甲类功放音质柔和、动听,是Hi-Fi设备的优选电路,然而甲类功放效率低、生产成本高、售价昂贵。已类功放虽然效率高,生产成本低,但音质硬而涩。比照上述两种功放的不足之处,人们设计了超甲类电路,但超甲类偏置与末级管静态电流的调整互相牵制,对没有仪器的业余制作者来说,调试是一障碍,对专业生产厂家来说,虽有检测设备,但增加了电路调试的时间和难度,对批量生产不利,故真正采用超申类电路的市售功放亦不多见。为此本人设计制作了一台只需简单调试的末级动态自动偏压功率放大器,其电路原理图见附图。该电路简洁,音质却可与甲类功放相媲美,其电源利用率与乙类动放相近。本文就放大器动态自动编压原理、主要元器件选择、调试及试听等作些简介,供音响爱好者参考,有兴趣者不妨一试。
参看电原理图,R14、R17、RP2及VT10、VD6、VTll构成达林顿输入级恒压电路,以控制末级功放管静态电流。静态时由于VD4、VD5处于微导通状态,故可忽略流经R15、R16的静态电流,即调整RP2便可控制末级功放管静态偏流,这与其它晶体管功放并没有区别。动态情况下,当输入信号为正半周时,VT7导通使R14两端电压随着输入信号的上升而增大,反之随着输入信号的回落而减小,直至正半周信号结束时V\(_{R14}\)两端将回到原静态值。本电路设计时R7两端的电压在正半周信号时,维持一个恒定值,以保证输出管VTl7始终处于导通状态,为此在电路中接入VD5,这样当电路处于正半周信号工作时,VD5反偏,R16上无电流流过,由于RP2两端的电压被VD6及VT10、VTll的b、e极的电压箝位为一个恒定值,故流过R17的电流仍维持原静态值,这样便保证了输出管VT17管始终处于导通状态而不会截止、这就大大减小了交越失真。并联在RP2两端的电容C3,是为稳定自动编压电路而设,由于C3在动态时稳定了RP2两端的电压,从而使流过R17的电流即VT17之静态偏压相对获得稳定;负半周信号时,VT6和VT9导通而VD4因反偏而截止,因RP2两端电压为恒定值,故IR14及VT10之Vcb仍保持原静态值,所以输出管VT14负半周信号时处于导通状态,而R17两端的电压是随着输入信号的下降而反问增大。R14(R17)、R15(R16)的比值应为:R14/R15=R22/RL。为进一步改善W14、VT17的“开、关”特性并拓宽频响,本电路采用了高fT大功率管。另外,动态时VD4、VD5虽然也会在导通与截止间转换,但不会引起末级交越失真。由于VD4、VD5选用了2CK70、其反向恢复时间小于3ns,故在二极管导通与截止的瞬间不会对开环增益造成影响。

为使本功放成为直流放大器,输入级采用场效应管差分电路,为避免输入级发生过载、缩短电路的传输时间、提高电路的转换速率、去除TIM失真,输入级的静态电流取值较大,为3mA,但不会因此而增大该级电路噪声,这是采用场效应管的优点。由于场效应管耐压较低故加入了VT1、VT2,同时VT1、VT2又与VT3、VT4构成了共源共基电路,减小了该级的失真度。V6、VT7为激励级差分电路,VF8、VT9为镜像恒流源电路,因此能平衡该级差分地流,同时该级失真度也将减小。
VT3、VT4由于采用了场效应管所以免去了选管的麻烦,且终点零电位也容易得到保证。虽然进口场效应管有较高的gm值但市场上较难买到,自己制作时采用国产3DJ5HC为宜。VT6、VT7管的β配对误差<3%,其余晶体管β值配对误差希望≤5%,如果配对困难最好不要超过10%,以减小电路的开环失真。以上所有晶体管均在工作点附近配对。电原理图中未标注电阻功率的为l/4W误差1%的五色环金属膜电阻器。电感L用φ1mm漆包线在φ8mm的圆柱体上排绕12圈即可。
所有元器件装入线路板(电路比较简单,印制板可自行设计)后再将VT3、VT4装入线路板上,以免损坏场效应管,通电调试前将RP1置于中间位置,RP2置于阻值2/3位置,检查无误后通电调试(调试时无须接入负载RL),调RP2使末级管静态电流为l0mA左右,如有数字万用表可将其置于200mV档,直接测量R22两端电压为2.2mV左右为宜,如果只有指针式万用表且直流电压档精度不够高,可将其置于足够量程的mA挡串入末管集电极进行测量。然后,调整RP1使末级功放管中点B的电位为0V±5mV,但应注意,RP1动触点不应偏高电位器中点位置过多,否则说明3DJ5HC配对质量差,应重新选配,不过一般不会出现这种情况。复调上述步骤,使之符合要求,调试便告结束。笔者用仪器对本功放进行包括交越失真在内的主要性能指标的测试。主要指标有:输出功率2×100W(8Ω RMS);频率响应3Hz~100kHz(≤-3dB);谐波失真<0.1%;信噪比>90dB。
因左右声道相同,故只画出了一个声道的电原理图。
试机时将会发现,本功放的音质与己类动放相比有天地之别,它完全没有乙类功放音质的硬而涩,听感很柔顺,给人的感觉是高音甜美、中青圆润、低音丰满,大动态时音场稳而不乱。在欣赏CD碟《圣赛西利亚进行曲》时,那磅礴的气势、恢弘的场面令人震撼,且声场有明显的纵深感。换用一张由20Bit数字系统重编的《名家巨星》一碟时,李谷一的“难忘今宵”高音色彩华丽,齿音清晰可闻,阎维文的“想家的时候”音色明亮,圆润而通透。充分展现了高Bit数字录音的水准。(王仲季)