1969的升级版-JLH设计的2003版中甲功放

筑明

坛友共享了这个网站：https://startfetch.com/jlh/panel.html
其中的2003年版本：https://startfetch.com/jlh/jlh-2003-amplifier.pdf
不知道大家感兴趣吗，我计划下一台功放（5楼的线路）就搞这个，前面制作了多个甲乙类功放，还没有做过甲类，看这个电路构架属于好听类的。
以下是我用软件翻译的版本，方便大家阅读参考：


JLH Class-A更新

我原本打算将这个页面作为一个步骤来记录过去一年中由一位建造者--Tim Andrew所进行的改装。然而，最近的健康状况不佳意味着我无法花很多时间坐在我的电脑前，所以，与其在发布结果时产生更多的延迟，我决定写一个简短的总结来代替。我很高兴蒂姆抽出时间来补充他自己的评论。在页面的最后，是关于更高功率的 "JLH for ESL "电路的简短更新。
蒂姆是一位专业的音乐家（古典音乐会钢琴家），因此我相信他在评估声音再现的准确性和真实性方面的主观判断。在蒂姆第一次与我联系之前，他已经建立了一个1996年设计的套件版本，随后他用更高质量的元件进行了升级。虽然蒂姆对结果很满意，但他很想知道是否可以进一步改善音质，我很高兴能够提出各种电路的修改建议，其中大部分后来被证明是非常值得的。每项修改都是单独进行的，这样就可以对结果进行单独评估。
我没有展示每个阶段的原理图，而是从倒数第二个电路开始，并包括一些适当的评论。

筑明

晶体管的替换
最初的修改之一是尝试替代输出晶体管。MJL3281A给出了一个可以听到的自激振荡信号，并很快被否绝。MJ21194听起来比2N3055要好得多，但在蒂姆的布局中，引入了低电平的嗡嗡交流声。MJ15003有类似于MJ21194的改进，但没有嗡嗡声，因此被保留下来供将来使用。在后来的阶段，BC212和2N1711（Q4和Q3）被替换成2SA970和2SC3421。
输出直流偏移控制
标准的直流偏移控制电路（7815和相关元件）被一个双晶体管恒流源（Q5/Q6）所取代。 我有各种理由建议作出这一改变。首先，三端稳压器并不以其安静性著称，因此将一个稳压器的噪声输出直接注入反馈回路似乎不是一个好主意。此外，我还收到报告说，某些7815由于在低电流条件下工作而出现振荡。
然而，CCS的主要好处之一是，随着放大器的升温，输出直流偏移的变化会大大减少。这是因为CCS的温度系数与输入晶体管（Q4）的温度系数的作用方向相反，并抵消了Q4温度变化的影响（假设Q5的温度与Q4的温度相同）。这种对温度系数影响的抵消可以进一步得到很好的利用，后面会看到。
静态电流控制
我首先建议蒂姆尝试1969年的引导式Iq控制电路，部分原因是模拟的失真数据是1996年版本的一半，但主要是因为我想知道这两种Iq控制方法在同一个放大器中的比较。我曾收到报告说，1969年的电路（修改为双电源轨）听起来比1996年的版本要好，但我不能肯定是否有其他的变量参与。事实证明，自举电路是一种倒退，蒂姆立即恢复到1996年的原始安排。
我对1996年的Iq控制电路仍有一些疑虑，所以我建议引入另一个恒定电流源（Q7/Q8）。与引导电路一样，模拟的失真数字仍然是1996年版本的一半，但有一个额外的好处，即失真在低频时不会因为电容器的有效性降低而增加。另一个优点是提高了放大器的效率（或最大输出）。使用CCS的最大输出电压摆幅大于1996年标准电路，最大输出电流从静态电流的1.35倍左右增加到1.5倍左右。
在进行这一修改时，蒂姆重新使用了现有的MJE371的Q8。 R10被保留下来，以提供一种测量静态电流的简便方法。令我欣慰的是，蒂姆发现第二个CCS的改进是值得的。

筑明

移除反馈电容
我收到了一些建造者的电子邮件，他们报告了移除反馈电容（C4）的有益效果。我把这些意见转达给了蒂姆，他决定自己尝试这一修改。
这个修改应该被谨慎对待。我不建议尝试，除非先做了直流偏移CCS（Q5/Q6）的修改，因为否则在预热期间，输出直流偏移的变化可能会达到几百毫伏。在蒂姆的案例中，在安装了直流偏移CCS后，在去掉反馈电容后，输出直流偏移变化只比他以前使用标准1996年电路时略高。
我相信，通过利用Q5/Q6电容的温度系数，可以进一步减少偏移变化。 因此，我建议将R11做成可调节的，这样Q5的温升就可以改变。 这样，由于放大器所有阶段的温度变化而引起的输出直流偏移变化可以得到补偿，尽管这需要一个漫长的、反复的过程。在放大器处于正常工作温度时，使用VR1将偏移调整到接近零。然后测量放大器在冷状态下的偏移。稍微调整VR3，让放大器升温，用VR1将偏移量重新归零。然后重新检查放大器冷态时的偏移量，重复这一过程，直到获得最小的偏移变化。蒂姆已经能够在开机和正常工作温度之间实现小于50mV的输出直流偏移变化。
2003年3月15日增编
有人提请我注意（感谢Mietek和Rudy），去掉反馈电容会增加放大器输出端的嗡嗡声水平，这在高灵敏度的扬声器和使用简单的整流器/电容电源时尤其明显。 我没有预料到这一点，但一些快速的模拟很快就表明，去除反馈电容会使放大器的PSRR降低约3倍，导致任何电源轨的纹波变得更加可闻。
幸运的是，解决这个问题的方法相对简单。输入级CCS的PSRR可以通过在VR3/R11（图2）的结点和+V电源轨之间增加一个电容来改善。Doug Self的《音频功率放大器设计手册》指出，这一修改将使CCS的PSRR提高约10dB。一个47uF的电容值就足够了，但可以使用更高的值（在合理范围内）。
高功率（'JLH for ESL'）电路也可以进行类似的修改，将R11（图3）分成两个串联的4k7电阻，并将电容从这些电阻的中点连接到+ve电源轨上。
即使反馈电容不是R11，也可以进行这种修改。

筑明

17/08/2003 补遗
一些构建者发现，在去除反馈网络中的直流阻断电容后，在输入级CCS中加入47uF电容，导致CCS变得不稳定。这表现为：当在输入电路周围读取电压时，或当手在CCS元件附近移动时，输出直流偏移变化比较大。
在蒂姆的案例中，解决这个问题的一个成功方法是用 "慢速 "晶体管替换Q5和Q6。MPSA56似乎在CCS中运行良好。另外，可以去掉47uF电容，并通过省略VR3和用1mA的恒流二极管（或一个FET作为CCS接线以提供类似的电流）取代R11来改善CCS的PSRR。
在Q5和Q6上增加基极电阻（100R至1k）和/或在Q6c和Q4e之间增加一个1k电阻，也应该有助于提高稳定性。
蒂姆对修改的意见（2003年8月17日更新）
几年前，我建造了1996年版的JLH A类放大器。该放大器的建造者对其流畅的声音进行了评论，有许多有利的评论和与线路设计的比较，也有一些关于其有限的功率输出的不那么有利的评论。 在1996年的标准形式下，我使用廉价的组件从一个套件中构建，我对它的声音的第一印象是平滑，加上轻松的液体音乐流，我发现比我以前听到的任何其他东西都要好。在我的系统中，扬声器的效率大约在87dB/W左右，而且音量设置正确，适合录音的角度，或者换句话说，"在一个现实的水平"，其有限的功率输出从来没有成为一个问题。放大器和它的电源后来被广泛地替换了元件，并进行了大量的电路修改。
由于本节是关于我对电路所做的修改的印象，所以简单说一下我认为的 "改进 "可能是有必要的。我想轻松地听到录音场所的环境特征，对其墙壁之间的空间有一个明显的印象。此外，我还想注意到，例如，钢琴的毡锤敲击琴弦的声音，随后不仅是琴弦的振动声，还有更微妙的锤子及其装置的反射和衰减的声音，因为这些声音在录音场所的墙壁之间回荡。这在较大的场地中有时会更明显，因为反射的声音到达的时间较晚，尽管较弱。那些微妙的钢琴谐波必须以最准确的方式重现，使细微的音色阴影能够被注意到，而且是轻松地注意到。作为一个钢琴家，我想尽可能敏锐地听到音符的 "音高"，当它衰减到最安静的时刻，但我不希望有丝毫的硬度或粗糙感。以管弦乐的弦乐为例，有许多乐器在演奏，而这些乐器在演奏的过程中都会有一些问题。

筑明

更高功率的电路
JLH for ESL "电路可以用于传统的扬声器和静电，已经有一个用于直流偏移调整的CCS，但它将受益于上述的其他修改。 特别是，使用一个用于静态电流调整的CCS，就不需要一个高功率的预设，而这个预设有时是很难找到的。

图3 - 高功率电路

当与传统的扬声器一起使用时，这个电路可以提供超过40W的功率，只要选择直流电源电压和静态电流以适应特定的负载阻抗。电源电压需要比峰值输出电压波动高几伏，总静态电流应该是最大输出电流的0.7倍。每个输出晶体管的耗散功率（电源电压乘以静态电流的一半）应限制在40至45W左右，假设使用适当大小的散热器（每个晶体管0.6至0.8degC/W）。
峰值负载电压和电流可以根据所需的功率和扬声器的阻抗以正常的方式计算出来，使用：
Vpk = sqrt(2*Pwr*Rload) and Ipk = sqrt(2*Pwr/Rload)
为了考虑到扬声器的阻抗变化，我建议用扬声器标称阻抗的3/4来计算电流，用标称值的1½来计算电压。当然，你可以自由地对扬声器的阻抗变化做出自己的假设，并相应地计算所需的电源轨电压和静态电流。 从我收到的反馈来看，较高的静态电流往往听起来更好，所以你可能希望在电压和电流之间进行相应的折衷（同时将输出晶体管的功率耗散保持在一个安全水平）。
下表显示了一些标准的变压器次级电压对8、6和4欧姆负载的最大功率输出，假设是一个电阻性的负载，没有考虑到上述的阻抗变化。电源轨电压假定为稳压电源，并有相应的压降，静态电流是根据输入4欧姆的最大电流计算的，或者在25和30Vrms次级电压的情况下，根据晶体管功率耗散极限计算的。

juanlin

收藏学习，谢谢！

fenge210

收藏学习，谢谢！



http://www.yunangs.cn/

gxvhxv

不知道是不是仿真的问题，2对管失真比一对管大0.1，仿真来看，这功放肯定烧，比较适合入冬后制作，仿真带载8欧正负24供电 1.7a失真最小。很烧

swsw4321

筑明

gxvhxv 发表于 2023-6-16 15:56
不知道是不是仿真的问题，2对管失真比一对管大0.1，仿真来看，这功放肯定烧，比较适合入冬后制作，仿真带载 ...

我还没有仿真，先作计划，慢慢实施。

筑明

开始仿真测试：

1W@20K


10W@20K


20W@20K


40W@40W

gxvhxv

筑明 发表于 2023-6-16 16:30
我还没有仿真，先作计划，慢慢实施。

末级管子不一样，电压低一点，你试一下一对管 跟两对管仿真试试，我仿真出来失真不一样

筑明

因为大管的结电容影响失真，所以在20W以下用一对管是恰当的选择。

筑明

换了末级的管子再仿真，这次换了结电容小一点的大管，失真小了很多。
1W两对管


10W两对管


10W一对管


20W两对管


40W两对管

筑明

再测试了22V电压下的一对管的失真，和32V的一样没有多大区别。

docmd

有参考价值，收藏了

eda104w

这2003版，网上有提供Pcb下载的

HIFI5200

把5#修改一下，比较喜欢输出用对管

筑明

花了半天时间画的pcb，还在考虑要不要打板，手头的事情有点多：

HIFI5200

筑明 发表于 2023-6-17 15:26
花了半天时间画的pcb，还在考虑要不要打板，手头的事情有点多：

可以画成互补和准互补的板子。