不容易买到，可以找耐压至少50V, 耐流10A以上且功率125W以上的代用品。由于Q1是接成 Common Source 的增益放大，故为反相输出，所以输出端应该是喇叭的负端，而接地点才是正端，这点请注意。另外有一颗P Channel MOSFET -- Q2 IRFP9240, 它的规格大致与Q1同，是和Q1配对的P Channel MOSFET，但是千万别误会它们是在做推挽放大，在这里Q2只是Q1的泄极负载，就像真空管以输出变压器作为屏极负载一般，只是MOSFET拥有更低的输出阻抗，它不须要输出变压器做阻抗匹配，就可以直接驱动喇叭，省了输出变压器，更符合简单就是好的原则。Q2与Q3构成一个2A的恒流源，提供Q1及喇叭的电流，Q2的阻抗会随着Q1 ON-OFF而变化故亦称为动态负载，它比固定式电阻负载或灯泡更有效率。



由于本机以A类方式动作，要注意的是散热问题，虽然只有10W输出，静态消耗每声道却有70W，可想而知，散热片一定要够大，否则MOSFET所产生的热量是非常惊人的。在这个线路上可发现它的电源是单组34V供电，所以线路架构是以OTL方式输出，如图中之C3，C4之2200uF就是隔绝直流的输出电容，可试着用不同的品牌或用一个4700uF取代看看声音有何不同？但耍注意电容充电时对喇叭的冲击。

因为本机的输出电流被Q2所限制，而输出振辐不可能超过电源的情形下，故本机的输出功率不会因为使用较低阻抗的喇叭而增加功率，这是单端扩大机的特性。另外本机输出阻抗约1 OHM故阻尼系数约为8。建议8 OHM以下、功率需求超过10W的喇叭，或要求高阻尼系数的喇叭，并不适用于本机

本机线路是够简单的了，下面是本机的零件表：

Bill of Materiel

Note: The BOM list the parts only one channel.

本机实在是很简单，零件不多，所以在装制上不会太难的。但是千万别因此而轻乎怠慢，想要装响它很容易，可是要让它响得好就不见得很容易了，机内配线也拜托尽量要用粗铜线，细心的作工，加上别使用太差的组件，要得到好声是不难的。

测量结果如下：
1、在送入不过载信号时，输出正弦波无自激现象，也看不出波形有失真。
2、将输入信号加大，使放大器慢慢进入过载状态，波形的下半部首先出现失真，然后是上半部。
3、当波形上下出现削顶失真时，失真状态和双极型管电路完全不同，顶部为半圆形，和电子管的削顶失真很相象，只有当输入半信号为功放刚开始出现失真时的输入信号5倍以上，才会出现和双极性管一样的削顶失真。
4、在电阻并联一个0.02uF的电容，功放电路仍工作稳定，无自激现象。
5、带宽约10-150KHZ-3DB。
6、该电路的增益约为4。
7、二块功放板的增益不平衡度<1DB。

这个电路真是好得出乎意料之外: 开环失真不会大于3%，美中不足是才4倍的增益。最好是RMS 10V的输出的音源才可以得到满功率输出。另外做了个前置放大器, 将新做的功放接入系统，通电，开机，由于是OTL，没装延时保护电路，喇叭可能有冲击。然后开始播放各种各样的软件，半个小时后，对这个功放的优劣有了一个初步的认识。



主现评价如下：声场极其开阔，闭上眼睛，感觉不到音箱和墙的存在，高音非常细腻，但是有一种不自然的感觉，低音非常清晰，但是某些频点好象有控制不住的感觉，中音在整个声频范围所占的能量比重和手上其它功放比有所减少，声底是甲类固有的味道。感觉极其独特的风格，就是那种高音不自然的感觉: 未级无负反馈功率放大器的风格。再加上大功率场效管的那个输入结电容有1000P到3000P（J50/K135是600P左右，所以是名管啦，呵呵）使得10K以上频率失真可以比1KHZ时高一个数量级。但其简单到不能再简单的电路，竟然可以达到这种程度音乐性，也只有做过了才有体会，当然它的缺点也是很多的，象效率低下，功率偏小（对管子并联可以提高输出功率，当然功耗也跟着上升），声底偏软（听张学友歌竟然有3分蔡琴老歌的味道）……从技术角度来说其各项指标也达不到保真的要求，但是对于喜欢动手的朋友来说，这实在是一款值得仿制的电路。但是面对着自制的重达50Kg，一开机就耗电500W/小时的甲类功放，心里总是在想同一个问题，开还是不开。

第尾才子

倒行逆施 发表于 2016-11-13 21:05
就N沟道MOSFET来讲，第1/2/3图栅极没有高电平，怎么能有漏极电流？还让它工作在甲类！第4图倒也说得过去， ...

你自己看看这网页吧：
https://www.passdiy.com/project/amplifiers/zen-variations-1

也可参考大师版本如下：

全顺

这种低效性能也不怎么样的电路正经的工程师是不会设计的。。

爱胡弄

灯泡负载与电阻负载差不多，效率太低，所以很少人玩。恒流负载效率稍高，容易制作，效率最好还是电感负载，电感声音也是最好的，只因制作难度和体积难以推广。

未成之佛

玩新鲜感挺合适的

glff9

负载用输出变压器，前级耦合一J型管，不就是个标准单端电路吗？搞得那么哗众取宠。

xlinuxer

有类似的哦！就这个，不错，7W输出，在单位用P2P焊过一个声道，还行！
功率大的推荐用SIT管，下面有这个SIT管的推挽A类应用！
以上资料都来自DIYAUDIO , " PASSLAB" 板块；




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2016-11-22 19:10 上传

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art_sony_vfet_pt2.part1.rar (250 KB, 下载次数: 358)

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xlinuxer

这个是地2版

牛哥土炮

Depletion MOSFET 是好东西，只是功率大的不太好找。

mashan2016

学习。