高音质半导体扩音机的制作

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为了在收听革命样板戏、交响音乐和革命歌曲等音乐节目时得到宽阔而丰富的音域,可以装制一台高音质的半导体扩音机,采用口径较大的扬声器,以取得良好的效果。本文将介绍两种线路供大家制作参考。

第一个电路如图1所示,它由前量级BG\(_{1}\)、BG2、音调控制级BG\(_{3}\)和无变压器复合互补对称推挽功率放大级BG4-9组成。避免了变压器带来的损耗和失真,并能加深度负反馈改善电路性能,所以扩音机的音质很好。

图1
图1 🔍原图 (1784×791)

插口G接输入信号。K位于“1”时接收音机的音量电位器,如图2。K在“2”时接电唱机。

图2
图2 🔍原图 (479×380)

前置级采用BG\(_{1}\)、BG2直接耦合放大电路。BG\(_{2}\)的基极电压就是BG1的集电极电压。BG\(_{1}\)的集电极输出信号电流将无损失地全部注入BG2的基极,放大倍数很高。同时从BG2的发射极电阻R\(_{9}\)取出正比于射极电流的反馈信号,经R4反馈到BG\(_{1}\)基极,使工作稳定。BG2输出的信号经交连电容器C\(_{5}\)和音量控制电位器W1送到下级,同时有一部分经反馈网络回送到BG\(_{1}\)的输入端,为了适应收音和放唱片时的不同需要,开关K在不同位置时接入的反馈网络不同,有不同的改善音质效果。

音调控制级由BG\(_{3}\)和音调控制网络组成。W2控制低音,中心头向左移动是提升低音。此时W\(_{2}\)左边部分阻值逐渐减小,使得从W1输入轻R\(_{13}\)、部分W2、R\(_{14}\)送到BG3基极的低音信号受到的衰减逐渐减小;同时,由于W\(_{2}\)右边部分阻值逐渐增大,使通过C9、R\(_{15}\)、部分W2和R\(_{14}\)反馈到BG3输入端的低音反馈逐渐减小,这两种作用的结果都使低音得到“提升”。反之,当W\(_{2}\)中心头向右移动时,情况正相反,低音被削弱。W3是高音调节电位器,中心头向在移动时提升高音,向右移动削弱高音。C\(_{8}\)的作用是使中音频保持一定水平,不致因调节低音而受影响。

R\(_{18}\)+R17是BG\(_{3}\)的偏置电阻,由于R18接在BG\(_{3}\)的集电极,具有电压负反馈,可稳定电路的工作点。在电路工作稳定的情况下,C10、R\(_{22}\)可省略。

BG\(_{4}\)-9组成无变压器功率放大电路,其工作原理就不详细介绍,只着重讲一讲R31的作用。由于BG\(_{6}\)工作在射极跟随器状态,其电压增益约为1,而BG7是工作在倒相放大状态,电压增益较大,这样上下不对称,可能产生失真。因此在BG7的射极接适当的电阻R\(_{31}\),BG7的增益将为K\(_{v}\)≈Rc/R\(_{31}\),其中Rc=R\(_{3}\)0‖Rig(R\(_{ig}\)是BG9的输入阻抗,‖表示并联)。若选择R\(_{31}\)=Rc,则BG\(_{7}\)的电压增益也近似等于1,就使推挽电路两臂近似平衡。R29、R\(_{3}\)0根据输出功率要求在几十到几百欧之间选取。R32、R\(_{33}\)为稳定电阻,如比较稳定,电阻值可选得小些,如0.5欧,或省掉不用。输出负载采用8欧扬声器。

电源部分如图3,是一般的整流滤波电路。电源变压器可用三灯收音机的改制,具体数据是:铁心截面积7.5厘米2,初级220伏,用φ0.25毫米漆包线绕1660圈,次级30伏用φ0.62毫米线绕240圈,指示灯电源6.3伏,用φ0.44毫米线绕50圈。扼流圈可用旧输出变压器改制,用φ0.35毫米漆包线绕600圈。此电源直流输出电压为24伏,电流为500毫安。

图3
图3 🔍原图 (711×369)

电路的调整方法:

(1)调BG\(_{1}\)、BG2的工作点。调R\(_{6}\),使R6上压降为2伏。调R\(_{4}\)改变工作点,BG1工作电流可调到0.3毫安;BG\(_{2}\)工作电流调到1毫安。(2)调节R18使BG\(_{3}\)工作电流为0.6~0.8毫安。(3)BG4-9的调节是:先调R\(_{21}\)使C点对地电位为电源电压的一半,即12伏;再调R27,使A、B两点电位差在0.8伏左右。由于电路直接耦合,调整时互相牵连,因此需要反复调节R\(_{21}\)、R27才能满足要求。BG\(_{4-9}\)总电流可在几毫安到十几毫安内根据实际效果选取,该电路调在6毫安左右。R34选择时应满足R\(_{34}\)》R27+R\(_{28}\),一般不必调节它。

装制与调试时出现的问题与检查方法:

①电路出现振荡,可以用手捏某管的外壳,若振荡明显减弱,可在该管的B、C极间并一几十~几百微微法的电容。②调节音调电位器如不起作用,先检查BG\(_{3}\)是否虚焊,再检查BG3的β是否在120以上。③调节高音电位器有失真现象,可以变换电容C\(_{14}\)的大小。④R1、R\(_{2}\)衰减器可根据信号大小适当变换。

电路中,BG\(_{3}\)的β应大于120,其余各管的β只要大于20即可,对3DA1型两只输出管,希望参数相近,β大于10就行。这个电路的不失真功率为3瓦。

第二个电路如图4所示,全部采用锗管。BG\(_{1}\)是“自举”射极跟随器,它的输入阻抗很高,以满足和一般晶体拾音器阻抗匹配,同时它的输出阻抗很低,负载阻抗在大范围内变化时,对输出电压影响不大,好象一个恒压源,这正好适应音调控制网络阻抗不断变化的情况。

图4
图4 🔍原图 (1504×923)

音调控制网络W\(_{d}\)、Wg、R\(_{7}\)-12、C5-8、和BG\(_{2}\)管构成衰减、负反馈混合式音调控制电路,和图1所示电路相似,这里不再赘述。 W1是音量控制电位器。

BG\(_{3}\)-8是无变压器功率放大电路,它是一个标准型式的复合互补对称推挽电路。

BG\(_{3}\)是前置级,在要求输出功率不大的场合下,可以省掉此级。

BG\(_{5}\)和BG7复合连接,构成一只PNP型的复合管,BG\(_{6}\)和BG8复合,构成一只NPN型的复合管。这两只复合管组成互补对称推挽电路的输出级,由于这两只复合管极性完全相反,彼此互补对称。可以自动完成倒相作用。BG\(_{4}\)是激励级,并联电阻R27‖R\(_{28}\)、R26、R\(_{25}\)是BG4的集电极电阻,其中R\(_{27}\)‖R28上的压降决定了BG\(_{5}\)、BG6的偏流,R\(_{27}\)‖R28越大,偏流越大。R\(_{28}\)是热敏电阻,有热稳定的作用。R24、R\(_{23}\)是BG4的偏置电阻,R\(_{24}\)不是接电源的负端,而是接输出端K,可以自动稳定电路的工作点。电容C16的作用很重要,它使BG\(_{5}\)、BG6都处于共发射极状态工作。C\(_{16}\)容抗很小,C、K两点视为短路,又因选择R26》R\(_{25}\),R26》R\(_{27}\)‖R28,BG\(_{4}\)的输出信号在A、B两点幅度基本相等,这样可以认为BG4的输出信号总是通过R\(_{26}\)加到BG5、BG\(_{6}\)的B、E极之间。R31、R\(_{32}\)是复合管的分流电阻,它影响到复合管的电流放大系数,同时它上面的压降又决定了BG7、BG\(_{8}\)的工作点,必须兼顾考虑,一般取数十欧姆到数百欧姆。C19是电路输出到扬声器的耦合电容,为了使低音顺畅通过,C\(_{19}\)要尽量选大一些,对于8Ω的扬声器C19≥400μ,对于4Ω的扬声器,C\(_{19}\)≥800μ。为了改善音质,电路中采用了从输出端经R35、C\(_{2}\)0到BG3射极的深度负反馈。

电路各级工作电流和调整方法:

调R\(_{3}\)使BG1的I\(_{c1}\)=0.5~1毫安;调R13使BG\(_{2}\)的Ic2=1~2毫安,调R\(_{18}\)使BG3的I\(_{c3}\)=1~2毫安,BG4一般为I\(_{c4}\)=1~4毫安;BG5、BG\(_{6}\)、BG7、BG\(_{8}\)的工作电流一般这样选择:为减小小信号时的交越失真,Ic5、I\(_{c6}\)要比Ic7、I\(_{c8}\)大一些,如Ic5(I\(_{c8}\))=4~8毫安,Ic7(I\(_{c8}\))=3毫安左右。BG4~8的调整应先调R\(_{24}\)(可用100K半可变电阻)使K点对地电位为电源电压的一半即4.5伏,然后调节R27(可用4.7K半可变电阻)使BG\(_{4}\)-8总电流为10~15毫安。并需要反复调节R24和R\(_{27}\)数次才能满足。

管子的选配:

(1)β值的选择:BG\(_{2}\)的β值要求大一些,以增强音调控制效果,一般β2>120。两只复合管BG\(_{5}\)+BG7,BG\(_{6}\)+BG8的复合β值应一致,即β\(_{5}\)·β7=β\(_{6}\)·β8,该线路中β\(_{5}\)=30,β6=36,β\(_{7}\)=28,β8=24。其它各管的β值不做严格的要求。

(2)管子型号的选择:此线路中的管子均可采用等外品,BG\(_{1}\)~BG5可用任何型号的3AX型低频管,其中BG\(_{1}\)~BG4还可用3AG型高频管代用。BG\(_{6}\)用3BX型锗管,也可用3DG型硅管,只要是NPN型管,各种型号均可。BG7和BG\(_{8}\)用3AX81小管,也可用3AD型各类大管子,采用其它型号的PNP大、中功率管或开关管也可以,如3AK34、3AK51~55等。

装制和调整中的注意事项。

(1)调整过程中R27和R28不能同时断开,否则,A点电位变得很负,B点电位很正,导致BG\(_{5}\)、BG6的电流过大而损坏。(2)调整后若更换BG\(_{4}\)管,应选择和原管的β值相近的管子,否则需重新调整。(3)检查电路是否对称的办法,是在有信号输入时用直流电压表测K点对地的电位,也应保持在4.5V为佳。

电源部分:这个电路的电源(9伏)是交、直流两用。K\(_{2}\)是“电源选择”开关,当K2置于A-A′端时由6节1号干电池供电;K\(_{2}\)置于B-B′端时,电池断开,由稳压电源工作。为延长电池使用寿命,还装有充电孔CK2,对电池充电时,只需用短路线接通CK\(_{2}\)的两孔,K2置于B-B′即可。D\(_{7}\)是防止电池向稳压电源倒灌用的二级管。

稳压电源如图4所示,限于篇幅,其原理不作分析。互补对称推挽电路,由于电流变化大,采用稳压电源效果较好,但如要求不高也可省略。这里的稳压电路选省时BG\(_{12}\)应选电流较大管子如3AX81(须加散热片),各种大、中功率管均可。整流管D1~D\(_{4}\)应选整流电流大于200毫安的二极管,如2CP1~4,2CP21~28等,也可用大、中功率管的B、C极代用。电源变压器B可采用经济灯变压器,次级为10伏,若自制,可用截面积为16厘米2的铁心,初级220伏,用φ0.16毫米漆包线绕1980圈,次级10伏,用φ0.31毫米漆包线绕92圈。

扬声器可选用直经204毫米(8寸)的,如YD3-2003型,频率范围为80~12000赫。

扩音机的最大不失真功率:用4欧扬声器时是1.5瓦;用8欧扬声器时是0.7瓦。(郭洪南 唐远炎)