180016200 发表于 2026-7-5 10:30

一起来玩电感单端

本帖最后由 180016200 于 2026-7-5 10:36 编辑

    这么多年来,电感单端是我一直想玩的电路。屈指可数的几个元件,即可达到0.1%以下的失真,而频响轻松可以达到20-50K Hz 0.3Db,可谓简单而又粗暴。
实际制作之前,还是要完全搞清每个器件的作用已及对性能的影响,所幸现在有了LTspice,可以很方便的仿真出每个元器件的变动而造成整个电路的指标变化。
在电感单端中,一般有源极输出和漏极输出两种做法,综合考虑后,采用了漏极输出。
   可以看到,该电路是一个标准的OTL电路,其中R14和R15构成分压电路提供功率管所需的偏置,调整R15阻值可以对静态电路进行调整。R20是输入阻抗匹配电阻。R21是防震电阻,这个阻值会对前级输出阻抗造成影响,应尽量减小并贴管脚安装,以功率管不自激为准。M4是功率场效应管,L3是负载电感,C7是输出耦合电容。
和常规做法不同的是采用了负电源供电和IRF610作为功率输出管。具体原因可以从后面的分析中得到结论。





补充内容 (2026-7-5 14:44):
感谢牛哥指正,应为源极输出

swsw4321 发表于 2026-7-5 10:38

音圈就是个电感,直接驱动音圈更好

180016200 发表于 2026-7-5 10:44

本帖最后由 180016200 于 2026-7-5 10:56 编辑

一耦合电容
为了排除电感作为负载时对电路的影响,采用了电阻作为负载来考察耦合电容容量变化对于电路低频的响应。这个分析适用于所有OTL输出电路,包括PASS 的zen/zenductor这些系列。以下仿真条件为:DC -18V静态电流1A
可以看到,耦合电容愈大,对于低频的影响越小,从频响上来看,虽然在20HZ时两者的差距仅-0.3dB,对于人耳来说已经超过了分辨的范围,但是不能否认是10000uf和3000uf比较起来,前者的电气指标要高于后者,更不用提的两者的相位差了。
至于相位差对于声音的影响,鲜见有人提及。对于这方面有研究的朋友倒是可以提出来。

lin889889 发表于 2026-7-5 10:49

你那是并了一个0.1F的电容吧?!

180016200 发表于 2026-7-5 10:55

本帖最后由 180016200 于 2026-7-5 11:22 编辑

lin889889 发表于 2026-7-5 10:49
你那是并了一个0.1F的电容吧?!

感谢指出   确实单位错误
已经修改

180016200 发表于 2026-7-5 11:01

对于输出耦合电容并联一个小电容的做法,也做了一个仿真,应该仿真是基于理想器件的缘故,并联后高频没有改善。具体是否如此,只有等后面实际制作的时候并上该电容进行进行测试了

牛哥 发表于 2026-7-5 11:02

使用IRF610在常见的MOS管中指标还是不错的,做牛出的功放以前给朋友出过推挽的图,一对IRF610漏极输出20W左右。单单从供电电压来说,使用-18V供电电压比理论计算值高了很多,虽然可以减小一些失真,但是增大了输出管的静态损耗太多,而对于最大不失真输出没有多大贡献。

无语密码 发表于 2026-7-5 11:13

这种电感式的输出调压比较特殊,不能参考普通电路,否则效率特别低。

180016200 发表于 2026-7-5 11:14

牛哥 发表于 2026-7-5 11:02
使用IRF610在常见的MOS管中指标还是不错的,做牛出的功放以前给朋友出过推挽的图,一对IRF610漏极输出20W左 ...

牛哥 使用IRF610的原因 后面会逐步分析电源电压可以说是拍脑壳拍出来的,实际制作时会根据手里变压器电压,电子滤波的压损来重新仿真

180016200 发表于 2026-7-5 11:21

无语密码 发表于 2026-7-5 11:13
这种电感式的输出调压比较特殊,不能参考普通电路,否则效率特别低。

理论上可以达到50%,业余条件下结合手里变压器的输出电压和散热环境,能够30%就满足,不过对于我来说,玩单端,电路效率是放在最末端考虑的因素

无语密码 发表于 2026-7-5 12:11

本帖最后由 无语密码 于 2026-7-5 12:12 编辑

180016200 发表于 2026-7-5 11:21
理论上可以达到50%,业余条件下结合手里变压器的输出电压和散热环境,能够30%就满足,不过对于我来说,玩 ...

我对这电路也是挺感兴趣的,主要处于音色的问题。
静态电流优先还是电压优先?也问过电子管爱好者。他说电压不重要,关键是电流。

所以我认为也应该是调电流的大小,不是电压到几个V..。
简单最好的效果是上示波器,输入关键的正玄波,就可以调出输出最大电压的对应电流。


据说用电感的效率是蛮高的

牛哥 发表于 2026-7-5 12:17

看楼主1楼的示意图是源极输出吧,可能是笔误了打成了漏极输出。

180016200 发表于 2026-7-5 14:45

牛哥 发表于 2026-7-5 12:17
看楼主1楼的示意图是源极输出吧,可能是笔误了打成了漏极输出。

感谢指出,已经修改为源极输出

180016200 发表于 2026-7-5 14:46

二 电感负载
   电感作为核心元器件,有哪些指标值得关注呢?电感输出和变压器输出的最大的区别在于变压器通过铁芯耦合交流信号,而电感通过了输出电容来耦合。因此电感量,电感内阻,线间电容这几个指标可以说对于整个电路的素质起到了决定性的因素。
先看一下电感量对低频的影响,选取了35MH70MH100MH做为输出负载电感,选用IRF610作为功率管,条件为静态电流1A , 直流-18DC。可以看到,可以看到,随电感量的增加,低频衰减逐渐变小,相移也逐步好转

180016200 发表于 2026-7-5 15:01

输入20Hz的正弦波看一下,输出接近1W,可以看到,35mh的放大量小于70/100mh,而且观察到了明显的相移和低频失真

180016200 发表于 2026-7-5 15:03

本帖最后由 180016200 于 2026-7-5 15:19 编辑

在看一下4w输出时的情况,这个功率基本就是1A静态电流 8欧负载下的最大功率了

180016200 发表于 2026-7-5 15:10

本帖最后由 180016200 于 2026-7-5 15:34 编辑

需要指出的是上面的仿真在在IRF610做为功率管得到的,如果更换为IRF250,失真和相移将更为严重,不过总体趋势是相同的。

由此可以得到第一个结论,相同的静态电流下,电感越大,低频相移、失真越小。

180016200 发表于 2026-7-5 15:49

无语密码 发表于 2026-7-5 12:11
我对这电路也是挺感兴趣的,主要处于音色的问题。
静态电流优先还是电压优先?也问过电子管爱好者。他 ...

感兴趣就好啊,一起玩呀

180016200 发表于 2026-7-6 08:22

本帖最后由 180016200 于 2026-7-6 08:28 编辑

上面分析了不同的电感量在相同的静态电流下的表现,下面看一下相同的电感量在不同的静态电流下是如何表现的呢
采用IRF610作为输出功率管,电感选用35mh,分别在1A/1.5A/2A的静态电流下,输入20HZ正弦波分析低频失真,此时的输出功率接近3W

随着静态电流的增加,低频失真逐渐改善
由此可以得到第二个结论,在电感量不变的情况下,静态电流越大,低频失真越小。

180016200 发表于 2026-7-6 08:57

本帖最后由 180016200 于 2026-7-6 09:01 编辑

下面考察一下电感的内阻变化是会造成如何的影响
采用IRF610作为输出功率管,电感选用35mh,静态电流保持在1A的条件下,输入20HZ正弦波,输出1.5w通过电感的内阻变化分析低频失真
如果换一个维度,从输出内阻的角度来考虑又是什么情况呢
从喇叭的方向看进去,电感内阻作为输出内阻的一部分,该电阻越大,意味输出内阻越大,相应的阻尼系数会升高
利用通断法在LTspice里面对电感内阻分别为1.6欧和2.4欧进行了测量
测试条件:20hz正弦波输入。1A静态电流 ,4W输出
测量结果:IRF250作为输出功率管,在1.6欧的时候阻尼系数为37,2.4欧为32
                IRF610作为输出功率管,在1.6欧的时候阻尼系数为7.3,2.4欧为7.7

由此可以得到第三个结论,电感内阻越小,低频失真越小,输出内阻也越小,对应的阻尼系数越高

补充内容 (2026-7-6 10:30):
IRF610作为输出功率管,在1.6欧的时候阻尼系数为7.7,2.4欧为7.3
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