NAD柔性剪峰工作原理详解（含原理图、测试波形图）

海湾大桥

先分析一下后级线路的输出功率与增益、工作电压、输入信号幅度的关系，这个与柔性剪峰起控点密切相关，下图是NAD3020后级线路、柔性剪峰线路的一个声道。

输出级工作电压是+-28V，这个范围允许输出正弦波信号的峰峰值是56Vp-p（忽略功率管的压降），对应的有效值是56*0.707/2约等于19.8Vrms，此时8欧负载下可以得到19.8/8*19.8约等于50W，也就是说这台功放设计最大输出功率（有效值）是50W，前面输入的信号大于50W所需时，会引起削波失真，信号越强失真越严重。再来看这个功放后级的增益设置，470与2.2K并联阻值除以27再加1约等于15倍（不考虑R617、R619对信号的衰减），允许输送到输入级Q601基极的信号有效值就是1.3Vrms，峰峰值是3.7Vp-p，最大值是+1.85、-1.85Vmax，这个最大值和柔性剪峰的起控点密切相关。



我们再看由C701、D701、D703、R701、R703、R705、R707、R709、R711、C703、C705组成的柔性剪峰线路，SW7是开关。D701和D703在线实测压降约0.65V表明它们是硅二极管，这儿偷懒了一下 ，找了一个同样是硅管的1N4148实测曲线如下图，4148和D701、D703实际用管的曲线差异不会太大，不影响我们的分析判断。从曲线图可以看出0.5-0.8V是一个成指数变化的非线性范围。由于电阻的分压作用，470和2.2K电阻相连点从+25V、-25V那儿分到的电压是约+0.95V、-0.95V，这个电压和二极管的非线性压降部分0.5-0.8V相加就是柔性剪峰的控制范围，也就是说输入管Q601基极的信号大于0.95+0.8=1.75V，这个数值是信号允许最大值也就是+1.75、-1.75Vmax，大于这个数值后会被C703和C705交流对地短路。这个+1.75V、-1.75V是稍小于我们一开始计算的不引起输出级削波失真的Q601基极输入信号允许最大值+1.85Vmax、-1.85Vmax的，也就是说在输入信号过强引起输出级削波失真以前就被柔性剪峰线路限幅了。

如果说柔性剪峰的作用仅限于此的话，它也会因为自身的限幅作用引起削波失真，把正弦波的顶部变成方波那样的波形，让听者烦躁。我认为NAD成功运用了剪峰线路的关键就是那两个二极管在0.5-0.8V范围内是比较缓慢的、倒抛物线那样的变化，也就是一个“柔”字，要是从0.5V开始变成固定压降、或者说压降和电流成正比的斜直线，那就仅仅只有限幅作用了。那几个电阻通过对+-25V分压来控制剪峰线路起控点的高低也很重要，0.95+0.5=1.45V，+1.45V、-1.45V就是起控点。通过这个数值可以算出当输出级输出功率达到28W左右，也就是8欧负载上的电压有效值达到15Vrms，峰峰值约42Vp-p时，剪峰线路就开始起作用了，小于这个值时几乎没有动作。

我后来用音频信号源和示波器做的一些关于起控点和关掉剪峰线路后何时削波失真出现的实验，上面的分析数据和实验情形是基本吻合的。




下面开始上实验波形，输入信号是1K正弦波，输出级接7欧假负载，示波器显示的是假负载两端的波形，Y轴调到10V每格。先来输入信号较小时的波形，从示波器上可以读出这时的峰峰值约37Vp-p，小于起控点。上面一张是关掉柔性剪峰的，下面是开了剪峰线路的，可以看出没有什么变化，剪峰线路没有动作






调大输入线号，可以看到下面那张图剪峰线路开始起作用了。这时的峰峰值约45Vp-p，已大于上面说的42Vp-p





继续调大信号，不开剪峰线路已经出现削波失真，下图柔性剪峰后波形明显变圆滑





削波更严重时，剪峰后依然比较圆滑。





再上一组方波信号的，因为波形上下部分没有触发剪峰线路，所以方波的波形变化很小

szxhbo

坐沙发，学习！

电动螺丝刀

有理论有实际，学习了

飞龙HIFI

不错分析的很好 支持了

sir

NAD3020我很喜欢一直想复刻一款，有大侠复刻PCB提供最好了

海湾大桥

NAD3020我很喜欢一直想复刻一款，有大侠复刻PCB提供最好了
sir 发表于 2010-4-23 23:32

关键是这个功放前后面板上的控制按钮、旋钮太多，要是复刻PCB的话对机箱要求太高，所以还是要变一下才好。这个型号市面上还能买到二手，价钱也不算太贵，我就是刚买了一台二手机回来研究一下，音质真的很不错，呵呵

tans

1楼的功率计算有误，这种单边28V的电路怎么可能在8欧负载输出50W？公式是电压的平方除以2倍负载阻抗，不要在这误导别人

liyandan

输出级工作电压是+-28V  8欧姆负载 输出功率能有50W .........太强大了

筑明

楼主分析下气囊线路看看。

大.非

此电路可嫁接到其他形式的放大电路上，活学活用！

海象

分析的不错，可是这个电路没有什么实用性，应属于画蛇添足一类的..............

海湾大桥

1楼的功率计算有误，这种单边28V的电路怎么可能在8欧负载输出50W？公式是电压的平方除以2倍负载阻抗，不要在这误导别人
tans 发表于 2010-4-24 02:47

1、请这位朋友计算一下+-28V（也就是这位朋友说的单边28V，双边也就是56V），在8欧负载下能够输出的最大功率（有效值），并且列出计算公式。或者按照你的简易算法“电压的平方除以2倍负载阻抗”----28*28/2/8等于几？不知你在判断我的算法有误前，是不是做过这个简单算式？
2、我说的50W是能够输出的极限值，也就是超出后就要削波失真的情况，并且不考虑管子导通压降和余量。本人没有冲动到装一台50W的功放，选用+-28V的工作电压。NAD对3020的标称功率是28W，这个我知道。记得LM3886是有一组参数，+-28V下4欧负载输出功率50W，这个情况好像和我所说的情况不太一样吧？
3、在市电不稳的情况下，+-28V一组只有+-25V，这时我在NAD3020的输出端测到了50Vp-p不到的峰峰值波形（削波失真前临界值），并且也用音频毫伏表测过有效值是17V左右，请问这个幅度的正弦波信号加到8欧负载上是多少W，如果这个数值提高到峰峰值56Vp-p时是多少W？
烦请这位朋友帮助指点以上几个问题，以免在下一误再误，误人误己。谢谢！

tans

即便不考虑管压降，28V计算的数值也只有49W。所谓PP值功率，在10年以前的日产商品放大器广告标示时比较多，号称什么“音乐功率”。国内也讨论过，称这种标法是虚假、浮夸的，属于商业炒作，早有定义，这里不需要讨论。

这里既然是技术帖，要说就说有效功率，所谓的极限值是没有意义。而只要功耗许可，双28V下4欧输出50W是可以实现的。而且是额定输出，和你说的根本是两回事。

你既然有表有示波器测量，证明学习研究还是严谨的，那么发帖时也该严谨一点，测量的峰峰值不是用来输出计算功率的。因为你的电路就是单边推挽，而不是BTL。

海湾大桥

即便不考虑管压降，28V计算的数值也只有49W。所谓PP值功率，在10年以前的日产商品放大器广告标示时比较多，号称什么“音乐功率”。国内也讨论过，称这种标法是虚假、浮夸的，属于商业炒作，早有定义，这里不需要讨论 ...
tans 发表于 2010-4-25 11:18

看来这位朋友很严谨哦，不知你批评我不严谨以前是不是仔细看了我的帖子？其中有几个字眼如图“约等于50W”， 对于我在这里的计算而言，49W四舍五入到50W对结果的判断几乎没有影响，并且一楼帖子里的数据多数都是经过四舍五入的，这位朋友没有看到？为什么不“严谨”的一并指出来？不知道这位“严谨”的朋友“严谨”得考虑过没有，这里计算柔性剪峰的起控点，就是要考虑输出级的峰峰值也就是最大输出才有意义？我这个帖子不是在讨论3020的有效功率！输入级到电压放大级是单边不假，你没有看到那个自举电容吗？
不知道这位“严谨”的朋友在做一些精度要求不是太高的计算时，会把数据精确到小数点以后几位？所有功放厂家对自家功放的功率标示都是整数、没有写上应该有的小数点以后几位，不知这位“严谨”的朋友对此作何感想？我1楼帖子里考虑的二极管曲线范围是0.5-0.8V这一段，这个就不够“严谨”，并且这个范围和我要说的起控点高低是密切相关的，要是这位“严谨”的朋友来做起控点的计算并给出数据的话，不知道会“严谨”到什么程度？一年时间够吗?论坛的空间够吗？这么“严谨”有意义吗？
喜欢和朋友进行一些有益的争论，被批也是好事情，本人也不至于太小气。因为本人把49W四舍五入到50W，就被这位“严谨”朋友批为“误导别人”很是不解，一头雾水，并且本人是说明了“约等于50W”的，不知道这位“严谨”朋友打出那行字时是怎么想的？下意识的就批上了？我倒是认为你那时还没有“严谨”的算一下得出49W的数据就来上了，这位“严谨”的朋友做事我看有欠“严谨”！

binxue

为啥子要围绕功率讨论呢？  楼主这个帖子主题是柔性剪峰工作原理详解。 不是得功率那些。

jvc枪手

学习 学习

海湾大桥

楼主分析下气囊线路看看。
筑明 发表于 2010-4-24 12:09

气囊那个我也在找啊，没有原理图

骚鸡

太爽了,我也刚进一台NAD3020I

海湾大桥

太爽了,我也刚进一台NAD3020I
骚鸡 发表于 2010-4-25 18:03

我定下买3020前也关注过3020I，最终要了没有I后缀的。到手后打开看过吗？下图是我的3020内部图片

德国之声

技术是关键啊。。。。。。。。。。。。