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很高兴能参加这次比赛,非常感谢给我这次展示自我的机会,我进我的能力来展示我的作品,由于我只有星期六日在家,使制作显得较为紧张,到现在才发贴,请见谅。
我的参赛作品: 50W改进型B类 AMP。
每声道一对MJL4302,4281。
好的,我们别的不说,先说主题!此功放采用经典常见的镜像电流源差分输入级,史密勤补偿,中间电压放大级,输出使用射极跟随器,每声带使用一对大管。后加菇贝尔网路,每声道使用2个220uF和2个100uF,2个0.1uF内容分布PCB周围做退耦。两个3A防反接二极管,两个3A输出嵌位二极管保护,220V输入先经过自制的LC电源滤波器,(由电感线圈,0.1uFX电容,串有保险管,并有471压敏电阻,交流电进入变压器变压后送入到整流滤波部分,我使用独立的方法设计,每个声道使用1组整流桥,每组由4个ON车轮管和4个0.1uf电容并联,每声道使用6个滤波电容,总滤波容量实测112800uF。电源线和喇叭线都采用2平方的多股线以适应大电流,值得一提的是PCB板的设计,这回电路进行了多次的修改,总体比较满意。由时间实在来不及使得功放中不得已加入了一些成品板的情况,——喇叭保护电路我使用了套件,最初的设计我差点使用了万用板,但经过心理的煎熬后决定自制印制电路板,后又有买套件的想法,但还是被我否决了,我认为自制印刷版才有一定难度而言。自己设计PCB后有自己的风味哦!
我在7月份看到帖子后就非常兴奋,于是开始捉手设计规划设计,惯例我比较喜欢先确定外壳,大概布局,然后确定功放电路。焊接,调色,装机。
功放一般多为长方体,也有一些异型机,那几天晚上我一直在考虑,在放大器论坛里《看看名机里面都装了些什么》仔细看了一遍,后想外壳怎样做的漂亮,当然用亚克力!颜色鲜艳,光泽,我马上在网上了解详情,由于单个制作成本高,且不利于散热最后还是否决了这种做法,还是确定考虑用金属材料制作。在淘宝上转了半个晚上,发现很多机箱都“DVD”型,那样做出来只能左边变压器,中间散热器,右边电路板,或者中间变压器,左边功放板,右边功放板,使得很传统,没有新意。我也不喜欢单声道机,很多人认为单声道功放能够减少信号间串扰,声音一定比合并机好,但并非如此,一般声道之间的串扰低于﹣20分贝就没有必要做成分体机,不过有些名机还是分体结构。而且,我们很容易都到更低的串扰,所以就没必要分体制作了。夜已深了,我变上床入睡,但脑海里不断地思索着机箱的形状,这时我变想起了我的一个只剩下骨架的电脑机箱,经过脑海的一点点进化修饰确定了一个大概的形状,第二天在网上寻找思路,我转了一家又一家买机箱配件的淘宝店,突然看见一仿高文功放机箱使我眼前一亮,我没有马上联系卖家,自己按着介绍画出了1比1的图,并进行大概的比划测量,觉得此机箱在机内布局上很有发挥潜力,比“DVD”型机箱更有魅力,外形也很艳,最终我拍了下来。确定了功放的外形也就确定了大概的设计方向。
1:功放的放大方式
我曾考虑用可靠集的成芯片进行放大,由于其电路固定,加上些外围元件不会对其效果有较大的改善,淘汰了集成芯片的参与。由于A类功放电流持续流过输出管,所以不存在开关引起的非线性失真,可以获得较高的性能,但工作效率低,发热较量大。还是采用B类电路,B类电路的效率还是比较理想的。AB类的电路又是其中线性最差的,我们可以通过调节电位器使电路工作在甲类或者一类,
了功率和放大的方式,即功率为50W×2,分立元件B类放大。
整个制作过程预计用时4个月,分三个部分完成
1.:电路设计制板。
2:元器件采购,焊接调试。
3:打眼装机,总结。
我从书中找到了这个看似普通一般的图纸,但元件经过精心设计,只要布局布线合理声音绝对好。此电路由差分输入级,电压放大级,输出级,组成,输出管组成达林顿的连接方式,这样的好处是:由于大功率三极管配对较难,使用达林顿构成的输出级对管子的配对要求低,两个管子相互弥补。
PCB设计;
差分输入级PCB设计:
输入级由差分放大级与镜像电流源组成,其元件一致性好有助于减小零漂,小功率三极管我都进行了配对,除配对外物理布局则是要考虑的问题,当然了,一定要设计成走线对称,网络等长,并采用尽可能粗又尽可能细的走线,输入级我采用60mil得宽度。
电路中一共有6个退藕电容,两个220uF,两个100uF,两个0.1uF分布在电路周围。
电路板的制作使我花费了很大的心血,我在布局上下了很大的功夫,查阅相关书籍尽量使PCB尽量接近完美。前后改了多次,历时近2个月,最后的效果在我的意料之内了。
我不喜欢盲目发烧,网上看到好多评论说换了某某线材声音一下子明亮了,震撼了,等等,我曾看见过外国的音响杂志上说过用镀金插头,镀金插座的电源滤波器,会改善音质,我一直不很赞同,我认为只要电缆连线安全达标,能够流畅的通过足够的电流,就可以了,一些昂贵的发烧电缆虽然对放大器不会产生危害,但对其功放性能不会有所提高,买那发烧线可能是为了满足自己的虚荣心吧。
输出管的选择:
我做的很多功放输出管大部分使用的是2SA5200,1943 它们功率较大,价格也较低,即使烧坏一个也很好替换,不会有过大的损失,至今还未用过ON的MJL功率管,这次一口气买了4个MJL4302,4281尝尝名管的气质,其实输出管使用场效应管和三级管各有优点,再此简单说明一下。功率场效应管很多人认为能够决绝功放的很多问题,但说起他的缺点却不尽人意,它的跨度低,线性也较差,离散型很大,导通的电阻较大,会使功放效率下降,它的导通电压为4-6V,而三极管仅为0.6-0.8V。
前级电路:
前级运放选择了我喜欢的AD797,它的表现整个呈中性,比较理想,参考了很多电路,发现唯有论坛小甲的前级电路比较理想。于是前级选用了论坛小甲的前级电路,我并没有进行修改,主要是应为有了前人的设计,我在照葫芦画瓢不会有太大的文体。PCB的设计也曾参考小甲的PCB,自己对布局进行了适当的修改,我把电源电路放在了中间,左边一个声道,右边一个声道,但最后发现布线上存在一定的缺陷,还是抱把电源放在了最左边,然后是两个运放电路。电路中的左右声道是完全对称的,其布局和布线也完全一样,电路中也使用了经典的一点接地,三端稳压也不想以前,我爱用很大的容量了,由于并联的电容是容性负载,三端稳压相当于一个负反馈放大电路,容量过大可能会在某一频率段产生自激,就达不到稳压的目的了。
我天生比较忌讳二手器件,总感觉它的性能稳定性绝对不如全新的,二手的从不考虑,这次制作我转变了想法,其中的AD797采用的二手货,价格8元一个,至于效果如何接着看。
但是,由于变压器没有双15V供电和一些原因最后还是痛心去掉了了前级电路
电源滤波器:
曾看过很多书籍,有说过关于功放电源使用滤波器的一些文章,一般在CD或前级中往往使用,功放中似乎用的很少,我国的天逸功放就使用了电源滤波器,一般都是由X电容,电感线圈,Y电容组成。我不赞同有人说功放使用电源滤波器声音就软了,他只不过是滤除一些杂波信后而已,我滤波器使用了三个电容和两个线圈,前面加了过压保护,使用的是471型号压敏电阻。由于电源,滤波器元件极少,我想用万用板制作就算了,后来想想还是做了印制板,当然,在电源滤波板上我加了保险管和压敏电阻。
保护部分
功放是不可缺少保护电路的,我们往往没有看到功放有什么问题,但不能避免特殊情况的发生,最有效的办法就是断开电路来起到保护的作用,使用保险管是一种简单可靠地方法,我分别在变压器之前加置过压保护电路,整流滤波电路后加置保险管,全部选用慢融型的。在功放电路中加置箝位二极管,正负电源加置反接二极管以保护电路。
电源滤波电路:
滤波电路:
滤波电路是整个电路电流最大的部分,其走线的宽度也应该最宽或者在铜箔上镀上锡,以适应大电流的流畅,一般来说优质焊锡的含铅量40%,60%是锡,其焊锡的电阻是铜的6倍,所以不要完全依靠增加焊锡厚度来提高过电流的能力,尽量向宽的布还是比较保守的。整个电路使用12只10000uF50V的rubycon电容滤波,每个声道采用6个电容滤波,以保证电流的供应,rubycon电容的特点就是寿命长,知名度较高,价格较低,很多仪器仪表中和功放电路中使用较多,但国产的假货也较多,往往假货印迹不清晰,黑色的外皮不够光亮,有很多细小的磨痕。其品质也无法保证。实测容量在9400uF左右,漏电极小,为了使左右滤波容量尽量平衡,我对每个电容进行测试,大容量小容量相互弥补,使之尽量平衡。测试好的电容由于带了电,所以我不喜欢带电焊接大容量的电容,有时可能造成短路损坏PCB板,由于现在是晚上了,我不打算在进行焊接,我把每个电容上并一个10K的电阻放电,放一晚上明天在焊接。
PCB设计:功放的最终效果除了元件的选取,电路的设计,更重要的我认为还是电路的PCB设计,它在功放中起着更为重要的作用。整个电路多次进行了PCB修改,比如在输出管射级上的两个0.22Ω的电阻向外输出音频信号的同时,也是电路的反馈点,反馈点的选择会影响到放大器的失真,我通常是将反馈点距两个射级电阻的距离完全相同,以防止电阻不对称引入是真。把它们设计成T字的形状。
开机自锁电路最后考虑单独供电,平时只有机内的5W的自锁电路及它的变压器工作,按下开关后自锁启动,接通主变压器,喇叭保护电路延时闭合,功放送电后即可工作,使用完毕后,按下自锁开关,自锁开关断开,即断开主变压器也就是说开机自锁电路是一直工作的。
电源开关电路
由于我的电源开关使用的是轻触开关,即按一下接通,松开后断开,需要加上轻触电路才能工作,这里使用分离元件和OMRON继电器构成轻触电子开关,它的实质是利用电容充放电原理而构成的双稳态触发开关,电路接通电后,由于C1存在,VT1优先于VT2导通,一旦VT1导通,集电极输出低电平,所以VT2永远截止,此时继电器不动作,按下SB后,相当于C1并联到VT1发射结上,利用电容两端电压不能突变的远离,VT1基极电平瞬时为零。VT1很快退出饱和导通而截止,此时集电极输出高电平,VT2导通,K吸合。电源开关电路也使用了印制板进行制作。
整个设计的核心不是焊板子装机,更重要的的PCB的设计和整体的物理布局,大部分设计制作的时间仅有星期六,日时间,使得制作显得尤为紧张,不过还好,我在规定的时间内完成了! |
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