30瓦×2等响度立体声扩音机

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应广大无线电业余爱好者要求,我们特设计了一种具有等响度功能的30瓦×2OCL高传真扩音机。该机特点是:功放电路新颖、功率大、失真小、高音清脆、低音丰满,很适合为家庭音乐中心配套。技术性能:频响10~30000赫;音调控制范围,低音+18dB,高音+10dB;不失真输出功率,在+30V电源、8欧负载时,输出功率为30瓦×2。在±40V电源时,输出功率为50瓦×2;失真度小于0.1%;信噪比大于60dB。

电路原理简介

图1为该立体声扩音机其中一个声道的电路图,图2为图1的印刷电路板图。读者如果只安装单声道扩音机,则只参照图1、图2置备元、器件就行了;如果安装立体声扩音机,则可购置如图2所示的两块电路板,并且将电位器W\(_{2}\)、W3均换成同轴双连电位器即可,此时左右声道的音量电位器W\(_{1}\)各用一只单连的单独控制;如果音量电位器W1也想采用同轴双连的,则应如图3所示在输入端加配一只平衡电位器,电位器阻值为1MΩ。

图1
图1 🔍原图 (1748×676)
图2
图2 🔍原图 (2506×1360)
图3
图3 🔍原图 (438×324)

1.等响度音量控制电路:图1中,BG\(_{1}\)、BG2、R\(_{2}\)~R5、C\(_{3}\)组成输入级直接耦合电流负反馈放大器,C3是自举电容,R\(_{4}\)、R5组成BG\(_{1}\)的直流偏置电路。这种放大器的特点是输入阻抗高,输出阻抗小,频响好,性能稳定。BG3、BG\(_{4}\)、R10~R\(_{15}\)、C10组成第二级直接耦合电流负反馈放大器。由上述两级放大器、W\(_{1}\)及两个RC网络共同组成了等响度控制电路。由C5、R\(_{7}\)、C6、R\(_{8}\)及W1组成等响度控制电路小音量时的高音提升网络, C\(_{5}\)、 R7、 C\(_{7}\)、 R12及W\(_{1}\)组成其小音量时的低音提升网络。这样,无论音量开大或开小,对于人耳的主观听觉来说,高、中、低音都有相等的响度。

2.功率放大电路:这是一个带自举作用的新颖的OCL功放电路,由运算放大器FC3及晶体管BG\(_{5}\)~BG7 组成。BG\(_{5}\)、R24、R\(_{26}\)、R27、R\(_{3}\)0组成推动级,这一级的增益为R26/R\(_{24}\);BG6、BG\(_{7}\)、D4、D\(_{5}\)、R28、R\(_{29}\)、G21组成所谓新甲类输出级,这种电路的独特之处是,在静态时,输出管施加以一定的偏压,管子处于甲类偏置状态,但当有交流信号输入时,输出管对交流信号而言又处于乙类工作状态,这样,电路不仅失真很小,输出幅度较大,而且效率也较高。

具体工作过程是这样的:在静态时,由推动管BG\(_{5}\)供给BG7基极一个偏压,BG\(_{7}\)中将有一定的静态电流,这个电流是从正电源经R28、R\(_{29}\)、D4而提供的。适当改变BG\(_{7}\)基极的偏压,即适当改变R30与R\(_{27}\)的比值,可改变BG7的集电极的静态电位,我们只要调到BG\(_{7}\)的集电极电位高于输出端(D5正极)电位0.6伏就行了(在静态时,输出端电位为零),此时D\(_{5}\)是不导通的。 BG6的静态偏压由R\(_{28}\)、 R29、D\(_{4}\)、D5分压后供给,使BG\(_{6}\)有一定静态电流。

当交流信号加到 BG\(_{7}\)基极时,例如在信号正半周时,BG7集电极电位显著下降,D\(_{5}\)导通,被放大后的信号电流Ic7如图1实线箭头所示流过扬声器;在BG\(_{7}\)基极信号为负半周时, BG7的集电极电位升高,D\(_{5}\)更不能导通,经BG7倒相后的正信号通过D\(_{4}\)加到BG6基极;BG\(_{6}\)充分导通,被放大后的信号电流Ic6如图1中虚线箭头所示流过负载扬声器。这样就完成了信号的放大任务。可以看出,该功放电路也象推挽放大电路一样,信号正、负半周的放大任务是各由一只功放管担任的。与乙类推换放大电路不同的是,该电路的直流偏置处于甲类状态。因此这个电路在失真方面象甲类放大器一样小,而在效率方面却象乙类放大器一样高。

电路中其它几个元件的作用是:R\(_{24}\)、 R26是输出级的负反馈电阻,可使输出级工作更稳定;R\(_{3}\)0的作用是作为BG5集电极回路里的限流电阻,可避免因I\(_{c5}\)太大时损坏 BG5; R\(_{28}\)、R29、C\(_{21}\)组成自举电路,其作用是可扩大电压输出范围; C22的作用是消除二极管D\(_{5}\)在导通状态迅速改变时所产生的瞬态效应。

安装与调试要点

1.元件选择:晶体管BG\(_{1}\)~BG4选用3DX201,如果用3DG之类的晶体三极管,则在BG\(_{2}\)、BG4的C、B极之间应加接适当的电容来防止产生自激现象;BG\(_{5}\)是一只硅 PNP型中功率管,BVceo应大于45伏,本文采用3CX204;运算放大器采用中增益 FC3,它频带宽、性能较好,作音频放大时较为理想;高、低音同轴双连音调电位器选用2×220K、0.25W、X型的。

电源部分的线路见图4。变压器的各项参数为:当用于30瓦×2的立体声扩音机时,变压器容量应为 80瓦,铁心截面积为32×48mm\(^{2}\),初级用φ0.42mm高强度漆包线绕717匝,次级用φ1.15mm高强度漆包线绕74+74匝;当用于50瓦×2立体声扩音机时,变压器容量应为120瓦,铁心截面积为35 ×52.5mm2,初级用φ0.51高强度漆包线绕600匝,次组用φ1.15高强度漆包线绕 80+80匝。两种变压器的初、次级之间均应加屏蔽层,可用φ0.1mm漆包线在初、次级线圈之间密绕一层,并将其中一端引出接地即可。

图4
图4 🔍原图 (504×250)

2.本机由于输出功率较大,大功率散热问题应引起足够重视。每个通道功率管的散热面积不应小于400cm\(^{2}\)。因印刷板上的散热器不可能做得很大,所以一般应另加较大的散热器,并与金属底板固定在一起。

3.图1中扬声器虚线框内的 R\(_{31}\)、 C23,连接时应直接接在扬声器两端,否则容易引起自激。

4.有关具体安装、调试问题,请读者参考本刊1981年第8期《集成电路DY-IC-5型等响度扩音机》一文。

上述扩音板套件由浙江省永康县中山无线电厂负责向读者邮售,具体办法:①本文图1、图2所示的30瓦单声道扩音板(不包括电源部分、扬声器部分、音量及音调电位器),扩音板上的元件均已组装、调试好,并附说明书一分,每块售价21元。邮购1~2块另收邮费及包装费1.30元。读者如果是组装本文介绍的双声道立体声扩音机,应购两块扩音板;②扩音板上的各种电位器,可配套供应。其中220千欧同轴双连电位器每只售价1.50元,100千欧和220千欧单连电位器,每只售价0.70元,均不另收邮费。(金岩成 李伶)