如何设计功放(一)

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                       如何设计功放(一)
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                             本机电路图点击   这里
       许多发烧友常喜好仿制名机，并将心得广为传播，相信大家也看过不少，但究竟能仿得原机的几成效果？原件选配的差异，令音色大打折扣，更有甚者连失真度也大有影响。例如许多人爱仿制的马兰士7号，顶多只是做了个形似，神韵全无，不少发烧友将做不好的机给我检测，失真，噪音大的比比皆是。其实在仿制名机时，由于元件特性的原因，你不可能用到与原机一样的，需要对周边电路进行合理调整，以获得电路最佳的性能，有时还要多次调整，计算值结合自已的耳朵。
       这次应几位发烧友的要求，仿制出一台音色与英国产的音乐传真E10相近，但声底要更厚一些。其实这也可代表了欧洲产的许多中低档功放的音色：圆润，温柔，缠绵。
       这里就利用设计此机为例向一些未有涉足功放电路参数设计的朋友讲述如何去设计及仿制音色。
       电路见图，主电路是非对称的两级差动电路，这出是欧美产的中低档功放的拿手好戏。他们选用非对称电路我认为最主要的原因是出于成本的考虑，其他的原因都只是直口。这种电路可减少了对原件的配对要求，电路的调整也相对简单，也创出了一种特有的音色。所以建议发烧友在制作功放时要考虑到自己的技术能力与测试条件，并非一定用复杂电路就好，有时候简单就时最好。当然在绝对的情况下我认为复杂的电路会更好，这从许多进口高档机中也体现到，但制作要求会高很多。
       言归正传，其实设计功放的参数很简单，只要掌握的是欧姆定律，完全没一点困难，有点困难的只是要加上长期积累的经验，掌握好各级电流的关键。
       电路的输入级用PNP管作差动，这样可以令电路的温度特性提高，T1是恒流源，B极有一发光管作偏压，特性也好于齐纳二极管，这样T1的B极对V+有1V8的电压，减去T1的VBE后T1的E极上有1V2，调整T1的E极上的电阻参数就可改变第一级差动的工作电流，公式是I=U/R=1V2/0.33K=3.6mA，也就是第一级差动每管工作电流是1.8mA，此处电流一般为0.5-1mA。适当加大可令动态更大，音色丰厚，而信嗓比变化不大。
       R5，6是第一级差动的负载电阻，经验值是2-2K5，过大与过小都不理想，这里选用2.26K（DALE电阻），此电阻上电压为U=IR=1.8*2.26=4V(下一级对本级的影响极小,忽略)。T4-8组成强制平衡差动放大，R**上的电压是4-0.6=3.4V。此级工作电流应大于5mA，故令R7，8为330欧（并联值得165欧），每管工作电流为I=3.4/0.33K=10.9mA。推动级射极电阻上电压一般为1.2V，但此电阻会影响到第二级的负载，故在两射极输出电路时不宜选得过小，这里选项196欧，工作电流大于5mA。
       到此整机的工作点基本设好，现在要设定电路的增益，第一级是双端输出的差动，增益为2.26K/R3=7倍，如果是单端输出则增益减半，第二级是单端输出的差动，负载是电流放大级的输入阻抗，一般为10-20K（视所接的音箱阻抗）这里按10K算，(10K/0.165K)/2=30倍。整机开环增益为210倍,由于本机可能会直驳CD机,故闭环增益为R*/R*+1=52倍，反馈量为4倍，约12dB，低的反馈量确可令音色自然开拓。
       另外值得一提的是我素来所用的音量控制方式，见图中RW，W1，音效可有一定提升，因为多数的电位器不过是碳膜，而我用一只光音电阻比电位器上的碳膜好上几倍，这种方式要求电位器对称性好且最好是指数型电位器。另外RW取值不宜过大，否则影响瞬态响应。
       本机用塑封的ALPS  50KA，取其对称性好及寿命长。电阻方面选用了DALE电阻，重要位置更用上了光音电阻，这些电阻都无需测配，误差已低于一般数字表的精度，DALE电阻音色较柔和，混厚，光音电阻主通透，中性。我由于工作的关系常陪同厂家去采购元件，发现许多五环的所谓金膜电阻都只一些生产工艺粗劣的碳膜电阻，若用这类电阻根本无发烧可言。所有的三极管是用自制的测试板，完全模拟真正的工作状态配对。滤波及去耦更是不容忽视，功率级滤波用松下金字的FORAUDIO 8200U/56V两只，已可满足本机的要求。
电压放大级的滤波及本机全部去耦电容均用ELNA的SILMIC电容，这种电容音色纯正，无需并上小电容，其实对于这级数的电容不须并小电容改善特性，并上小电容只不过是加入所用电容的音色。
电路板的设计布局也十分讲究，完全的星形一点接地，双面镀金纤维板，出于成本的考虑没有孔化，但不影响性能。
经过一天时间的装机与调试，再连续通电两整天，交货时是在那几个发烧友中的一个家中与E10作AB对比，音色已有八九成相近，而由于选件的精良，（要知道在欧洲机型中只有几万元的机才会用上DALE电阻）音场，通透度，圆润更胜出E10不少，几个发烧友要求可否将声底做得再厚润些，于是加了块并联稳压电源板对电压放大级供电，再换上个合适的环牛，终于令他们满意得无话可说，

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其实这篇叫<如何设计功放(一)>是想从一个经典的简单而实用的电路去与大家探讨功放的设计,也愿借此抛砖引玉,其二篇正在写。这么多年来我所见所识的发烧友中，对技术的钻研已日少，许多人只知道凭经验或直觉去换发烧元件，结果可说是凭运气。故写此篇，望这类朋友能更进一步发烧。要知道，石机的结构要复杂得多。 在本人主页中有此文的详细原理图，有空看的话请多点评

wenyiwang

audio-gd兄：
          您好！
          应该说模拟音频技术是一片大海，用一位仁兄风趣的言辞类比：小弟无法想象它水有几深！很高兴仁兄能够有实力涉足较深的领域，的确能给我们大家带来许多真知灼见。以小弟粗陋之间，请您是否能考虑从几个方面略加讲解：1.如何根据一个创作灵感：例如想体现‘道’的精神，将这种哲学感悟溶入一个功放电路的整体设计思想中；2.对电压放大级的信号流程是怎样构思的；3.对电压放大，电流放大的功能与衔接的出发点是怎样考虑的；4.对于地线系统您是怎样理解的；真的迫切希望能够与您交流，冒昧之处，敬请海涵！祝好！