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超平衡耳放
应论坛中高手及大侠们的要求,将几项主要指标的图表和照片贴上。以求朋友们的分析和指教。
只是本人对虚拟仪器的使用不甚熟练,特别是窗函数的选泽,FFT点数的计算更力不从心之感。然而这些设置又直接影响测试结果。这就是前次没有和正文一起贴出的原因。虽对测试结果的绝对值有质疑,但其相对值—即从输入输出曲线和数值的比较,还是有它的参考价值的。
以下三张电脑图所用软件Multi-Instrnment,声卡是Audiophile 192。面板设置基本采用软件在PSF目录推荐的设置。图中红色为输入信号,蓝色为输出信号。
测试连接 http://bbs.hifidiy.net/viewthrea ... p;page=2#pid3748765
特点
- 电路结构:全互补、全对称、超平衡;
- 纯直流放大,无级间偶合电容;
- 50W环牛,双桥高速整流,并联稳压;
- 无大环路负反馈;
- 立体声非平衡输入,RCA接口;
- 立体声平衡输入, XLR-5接口;
- 前置输出为RCA接口:
- 平衡连接时为 一组立体声;(即R+、R-;L+、L-)
- 非平衡连接时为两组立体声(即R+、L+;R-、L-);
- 双3.5耳机输出插座:
- 平衡输出 一组立体声道 ;
- 非平衡输出为两组立体声道;
- 机壳:271mm X 178mm X 50mm ,铝材热压铸成型;8mm厚前面板,拉丝处理;铝旋钮。
- 机器净重2.5 kg
电路简述:
关于平衡式放大器已为大家所熟知,这里不多赘述。所谓“超平衡”电路是在全平衡电路的基础上,进一步检测出由原器件误差造成的不平衡误差信号,将误差信号反馈到放大器的输入端,控制电路达到平衡,从而使放大器获得更好的性能。其实现方式如图1。它由两个完全互补的直流放大器和双直流伺服电路组成。当电 路处于“不平衡”状态时,Rg上必然产生误差电压,通过运算放大器检出后反馈到
输入端,自动控制电路的平衡。
根据这个原理设计的超平衡耳放电路,电原理见图2。
| 图2 | 从图2可以清楚的看出这是一台用HI—END理念打造的耳放机。
机器的核心是“乾渊”开发的“低噪声前置放大器”WH0501(立式)模块。该模块是在分析消化了安桥P388、M588、金嗓子A-100、P-1000等多款名机电路,历经三年的模拟试验和工程试验,反复测试和试听的基础上开发而成。电路原理框图如图3,缓冲级采用共栅-共源、恒流源、互补推挽输出,放大倍数约等于1;第一、二级放大采用共基-共射、恒流源、镜像恒流源负载;最后由互补推挽输出。模块共用了42只有源元件,一反过去“简而洁”观念,使每一级线路都尽可能优化 。模块材料采用高纯三氧化二铝基片;钯银导线;25ppm/C 的高稳定精密金属膜电阻;低噪声FET晶体管和低噪声NPN/PNP差分对管;所有的有源元件,都经过严格的测试配对,精心调试而成。
甲类偏置电路模块 WH0504,同样采用互补、对称加恒流源的原则设计。原理框图见图4
整机的末级推动管采用NEC的1SC1845、2SA992,电流放大采用了“多管轻负荷”的设计思想,由16只中功率管(2SD669、2SB649)负担 1W 的输出功率。因而线性佳,失真小。
波段开关K1选择平衡输入或非平衡输入方式,Uc5担任非平衡——平衡转换。由于在输入端多了一块运放,自然会多一份噪声和失真,因此有些平衡式放大器不设置非平衡——平衡转换。在非平衡输入时,将信号从平衡输入端的“+”端(R+、L+)输入,将“-”端(R-、L-)接地。这种接法会使放大器的输入信号降低一倍,要得到同样的输出功率需要提高输入信号的幅度。
开关K2担任输出端的平衡——非平衡转换,在平衡输出时,一组立体声,两
| | 图3 | 图4 |
WH0501(立式)引脚功能: | | | 1 、8 +Vcc | 2 in + (hot) | 3 in - (cold) | 4 Finc + | 5 Finh+ | 6 Finh- | 7 Finc - | 9 、15 - Vcc | 10 、11 、12 空 | 13 out + (hot) | 14 out - (cold)WH0504引脚功能: |
WH0504引脚功能 | | | | 1 -V | 2 in- | 3 VR | 4 outc- | 5 VR | 6 outc+ | 7 outh- | 8 in+ | 9 VR | 10 outh+ | 11 VR | 12 +V | 有关模块的详细资料请到www.qiany.net查阅。
| 图5 | 只3.5耳机插座分别是R声道和L声道,在非平衡输出时,两只3.5耳机插座各为一组立体声通道,即可同时接两付立体声耳机。
前置输出从末级推动管取出,甩掉末级功放管以求更好的信噪比。也可接600Ω高阻耳机。
电源由50W环型变压器,双桥高速整流,并联稳压构成。并联稳压由LM431担任。LM431是性能极好的并联稳压电源,但它的电流容量太小需要扩流。图5中Qd4、Qd3和Qd7、Qd8组成复合管担任扩流;Qd1、Qd2和Qd5、Qd6组成复合管担任调压;Rd1、Rd2的作用,一是与Dd9、Dd10共同为Qd1、Qd2和Qd5、Qd6提供eb结工作电压,二是过流保护。当输出电流超过额定值时,Rd1、Rd2上的压降增大,调整管eb压降减小,ce压降增大,输出电压降低,从而达到过流保护的目的。电源输出电流600mA;纹波小于2mV。
装配与调试
放大器印制板采用75uM加厚双面环氧板,元件面大面积铺地,以达到屏蔽的目的。左右声道的电源分别独立引到板子的插座处,以供喜欢用两组独立电源的发烧友选用。电源板采用75uM加厚单面环氧板。
从后面板输入插座到印制板的引线应选用双芯屏蔽线,屏蔽层一端接地。印制板插件处预留了屏蔽层接地插针。五芯插座“1”端的接地应独立引出,不要用屏蔽层两端接地代替。
元器件不必强求“补品”,但要货真价实。本机的电阻全部采用金属膜电阻,电源滤波采用ELNA(伊娜)电解。
末级电流放大管的配对误差要小,否则会影响输出端的“0”电位。
在装配中,按单元一部分一部焊接调试: - 电源板焊完整流滤波后,检查直流输出应在25V左右。
- 焊完电源板全部元件后,将Qd1、Qd3;Qd5、Qd7和整个电源板在机壳内固定好,并注意四只管子与机壳的绝缘。由于并联电源在无负载时也仍然有很大的电流(额定值)流过这四只管子,在没装好散热器前绝不可通电。
- 通电后,先观察两只发光二极管是否发亮,测试输出电压,调整VRd1、VRd2,输出电压应在几V到20V范围内变化。否则应检查焊接是否有误。
- 接上20W18Ω负载电阻,调整VRd1、VRd2使输出电压达到+/-12V,正负电压相差应小于50mV。
- 加大输出电流,观察保护是否起作用,过早或过迟保护,调整Rd1、Rd2。
- 主板先焊接平衡——非平衡转换部分,78L05、79L05在焊接前应配对,正负电压相差小于50mV。检查运放工作是否正常。有条件可在非平衡输入端加入正弦波信号,用双踪示波器在VRa1、VRa2的输入端观察,应是幅度相同相位相反的两个信号。
- 焊完主板的全部元件后,先断开末级功放管的基极串联电阻。通电,测试Ra15、Ra16和Ra17、Ra18的中点电压应小于5mV;Ua2的10、6脚电压为正;7、4脚电压为负,调整VRa3、VRa4,Ua2的10、7、6、4脚电压应能在1——2V间变化,最后将各脚电压调整到1.2V。
- 将末级功放管的基极串联电阻焊好。通电,测试功放管射极电阻上的压降,
使功放管的电流达到你的设计要求。本机的每管射极电流15mA。 - 测试功放管输出端的对地电压应小于10mV,否则,应考虑功放管的对称性。由于NPN管和PNP管的Hfe难以挑选一致,可以用Q1 X Q5 = Q2 X Q6 ;Q3 X Q7 = Q4X Q8的方法挑选,四只并联管的放大倍数要一致。
- 开机一小时后,机箱温度达到热平衡,再重复8的测试和调整。
- 模块Ua1、Ua2和32只功放管都有一定的温度,应做好通风和散热。最好在在盖板上装一小风扇,将机箱内的热气抽出。
- 耳机的接线和平衡式输入插头的接线如图下图:
| R+(L+) | | R | 地 | 地 | R-(L-) | L | 平衡式输入插头接线 | | 非平衡耳机接线 |
| | 将XLR-5插头的插针面对自己反时针旋转即为1—5 | 1: 地 | 2: R+ | 3: R- | 4: L+ | 5: L- | | | 主要技术指标
输出功率: 1.5W + 1.5W (平衡 RMS 1KHz THD 0.01% 32Ω) 输入灵敏度: 非平衡 180mV (RMS) 频率响应: 0——100kHz (-1.3dB) 失真: <0.01
% (1kHz 1.5W 32Ω A加权 ) 输入阻抗: 非平衡 40K - 负载阻抗: 耳机输出 32Ω——600Ω
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