最簡(jiǎn)單的單差分OCL功放電路圖

現(xiàn)代功放隨著性能的不斷提高，電路結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜，這是業(yè)余制作者尤其是初學(xué)者最感頭痛的問(wèn)題，這里向大家介紹一個(gè)最簡(jiǎn)功放電路，看一看能簡(jiǎn)化到什么程度，又能達(dá)到怎樣的性能，這也是一個(gè)令人感興趣的問(wèn)題。

1)電路原理和性能

(1)電路分析

圖1是本功放的申路圖，功放部分元器件連晶體管在內(nèi)僅20個(gè)左右，乍下看象一個(gè)原理簡(jiǎn)圖，但確確實(shí)實(shí)是一個(gè)可付諸實(shí)用的功放，而且它能以較低的諧波失真向8Ω(4Ω)負(fù)載提供≥50W(120W)的輸出功率。它采用典型的OCL電路，但制作時(shí)根據(jù)實(shí)踐情況對(duì)設(shè)計(jì)作了必要的改進(jìn)。

輸入級(jí)BG1—2按慣例采用差分放大級(jí)，但與一般常見(jiàn)電路稍不同的是采用PNP管，這與采用NPN管相比，兩管配對(duì)容易且一致性好，噪聲較低。對(duì)簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)，這是需要加以盡量考慮的。

第二級(jí)BG3為主電壓放大級(jí)，它提供大部分電壓增益，但未采用常見(jiàn)的“自舉”電路。大功率放大器采用“自舉”電路對(duì)增大輸出功率意義不大，且能省去一個(gè)對(duì)音質(zhì)有影響的電解電容，并有利減少元件簡(jiǎn)化電路。C2是相位補(bǔ)償電容。

末級(jí)由BG4—7以最簡(jiǎn)方式復(fù)合而成的互補(bǔ)輸出級(jí)，元件少無(wú)調(diào)整，使采用功率較小的推動(dòng)管BG4—5也足以滿足推動(dòng)末級(jí)輸出100W以上的要求。末級(jí)靜態(tài)電流的設(shè)定以減小低輸出功率時(shí)的交越失真為主，通常取40—50mA。至于大輸出功率時(shí)的交越失真因“掩蔽”效應(yīng)，影響不明顯。對(duì)靜態(tài)電流也未作熱補(bǔ)償，工作時(shí)隨著溫度上升靜態(tài)電流也相應(yīng)上升，但試用中并未出現(xiàn)失控。這樣做可簡(jiǎn)化安裝工藝、減少調(diào)試手續(xù)，此外，稍大的靜態(tài)電流多少也能降低一些大輸出時(shí)的交越失真。C3作電源高頻退耦。

本機(jī)加上總體負(fù)反饋后的增益約20倍(26dB)，但取消總體負(fù)反饋后也能很好工作雪滿功率輸出波形仍是對(duì)稱(chēng)的，用示波器觀察未見(jiàn)波形失真，用失真儀測(cè)試諧波失真，與加負(fù)反饋后相比升高并不大(僅0．2％左右)?？梢钥闯觯緳C(jī)的開(kāi)環(huán)性能不錯(cuò)。負(fù)反饋的目的主要用以補(bǔ)償BG3參數(shù)離散性，保證整機(jī)增益的穩(wěn)定，而不是主要用于降低失真。

由于絕大多數(shù)前級(jí)放大器輸出端均有隔直電容，所以本機(jī)輸入端隔直電容可以省去。當(dāng)前級(jí)(或CD唱機(jī))采用無(wú)輸出隔直電容的直流輸出設(shè)計(jì)時(shí)，也可與本功放直接耦合。只是要注意前后級(jí)連接后本機(jī)輸出中點(diǎn)電壓勿超出土300mV，對(duì)電路性能和工作可靠性并不會(huì)帶采什么影響?，F(xiàn)代CD已可錄制低達(dá)幾Hz．的超低頻信號(hào)，如果不想讓這些信號(hào)在重放中失落，有必要考慮采用直接耦合的問(wèn)題。

(2)性能指標(biāo)

圖1電路看起采很不起眼，但其性能卻令人刮目，樣機(jī)實(shí)測(cè)性能如下：

BG6、7選擇不同互補(bǔ)大功率管時(shí)，其額定輸出功率(RMS)：

2N3055／MJ2955(土35V，8Ω) 50W，

MJ802／MJ4502(土35V，4Ω)75W

MJ802／MJ4502(土37．5V，8Ω)62W

MJ802／MJ4502(土37．5V，4Ω)112W

MJ802／MJ4502(穩(wěn)壓土35V，4Ω)131W

總諧波失真：

額定輸出功率1kHz  0．35％

10W(RMS)lkHz  0．015％

信噪比 115dB

功率帶寬(一3dB)100kHz

頻率響應(yīng)(1W，土1dB)2Hz一110kHz

阻尼系數(shù)(8Ω)  90

不難看出本機(jī)電路具有很強(qiáng)的通用性，只要配用相應(yīng)的輸出管和電源容量，無(wú)需改變電路即能獲得50—100W的輸出功率。電路已簡(jiǎn)單到幾乎不能再減少一個(gè)元件的地步，而性能卻在一般之上。與一些市售高檔功放作聽(tīng)音對(duì)比，本功放的音質(zhì)是令人滿意的。

如此簡(jiǎn)單的電路何以有較低的失真和較好的音質(zhì)，筆者對(duì)此未及深究，初步推測(cè)是由于電路結(jié)構(gòu)上的安排特點(diǎn)，使得前后級(jí)失真相互補(bǔ)償?shù)窒木壒?，因此本機(jī)的開(kāi)環(huán)失真較低，

為獲得良好的音質(zhì)奠定了基礎(chǔ)。如果此論未錯(cuò)，那么在簡(jiǎn)單的功放電路中，對(duì)前后級(jí)器件的搭配上可作些嘗試，可能是降低開(kāi)環(huán)失真一條路子，有興趣的讀者不防進(jìn)一步試試。

2)主要器件選用

(1)電源

本機(jī)不同輸出功率時(shí)的電源部分采用相同的電路程式．(見(jiàn)圖1)，僅電源變壓器和濾波電容的容量有所不同，表1為推薦使用的電源容量和濾波電容大小。

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表中數(shù)值是指單路功放使用時(shí)應(yīng)有的電源條件，如供立體聲功放使用，電源變壓器次級(jí)電流容量和濾波電容值至少應(yīng)加倍。例如050WX 2電源變壓器次級(jí)容量應(yīng)為28VX 2／4．5—5A1100WX2，功放電源變壓器次級(jí)容量應(yīng)為28VX2／7—8A。如果不相應(yīng)加大電流容量，那么用一個(gè)電源變壓器供二路功放同時(shí)工作時(shí)，輸出功率就達(dá)不到原先的額定值，當(dāng)然，最好是每路功放獨(dú)用一個(gè)電源變壓器和相應(yīng)的整流濾波電路，這樣還有利于降低通道間串音。

(2)其它器件

兩種互補(bǔ)大功率管主要規(guī)格見(jiàn)表2。

這兩對(duì)大功率管fT約2．5MHz，但由于電流大且都是開(kāi)關(guān)功率管，因此作音頻功放使用具有良好的表現(xiàn)，尤其2N3055／MJ2955更是50W級(jí)以下高保真功放制作首選用管，是一對(duì)性?xún)r(jià)比十分高的“準(zhǔn)發(fā)燒管”。該管Vceo規(guī)格值較低，實(shí)際往往大于100V，在土40V電壓下使用應(yīng)無(wú)問(wèn)題。但經(jīng)銷(xiāo)商常常挑選后按Vceo為60V或100V分檔供應(yīng)，此時(shí)切勿選購(gòu)60V的使用。

BG1—5(BC557／546)的Pcm為0．5W，Icm為100mA，其中BG3要求Vceo≥50V，BG4—5要求Vceo≥100V。fT均≥100MHz，hFE為110～220。BC557、BC546較難購(gòu)到，可按上述要求選用相應(yīng)高頻小功率管。

為改善開(kāi)環(huán)線性，差分管及互補(bǔ)管應(yīng)配對(duì)使用，這也能減少調(diào)試麻煩并做到心中有數(shù)。配對(duì)要求大致如下： 差分管BGl—2要求0．5mA時(shí)hFE相差<5％，同時(shí)兩管VBE相差<20mA。hFE則高一些為好，盡量≥100。

互補(bǔ)推動(dòng)管BG4—5要求在1～80mA內(nèi)兩管hFE盡可能接近些。如若不能，也可在60mA時(shí)按hFE基本一致選配。

末級(jí)BG6—7要求在100mA～3A(對(duì)50W功放)及100mA～4A(對(duì)100W功放)內(nèi)兩管hFE盡量接近些。如若不能，也可分別按3A或4A時(shí)的hFE基本一致加以選配。

主電壓放大管BG3要求在10～15mA時(shí)hFE不低于60。當(dāng)然，兩個(gè)聲道功放的BG3如能hFE基本一致更好。

D1—2為開(kāi)關(guān)二極管1N914，最大正向電流為75mA，10mA時(shí)正向壓降約1V?？捎?N4148代換。

R7—8選用功放專(zhuān)用2～5W滲碳電阻，也可以用兩只0．68Ω(1～2W)的金屬膜電阻并聯(lián)代換。其余均選用0.5W金屬膜電阻。C1—3選用CBB滌綸無(wú)感電容，C1也可用一般電解電容，C2—3要求耐壓≥100V。

散熱器選用型材，其熱阻(對(duì)尸路功放)不劣于8～10~C／W。建議制作中盡量選用較大散熱器，因?yàn)楣Ψ殴軌勖涂煽啃耘c管予結(jié)溫有很大關(guān)系。

3)安裝與調(diào)試

(1)安裝工藝

功放部分的元器件均裝于圖2印板上。要注意圖2表示的是正面元件安裝面，自制印板時(shí)切勿忘記要顛倒過(guò)來(lái)復(fù)制。另外，由于各人選用元件大小未必一致，制作印板前務(wù)必把實(shí)物在圖上試排一下，并對(duì)布線間隔適當(dāng)調(diào)整以求元器件間布置均勻美觀。后文功放印板制作同此。

末級(jí)BG6-7通過(guò)一塊L形鋁質(zhì)支架(60×45×85mm)安裝到印板上。安裝要求見(jiàn)圖3a，應(yīng)注意的是管殼與L形支架間要墊以導(dǎo)熱絕緣片，管殼僅通過(guò)固定螺絲A與印板上的相應(yīng)銅箔相通(最好用焊接)，緊固螺絲B則不應(yīng)與印板銅箔有任何電接觸。散熱片則可直接緊固于L形支架上，導(dǎo)熱接觸面之處最好涂以硅油。

電源整流濾波部分的元件不多，可直接用支架安裝在底盤(pán)上，圖3b為一個(gè)聲道的布線示意圖，僅指出以下幾點(diǎn)：

①印板上的“地”線端應(yīng)直接接到電源變壓器次級(jí)中心抽頭和兩只濾波電解電容器的公共接點(diǎn)上，該點(diǎn)可直接就近與金屬底盤(pán)相焊接或另用一根粗導(dǎo)線引至其它適當(dāng)處與底盤(pán)相通，即實(shí)現(xiàn)“一點(diǎn)”接地。揚(yáng)聲器的接地端不經(jīng)印板上的“地”而直接接到上述公共接地點(diǎn)上。

②信號(hào)輸入接地端和功放輸出接地端應(yīng)與安裝處金屬底盤(pán)絕緣。

⑧電源部分的接線要短而粗，建議采用Φ0．2mm×32多股塑料線相連。揚(yáng)聲器接線端于到印板和公共撩地點(diǎn)之間采用聲箱專(zhuān)用饋線連接。

(2)調(diào)試

調(diào)試前照例要檢查一下元器件．安裝和焊接是否正確可靠。特別要注意二極管、三極管、電解電容極性有無(wú)裝反，大功率管與散熱支架間絕緣是否良好。熱后先單獨(dú)檢查電源部分，如無(wú)問(wèn)題再接入功放調(diào)試。按功放負(fù)載情況分下列三步進(jìn)行：

①空載調(diào)試 為了減少瞬間損壞功放的可能性，先不接負(fù)載．接通電源后，用手觸摸末級(jí)管走應(yīng)寬微溫，或一管熱些，另一管涼些只要不燙手并無(wú)其它異常即可放心測(cè)量各處電壓、調(diào)試點(diǎn)電壓和靜態(tài)電流。用數(shù)字萬(wàn)用表直流電壓(200mV)檔測(cè)量輸出中點(diǎn)電壓，

一般如在士50mV以下可認(rèn)為正常。如偏正過(guò)高，可加大R2，反之則減小R2，只要差分管經(jīng)過(guò)選配，通常容易控制在土50m以?xún)?nèi)。

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然后測(cè)試R7或R8上兩端電壓降，由于未接負(fù)載，此兩電阻上壓降是相同的。靜態(tài)電流為40～50mA，R7或R8上相應(yīng)壓降應(yīng)達(dá)到13～17mV，BG4—5基極間電壓約2V左右。如R7或R8上無(wú)壓降或小于13～17mV，可分別測(cè)試D1和D2壓降，試把其中壓降較小的二極管焊下(應(yīng)斷開(kāi)電源后進(jìn)行)換一壓降較大二極管后復(fù)測(cè)，如無(wú)相應(yīng)的二極管則可用220Ω微調(diào)電阻代之并微調(diào)到R7或R8上壓降達(dá)到13～17mV．反之，如果R7或R8上壓降過(guò)大，則可用220Ω微調(diào)電阻與D1或D2并聯(lián)且微調(diào)到R7或R8上壓降達(dá)到13～17mV，復(fù)測(cè)中點(diǎn)電壓并調(diào)整R2使中點(diǎn)電壓達(dá)到土50mV以?xún)?nèi)。

②純電阻負(fù)載調(diào)試 功放輸出接8～10Ω 1／4W電阻，再測(cè)R7和R8兩端壓降，此時(shí)由于BG6，7通過(guò)此電阻形成各自獨(dú)立的直流回路，R7、R8上壓降可能會(huì)不一致，此時(shí)可再調(diào)整R2使此兩電阻上壓降一致，中點(diǎn)電壓也就接近0V。如R7、R8上壓降相同但未達(dá)13～17mV，則可調(diào)換D1、D2或微調(diào)上述2200微調(diào)電阻，反復(fù)1～2次，總之要達(dá)到R7、R8上壓降相同并達(dá)到13～17mV，中點(diǎn)電壓一般也就調(diào)好。

⑧實(shí)際負(fù)載調(diào)試 經(jīng)以上調(diào)試后可接入聲箱調(diào)試。連接聲箱的饋線及其長(zhǎng)度盡量按日后實(shí)際使用情況配接。通電開(kāi)機(jī)后先不送入信號(hào)，聽(tīng)揚(yáng)聲器有無(wú)明顯異聲，同時(shí)用手觸摸末級(jí)管殼，如揚(yáng)聲器中有異聲并且管殼發(fā)燙，說(shuō)明由于接入實(shí)際負(fù)載后電路產(chǎn)生自激。此時(shí)可如圖4所示，在功放輸出端接入R1、C1串聯(lián)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和，L1、R2并聯(lián)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，另用支架盡量靠近印板安裝。一般先用R1、Cl，如未能徹底消除自激再加L1、R2。L1可用Φ1．0mm漆包線在田12mm骨架上繞10圈后脫胎而成。一般采用上述措施后均能消除自激。

最后加入信號(hào)在略高于正常聽(tīng)音電平下試聽(tīng)1小時(shí)左右(隨時(shí)注意末級(jí)管殼溫度高低)后復(fù)測(cè)輸出中點(diǎn)電壓和靜態(tài)電流。一般中點(diǎn)電壓<士100mV，靜態(tài)電流<100mA且無(wú)持續(xù)升高現(xiàn)象，可認(rèn)為調(diào)試結(jié)束毒這一步調(diào)試最好在夏天氣溫較高情況下進(jìn)行，如在冬天裝機(jī)，則希望在夏天時(shí)再?gòu)?fù)測(cè)一下。