甲类功放的特点
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发布时间：2022-05-01 16:27
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时间：2022-06-19 13:17
“热机”比“冷机”好听
功放刚开机尚无温升或温升较小时，机内温度和环境温度基本一致，此状态下功放称为冷机，这时各级静态电流还较小，末级电流仅二三十毫安（盛夏时稍大），相当于低偏置的甲乙类或乙类，声音自然“好听”不起来，但是随着结温的缓慢升高，每升高1℃，β增加约1%，Vbe减小约2．5mV，这两者同时作用，晶体管静态电流会升高得很快，当机器烘至热平衡时，各级工作点早已达到甲类额定偏置状态，此时声音也是地道的“甲类声”，因此也就相对“好听”。而且功放达热平衡后，各级静态工作点也趋稳定，也有利于改善听感。对于使用BJT+MOSFET的机子同样遵循上述规律，而使用全MOS管的机子则不同，其冷态时各级静电流会大于热态值，但冷态时各级工作点均不稳定，因而听感也就不如热态好。 纯甲类功放相对要昂贵许多
纯甲类功放常工作于60℃～85℃的高温环境下，因此对元器件及工艺水平的要求非常苛刻，联机调校繁琐而费时，如末级功放管的配对就是在额定工作温度点附近进行动静态测配，用这种标准选配元件尽管整机性能有保证，但100对管子通常也只能挑出一两对，而一些高档的甲类功放其末级每声道一般有2～12对晶体管，试想，数百上千对优质正品大功率晶体管要值多少钱，从中精心挑选那么一二十对管子又得花多久时间，如钟神JA－100的功放管就是从260对正品中精选的。 甲类功放同乙类功放相比，为何听感上好于乙类功放呢？
在静态时，甲类功放和乙类功放接上纯电阻负载，测试时可能指标差不多，甚至热噪声甲类大一些。但是实际应用时，接的却是真负载（动负载）——扬声器，而且不同频率时扬声器的阻抗也不一样，这时的综合电声指标将劣于纯电阻负载时的指标，产生瞬态失真。由于负反馈的存在又会反馈到前级，这种瞬态失真关键是扬声器系统质量关型设计受到有效的、不间断的阻尼（控制）所引起，并且信号的电压上升率越高，这种失真越严重。对于高保真而言，重要的是扬声器系统的质量惯性能否受到扩音机有效的阻尼（控制）。
乙类功放的阻尼不能有效的控制扬声器，对任意半周只有一臂输出在工作，或推或挽，但不能同时工作，所以它的阻尼是单方向的，即无论正半周或负半周，他只有产生推动扬声器工作的动力，而不能产生控制回来的拉力，要全方位阻尼，驱动电流必须及时换向，问题就在这里。以输入方波为例，可能工作时输入信号比方波还要复杂，当信号上升时，扬声器可以按照信号波形去工作，但当信号突然停止时，扬声器由于质量的惯性作用，却不会立刻停止，此时它的音圈产生反电动势造成正在导通的A臂输出管反偏而截止，而原来处于截止的B臂却导通，同时这个反电动势又由负反馈送回前级被放大后从而激励B臂输出管加速导通，共同完成乙类功放这种特殊的阻尼，因为这个过程要过零点，有一瞬间失去阻尼自由振荡。这个过程完毕，B臂导通变截止，原本导通又被反偏的A臂输出管才恢复导通，又经历一次过零点失去阻尼的瞬间才恢复阻尼。因此说乙类功放的阻尼在任意瞬间都是单方向的，对扬声器的阻尼是靠反反复复的过零点换相来实现的，几乎时刻都产生着失真。
甲类功放正负两臂均导通，阻尼系数的双方向的，在突发性高电压上升时，音圈按照波形去动作，信号停止时，反电势经导通的B臂完成通路，惯性被阻尼，无法产生自由振荡，反电势也建立不了，甲类功放这种全方向的阻尼，迫使扬声器的振动始终根据信号的波形去振动。这好比一辆正在预势的摩托车，说走就走，说停就停。 综述
推荐几款容易制作的靓声甲类功放电路以供参考。
该电路具有如下特点：1．采用板块积木式组合，可根据自身经济状况适当增减。2．电压放大部分与电流放大部分分开设计、布版，便于烧友采用高、低压两组电源分开供电，可选择众多特色的后级电路搭配，也便于安装固定散热片，为发烧友摩机提供方便。3．采用无大环负反馈设计，可进一步改善扬声器负反馈电动势对音质的影响。
限于篇幅，这里简介电压放大部分与电流放大部分。以下均为双声道设计，仅给出一个声道的原理图，另一声道、电源与保护电路图略。
一、电压放大部分
使用厂家提供的成品板。该板双声道设计，采用双面镀金线路板制作，板上大量使用发烧器件，如五环金属膜电阻、ELNA发烧电容、音频专用高频管、低噪声恒流源专用场效应管等。原理简图如图2所示。使用孪生场效应管NPD5565输入，采用共源共基电路、有源负载及差分电路，与马兰士公司的HDAM模块电路及国内一些厂家生产的电压放大模块电路相比，本电路显得设计更趋于该电压放大板对电源适应范围较宽，±35V～±60V都可工作，建议电压放大部分供电采用并联式稳压电源，且比电流放大部分电压高出5V～10V。完善，音质也更理想。
二、电流放大部分
有多种电流放大板可与上述电压放大板配套，下表列出所用功率管的部分参数供发烧友参考。
1．2SK2013/2SJ313推动3对2SK1529/J200，原理图如图3所示。
2．2SK2013/2SJ313推动3对2SC5200/2SA1943，原理图略，可参考图3，装配时只需把K1529/J200换为C5200/A1943即可。
3．2SC5171/2SA1930推动6只2SK851，原理图如图4所示，超大电流MOS场效应管2SK851具有开关速度快、导通电阻小、失真率低等特点。目前仍无场效应管与之配对，该电路采用准互补输出的形式，2SK851曾在天龙PWA－2000N功放中使用过。
4．2SC5171/2SA1930推动6只2SD1037，原理图略，可参考图4，装配时，只需把K851换为D1037即可。该电路采用准互补输出，只要设计得当，准互补输出电路同样可出靓声。比如深受好评的LM3886、LM4766内部就采用准互补输出电路。
5．采用3对三肯复合管SAP15N、SAP15P，原理图如图5所示。
6．2SK2013/2SJ313推动8对大功率场效应管或三极管(图略)，方便发烧友制作100W×2纯甲类。
三、调试
以上6种后级电路可根据P甲=2I02RL计算其所需甲类功率或末级静态电流，从而根据需要调试末级静态电流。如一台在8Ω负载下输出功率为80W的纯甲类机，末级静态电流为Io=2．236，则流过每管的静态电流为Io′=Io/n=2．236/3A=0．745A，即0．25Ω/5W电阻上直流压降为V=Io′？R=745×0．25≈186(Mv)。 虽然纯甲类功放声音柔和、甜美，但是它对变压器、滤波电容、功率管及散热片都有极其严格的要求。听一个月下来，电费负担重。在这种情况下，烧友不妨把功放制作成高偏置甲乙类功放，比如20W以下为甲类输出，20W～100W为甲乙类输出。此时功放总静态电路为Io=1．118A，其实一般居室环境，20W左右的纯甲类输出，可满足大多数烧友的听音要求。
由于电压放大部分已被厂家调试好，只需装配好末级电流放大部分及相关接口。微调电压放大部分的W1使输出为0mV，再调节电流放大部分的多圈电位器W2，测量0．25Ω/5W电阻两端的直流电压，使其符合自己的要求，对图3、图4可直接测量0．25Ω/5W两端的电压，对图5应测量SAP15N④、⑤脚或SAP15P①、②脚两端的电压。
若测试一切正常，即可煲机1～2小时，重复检查各项参数，若无误，即可放音试听。若想装配纯甲类功放，可把整机先调成高偏置甲乙类功放，试听正常，再逐步加大静态电流至所需值，使该机成为纯甲类功放。 以上五种电流放大板，所配散热器尺寸均为360mm×120mm×50mm，成品板均调试成高偏置甲乙类功放(甲类20W+20W)，若要装配80W+80W纯甲类功放，只需换掉散热片，把功放板装入两边外露散热器式专业功放机箱(480mm×430mm×150mm)调试好即可。
以上线路，发烧友稍作调整(如改变变压器功率及供电电压、功率管对数及静态电流)即可有多种用途使用。如：制作大功率功放(250W/4Ω)；制作电子分频功放；制作高品质耳机放大器(用本电压放大板推动K214/J77或K2013/J313)；用电压放大部分对一些分立元件中、低档功放进行摩机；制作顶级8声道纯后级功放(如用4块电压放大板，共用电源，每声道一对三肯2SC3858、2SA1494等)。
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时间：2022-06-19 13:18
