动手的乐趣_1969功率放大器
2021年6月,在手機(jī)上反復(fù)看到有關(guān)自制1969型甲類功放的文章。文章一再吹噓該功放的聲音是如何的出色,既有電子管的音色又有晶體管的簡(jiǎn)潔,是一款自誕生到現(xiàn)在一直充滿生命力的不朽經(jīng)典云云。加之其結(jié)構(gòu)異常簡(jiǎn)單,所用元件又都是易尋的普通材料,于是心動(dòng)技癢很想一試。
經(jīng)典的1969甲類功放是一款純粹的后級(jí)功放,電路異常簡(jiǎn)單,全部電路僅由4只晶體管構(gòu)成。為了豐富其控制,本想添加一個(gè)帶有音調(diào)調(diào)節(jié)的前級(jí)緩沖電路。不過,音調(diào)控制雖然可以方便地對(duì)音色進(jìn)行修飾,但是也帶來改變音樂原始面貌的問題,考慮到本人在聽音樂時(shí)基本都是把各種修飾功能去除,享受原汁原味的音色,現(xiàn)在又何必多此一舉畫蛇添足呢?于是放棄了帶音調(diào)控制的想法,重新尋找一款與之相配的純粹的前置緩沖。后來發(fā)現(xiàn)一款名為“音樂傳真”的前置緩沖,比較符合條件。“音樂傳真 X-10D“是一款英國(guó)名品,自問世后同樣好評(píng)不斷,后經(jīng)國(guó)內(nèi)外燒友的不斷改進(jìn)與仿制,相當(dāng)成熟。它由2只電子管構(gòu)成,使用單路12伏1A交流供電。于是決定就把這兩款簡(jiǎn)單但經(jīng)典的前后級(jí)放大器有機(jī)結(jié)合,作為本功放的主體。
制作前先對(duì)這兩個(gè)名品的出處進(jìn)行詳細(xì)研究。首先參考了一篇國(guó)外仿制1969功放的長(zhǎng)文,得知國(guó)外的愛好者對(duì)1969功放的改進(jìn)手段主要集中在三個(gè)方面:
一、把原來的整流濾波電路改為穩(wěn)壓供電,此舉主要是改善功放的信噪比。由于甲類功放不同于乙類,其在靜態(tài)時(shí)即有最大功耗、最大電流。無論輸出多大,電流均不會(huì)改變,因此用穩(wěn)壓供電來改善信噪比是切實(shí)可行的。
二、提高增益。由于原設(shè)計(jì)電路級(jí)數(shù)較少,因此要求每級(jí)的增益都比較高,將部分負(fù)載電阻用恒流源替代,可以改善電路性能。其缺點(diǎn)是將原來的簡(jiǎn)潔設(shè)計(jì)搞得過于復(fù)雜。從體驗(yàn)經(jīng)典的角度出發(fā),此舉并不可取。
三、改原設(shè)計(jì)的晶體管為新型大電流、低內(nèi)阻、高增益的新型管子。這個(gè)措施經(jīng)過仿真驗(yàn)證確實(shí)有效,但會(huì)使得成本有較大上升。本次制作也不打算采用,將保持原設(shè)計(jì)的用料。
圖一:1969原設(shè)計(jì)電路圖
我想1969功放之所以長(zhǎng)盛不衰,是和其簡(jiǎn)潔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分不開的。既然要領(lǐng)略名機(jī)的風(fēng)采,最好還是體會(huì)其原汁原味比較好,于是決定按原機(jī)設(shè)計(jì)制作。
在用仿真軟件對(duì)電路進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)在功耗和失真之間很難平衡。大電流下失真度有較大改善,但是巨大的發(fā)熱量實(shí)在是吃不消,于是廣泛參考網(wǎng)上的改進(jìn)介紹,結(jié)合仿真數(shù)據(jù)對(duì)電路進(jìn)行部分修改,最終取得了較為滿意的結(jié)果,最終電路見圖二所示。
圖二:最終電路
圖三:PCB板
圖四:3D模擬圖
Q1:2N5401 Q2:2N5551 Q3\Q4:金封2N3055 這2只管子直接安裝在散熱器上,用引線連接(盡量粗短)。
在電源的選擇上考慮到,本機(jī)消耗功率并不是太大,故直接購(gòu)買了一只進(jìn)口的開關(guān)電源,36V 9A,調(diào)整輸出為32V,實(shí)際使用效果非常好。
這里再補(bǔ)充一下關(guān)于功放電源的選擇和要求:我們知道,功放按照末級(jí)工作狀態(tài)的差異,一般可以分為甲類、乙類和D類。甲類的特點(diǎn)是,功放末級(jí)始終工作在線性放大區(qū),故而它的靜態(tài)功耗非常大(無聲時(shí),功耗達(dá)到極值,聲音越大功耗越小),但是失真很小,并且其產(chǎn)生的失真也多為基頻的偶次諧波,故聽感非常柔和,耐聽不刺耳,尤其是人聲的表現(xiàn)異常出彩。由于其開機(jī)即達(dá)最大電流,且在整個(gè)工作狀態(tài)下幾乎不發(fā)生變化,因此電源對(duì)于波紋系數(shù)要求極高。要取得較好效果,濾波電容容量需求巨大。而穩(wěn)壓電源就可以提供非常穩(wěn)定和波紋系數(shù)極小的電壓,對(duì)功放的信噪比有較大提高。而乙類功放與之不同,乙類功放在無聲時(shí)功耗極小,消耗電流與輸出成正比,當(dāng)出現(xiàn)大動(dòng)態(tài)時(shí),瞬間電流峰值極高。因此乙類功放一般不能采用穩(wěn)壓電源供電,它需要的是巨大的電流儲(chǔ)備,對(duì)于電源的內(nèi)阻要求很高,往往采用低內(nèi)阻的大功率變壓器和海量的儲(chǔ)能電容。
“音樂傳真 X-10D“在網(wǎng)上某寶有大把的出售,結(jié)果仔細(xì)對(duì)比都差不多,基本上是按照原機(jī)復(fù)刻的,只是對(duì)部分元件做了些改進(jìn)。由于懶得再做板子了,干脆買了塊空板自己找元件焊接。
圖五:音樂傳真 X10-D原機(jī)電路圖
前置由于采用成品線路板,沒有什么過多的介紹。
功放完成后試聽,效果達(dá)到預(yù)期。聽感柔和細(xì)膩,高頻細(xì)節(jié)絲絲入扣,大動(dòng)態(tài)時(shí)低音排山倒海,氣勢(shì)恢宏。雖然輸出受供電電壓和耗散功率限制,只有10W左右,但是作為日常家庭欣賞是綽綽有余了。尤其是有極高的信噪比,在最大音量下,耳朵貼在喇叭上也聽不到絲毫噪音。
稍微有些頭疼的是散熱片,雖然之前已經(jīng)有充分的思想準(zhǔn)備,最終的發(fā)熱量還是出乎意料,因此要制作甲類功放的朋友,一定要高度重視散熱問題。對(duì)于甲類功放而言,再大的散熱片都不為過。切記!
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的动手的乐趣_1969功率放大器的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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