小型台式全分立甲类耳放的制作（2013参赛）

梼昧狂客 · 发表于 2013-6-27 13:40

本帖最后由梼昧狂客于 2013-6-26 19:19 编辑

本耳放是在我去年的耳放基础上进一步优化整合之后的作品，本设计欢迎大家制作，提供PCBDOC格式的PCB文件，可以直接开板制作，同时提供我们LHU GROUP优化的器件清单。原理图如下。

本机采用传统线路优化而成，采用三级放大电路，输入级使用JFET差分输入，源极带恒流源以保证工作稳定性，同时提供共模抑制比。本级电流设定为2.25ma。这个电流比一般的设计要大一些，某些老机器为了降低噪音甚至采用不到1ma的设计，但是由于JFET是电压控性元件，且输入阻抗很高，因此提高电流对噪音的影响不是很明显，如果使用BJT替换JFET就需要考虑这个问题，应当将电流调节至2ma以内。推动级采用BJT共发射极放大，带恒流源负载，三极管可调偏压。输出级则为常用的互补管射极输出。本耳放电流可从60ma调节到110ma左右，但是过高的静态电流对于提升音质的影响并不是很大，应当考虑整机性能进行选择。

本机第一二级采用稳压供电，输出级不做稳压，这样既保证了动态效果，同时也提高了整机稳定性。根据理论设计，Po=（ηV）2/2RL，η为功率因数，假定采用±15V供电，此时在32Ω负载上最大输出功率为3.515W，当然如果真的输出这么高的功率那么失真已经很大了，而且由于晶体管本身的损耗也达不到这么大的功率。那么到底在多大的输出功率的时候是甲类输出呢？参考资料我们能够查到甲类状态下最高输出电流是两倍的末级管静态电流，即2I，采用100ma的末级电流，此时输出甲类功率为0.64W（根据公式Po=2*I*I*R）以此计算需要工作电压为12.8V（根据公式Po=V*V/8R），此时机器功耗为1.28W，符合甲类放大器50%的理论效率。这些计算说明了一个问题，甲类放大器在末级管工作电流不变的情况下，低电压效率更高，当然，为了提高输出电压摆幅，通常采用高一些的工作电压，若采用±15V供电，那么静态功耗约为3W，此时效率仅为21.3%而且实际运用中效率还要更低。目前市面上常见的耳放末级管电流大多在100ma以内，那么无论它采用多高的工作电压，甲类输出功率也不会超过0.64W（32Ω）。

如果是高阻耳机就是另外一种情况了，我们以300Ω的耳机为例，I=100ma，甲类输出功率为6W，此时需要±60V的工作电压才够。实际上考虑到小功率管的功耗问题，很少有采用这么高电压的耳放。如果采用±15V的工作电压，那么最大输出功率为0.375W，此时只需25ma静态电流即可保证为甲类输出。

通过这些计算我们知道，如果推高阻耳机那么静态电流并不需要太大，相反低阻的则应该调大静态电流。但是对于TIP41/42这种40W的管子来说，小电流情况下并未进入最佳线性区。这也是为什么诸如莱曼 A1之类耳放，输出管采用BD139/140之类功率比较小的中功率管，也没有采用很大的静态电流，但是能够良好驱动DT880 HD600这类高阻耳机。
本耳放设计的时候主要以300Ω以下的耳机作为标准，计算是以32Ω负载作为标准，在采用±15V供电的情况下，如果忽略一切损耗，可以输出3.515W，此时需要输出管能够持续输出0.177A的电流，假设末级管的β值为60（根据不同的管子有不同的β值，可根据个人需要调整）则电压放大级晶体管需要输出2.95ma以上才足以驱动输出管，这里工作电流取4.5ma。电压放大级的晶体管β值都比较高，我采用β值为200的MPSA92，那么输入级只需要提供0.0148ma的输出电流即可。当然这些都是理论设计，实际取值可以稍微大一些，这里采用第一级2.25ma ，第二级4.5ma，第三级75ma。

以上均为理论设计，实际制作中应略加调整。为了追求较好的效果和较高的稳定性，本机使用了一些优良的元器件，尤其是PCB板要求较高，使用2mm厚FR4环氧玻纤布基板，2oz（70μm）加厚铜箔，全板沉金，虽然成本略高，但是可以保证在调试过程中反复拆卸不至于引起焊盘脱落。

器件虽然说不上多好，但也均为较为优秀的产品，具体如下

由于线路比较简洁，因此本机所用器件不多十分利于DIY制作

PCB版图及器件清单可到百度网盘下载，分享链接如下http://pan.baidu.com/share/link? ... 5&uk=3959433992

制作过程如下，PCB上均已表明型号参数，安装上即可，五个没有标注的器件是补偿器件，需要调试的时候根据需要安装

使用TALEMA RS0050P1-2-018K双18V密封变压器

整机组装图片如下

使用HIFIDIY制造的小型耳放机箱

参考调音耳机为拜亚动力T1，辅助参考DT880PRO HD600

经过一段时间的使用，本机工作稳定，音质达到设计要求，自认为是一款比较不错的设计，欢迎大家DIY并提出宝贵意见。

thhtz · 发表于 2013-6-27 13:54

耳放呀...

linshui2010 · 发表于 2013-6-27 13:58

我要一个QQ：971333263@QQ.COM

梼昧狂客 · 发表于 2013-6-27 14:11

linshui2010 发表于 2013-6-26 18:58
我要一个QQ：

已上传下载链接

梼昧狂客 · 发表于 2013-6-27 14:25

关于本机的几点改进意见
1.虽然本机带有稳压线路，但是由于没有使用保护线路，还是存在着一定的风险，虽然以前试制的几台机器经过一年多的使用没有出现问题但如果耳机比较昂贵脆弱，建议增加一个论坛提供的保护套件。
2.输入管暂时使用东芝出品的2SK30A，如果条件建议替换为2SK170
3.变压器及输入输出连接线可使用插座或者焊接两种方式连接，为了保证稳定性，建议直接焊接。
4.本板为了制作方便因此器件分布比较离散，可以进一步缩小体积
5.输出管电流不建议超过80ma，目前75ma的电流可以保证夏天使用正常（连续开机不关机）
6.本机线路也可作前级使用，但需要调整工作电流

wen6112 · 发表于 2013-6-27 14:53

整流滤波还是共用的，如果设计成完全独立的两块板，再把耳机线也改成两根独立的，就完美了。

梼昧狂客 · 发表于 2013-6-27 14:58

wen6112 发表于 2013-6-26 19:53
整流滤波还是共用的，如果设计成完全独立的两块板，再把耳机线也改成两根独立的，就完美了。

以前做的是独立的电源板，但是不如这个紧凑，而且这个稳压是分开做的，实际上除了整流滤波之外其他都是分开的

wen6112 · 发表于 2013-6-27 15:13

梼昧狂客发表于 2013-6-27 14:58
以前做的是独立的电源板，但是不如这个紧凑，而且这个稳压是分开做的，实际上除了整流滤波之外其他都是分 ...

这是我在论坛收的板子，电路是高文前级，还没做好。

swsw4321 · 发表于 2013-6-27 16:46

整流二极管最好并电容，R14 R15 取值过大

耳朵有毒 · 发表于 2013-6-27 17:01

4只稳压IC散热有点儿够呛。

hongzhang · 发表于 2013-6-27 17:16

做的非常好！学习~~

聿化 · 发表于 2013-6-27 17:46

记号

梼昧狂客 · 发表于 2013-6-27 22:25

swsw4321 发表于 2013-6-26 21:46
整流二极管最好并电容，R14 R15 取值过大

电路图实际上是老版本的电路图，新版本电路图没画，二极管并联电容了在背面

梼昧狂客 · 发表于 2013-6-27 22:26

耳朵有毒发表于 2013-6-26 22:01
4只稳压IC散热有点儿够呛。

由于只给前两级提供稳压，因此输出电流还不到10ma，实际使用中没有出现问题

HuLidiy · 发表于 2013-6-27 22:55

您那安装变压器的螺杆用一条线与电路连接，这是几个意思啊？请赐教。

老牛288043 · 发表于 2013-6-27 23:04

HuLidiy 发表于 2013-6-27 22:55
您那安装变压器的螺杆用一条线与电路连接，这是几个意思啊？请赐教。

匝间短接呗，这你就不懂了

HuLidiy · 发表于 2013-6-27 23:13

老牛288043 发表于 2013-6-27 23:04
匝间短接呗，这你就不懂了

嘿嘿，想想那些大功率的电焊机也就是这个原理吧。
呃。。。。邪恶了

wangxi · 发表于 2013-7-2 07:07

图片挂了:-)

kiven_chen · 发表于 2013-7-2 12:37

又是蓝色，看烦了。

dashan56888 · 发表于 2013-7-6 21:22

只是相互学习，我支持你。

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