伺服前级和输出保护电路详解

zds4468

前言：这篇文章是本人怀着谦谨的心情写来回忆当年走过的征程，其中观点仅代表个人浅显看法，希望能够对初学者有点帮助，老鸟、大虾请无视，同时欢迎爱好者拍砖，大家讨论进步。  


我想每个真正喜欢音乐的人或多或少的对放音的器材都有那么一点高追求，原因是一套好的音乐器材是保证听音效果的至关重要的一环。


这次暑假有幸进了一家做音响的公司，让我领略了分立原件功放的独特魅力。回到学校后励志要做一套分立原件的功放，功放板是向厂里领导索要的，据说是一家国外的工程师布的线。不知道是心理作用还是怎么回事越看这板子越觉得板子布的实在是太好了，尤其是对地线的处理上，一点接地、前后级地线分开走、屏蔽地线、合理布局、、、等等很多优秀的布线规则都在里面。
        拿回来后我有稍稍打磨了一下，整流部分把原来的1N5408二极管换成快速整流二极管，并且在每个管上并联一个103耐压1000V的陶瓷电容，据说打磨整流管可以让功放获得立竿见影的效果。实际中确实也是这样，听很多大师说对音质的提升有着很大的帮助。大水塘使用了两颗4700μF/50V的电容但不是什么牌子货。手头上有更大的容量更高耐压的电容，但是板子面积不是很富裕所以就没上。在大水塘后用了两颗104耐压100V的CBB电容，大师又说这样可以使高音更加的通透、更加的清脆。

         管子使用的东芝的对管（管子是早弄好了的，那时候还没有钓鱼岛事件，也没有抵制日货这一说，所以大家勿怪。 ）所有的件已经焊接好在板子上了。在X宝订制了一个环牛还没有到货。刚好在上实验课时把板子拿进实验室去调试，直流电源、数字示波器、晶体毫伏表、信号发生器、、、这些武器实验室都有。调试时看到波形很是干净标准。就连5Hz的正玄波都不失真，不过上限频率好像20几KHz时就有点失真了，人耳听到的频率是20Hz-20KHz，不是已经超过人耳听觉范围了吗？话虽如此可是大师还说了听钢琴曲和交响曲时频带宽了可以听到泛音，到现在泛音是什么我还是不甚了解，大概是余音袅袅之类的。

         还有人说了朋友家买了一台很贵的音响听上去也不怎么滴啊，后来一看原来音源是手机、DVD之类的，而且碟子还是盗版的，我类个去、、、这样的音源能有好声就奇怪了。更甚至有人拿着32kbps码率的MP3文件大谈音质一说，我放了一首码率为1411kbps的无损歌曲他却说还没他128kbps的好！！！我想问的是他到底懂不懂什么是音质啊？   

       还有的人认为只要声音大就是好的，什么频带均衡、低频延展、高频通透全不看这些。

        至于好的音源，由于本人穷人一个烧不起 就没资格跟大家聊了。什么动则上万的CD机、十几万的前置，咱只有看着眼馋的份了。
        有没有低廉的、能出好声的前置啊？答案是肯定滴，不要着急听我慢慢道来。

       之前焊好了的板子只不过是后级，也能发声就是不能发挥这块板子的优点。为什么呢？因为板子是后级的需要有较高电压的激励源才能发挥它的作用。如果直接接电脑用的话有点像用小马拉大车的意思，就是用起来有点勉强，声音比较小。所以我们得有一个前级。各位看官低廉好声的前级来了！！！

   按惯例先上原理图：







原理图上运放芯片标的是lm358实际用的时候你可以用其他的运放代替，可以NE5532、AD712、AD827、JRC4558、OPA2604、、、（可以百度上搜一下），听说一颗好的前级运放就是好几百大洋呢，稍上点档次的就一两百。不过好的运放能出好声这也毋庸置疑的事实了，既然说了廉价的前级那就不得不提NE5532这颗“运放之皇”了 ，NE5532是一颗高性能低噪声运放，各方面表现皆不俗，在没米大烧时NE5532自然成为首选了，虽然这样买的时候还是买到正品才的保证电路有好的表现。

  电路是由7812和7912构成的稳压电路，7812 7912的控制脚接是NE5532的两个输出，5532构成的运算电路实时把电路上电压变化的小信号经过放大把这一信号表现在7812 7912控制脚的电压变化从而稳定稳压芯片的输出电压，如此一来给后面前级提供了一个极好的电压环境，才会有后面的好声哦。（图里所用的电路都是运放的基本用法我就不班门弄斧了）

下面是两幅PCB图一个是45度角走线另一个则是圆角走线












值得一提的是采用圆角走线对信号的影响会更小， 有利于信号的通过。信号走路的方式和水槽里的流水差不多，因此得名曰：电流。呵呵、、、有急转弯就会有激流出现，平滑的走线使信号更加流畅的通过。尽管这种效果不是十分明显还是圆角好些。

可以看出这幅图地线走的很有特点，不错这是采用了一点接地的方法 。

每级的地线全部是由主滤波电容引出一点接地，而且输入地和输出地离的最远，大大提高了声道的分离度，要是能用两片NE5532分别负责一个声道那样分离度就会有更好的表现。一个重要的原则是地线不要有环路，有环路就有可能引进各种噪声和电流声。轻则音响嗡嗡有很大杂音，重则有烧管、电路不工作的可能哦，如果引起自激就相当于做出了一个振荡器，而且这个振荡器功率不小，如果也没有振幅限制的话很快功放就危险了。另外C13、C14对音质、音色影响较大，尽量选好点的电容.也可以换几种不同厂家的电容，找到自己喜欢的风格。都说输入耦合还是用薄膜电容最好，像涤纶、cbb、mkt、、、等电容好些。

另外比例电阻如果不自激的前提下尽量选小点的如2.2K/570   放大四倍多点，比例电阻选小点的可以使噪声更小，一般高精度运放的反馈电阻在10K以下。

   前级有了，后级也有了自然少不了保护电路了，废话少说上图：






电路是自己设计的，用洞洞板搭了一个试了试没什么问题，不知道还有什么不足没，望大家指正，新手上道多多包涵。

这个电路的功能有：1.防止开机电流冲击。2.工作中中点电压偏移不论是正电压还是负电压一样可以检测到。3.温度监测一旦达到设定的温度及时使继电器动作断开输出，防止温度进一步上升烧毁末级推动管。4.在出现以上问题时报警指示电路闪烁报警，提醒使用者。

  工作原理：

       上电时由R3、C4构成的延时电路对继电器延时吸合，可以有效的避开开机瞬间的大电流冲击，从而保护喇叭单         元，在此同时继电器吸合前555多谐振荡电路工作震荡经358比较反向输出使指示灯处于闪烁的状态，提示继电器还未吸合，请稍等。延迟时间由R3、C4的乘积决定的，值越大延时时间越长等待时间也越长，太小就避不开开机冲击。当继电器吸合后555失去电源不工作3脚无输出，实测有一点电压，但不大于358正相端电压，故经358比较后输出高电平，LED指示灯常亮。当功放输出中点电压有异常时，由Q1负责负电压异常检测，由Q2负责正电压检测。

改变R1 ,R2、C1, C2值可以改变继电器动作的灵敏度，如何选值根据自己的需求合理选，值越大灵敏度越低，反之亦然。

     一旦输出电压出现异常后Q1、Q2导通将Q3基极拉低，Q3截至，继电器释放，断开喇叭输出。同时555工作，指示灯闪烁，提醒使用者。闪烁频率可以调整R6 C4的值找到合适的频率，也可以把R6换成可调电阻方便调节频率。Q3和Q4组成复合管提高电路的稳定性，也可以直接去掉Q4，但长时间工作Q3容易烧坏。



    用热敏电阻和358构成的比较电路来设定超温报警，安装时注意把热敏电阻安装在离推动管较近的散热片上，并涂上导热硅脂以得到更真实的温度。当达到设定的温度时358输出高电平 Q2导通继电器释放，切断输出。同时指示灯闪烁报警。当温度降下来后自动恢复输出。图中没给出358的输出限流电阻，制作时最好加上。调节RW1可以改变超温报警的阀值。

下面是PCB图：

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伺服电源原理图有误，导致PCB也跟着错误，不能误人子弟。7912的G极的放大器放反向了，就是正向输入端和反相输入端对调一下就行了，大意害死人啊

蓝瑟lemon

是的 接反了 发现了
不过支持你 做成成品了吗

zds4468

做成了，昨晚才调试好，的确很安静，我用耳机试的。现在在纠结输入端的电容到底用多大的才好，现在用的是CBB的0.47uF的，怕低频量会减少，慢慢试着来了只能。

zds4468

回复 3# 蓝瑟lemon


    做好了，图传在帖子后面了