初步印象：MZSRZ参赛作品《我制作的B类功放》

放大器DIY
07-31
7248
0

来源：bbs.hifidiy.net 发布者：hifidiy 版权：原创

这是一款B类放大器（俗称乙类），其相对于A类（甲类）放大器的优势是效率高而可达百分之八十，故输出功率强劲适合用来驱动低灵敏度音箱。理...

这是一款B类放大器（俗称乙类），其相对于A类（甲类）放大器的优势是效率高而可达百分之八十，故输出功率强劲适合用来驱动低灵敏度音箱。理论上乙类放大器易产生交越失真与开关失真，而克服这一不足的有效方式是两臂晶体管特性完全对称以及两臂交替工作时不能有时间延迟。

整机采用了430mm标准宽X310mm（深）X120mm（高）机箱设计，左右两端为外置式散热器。操控功能与接口简洁至极，仅设有一路RCA信号输入与左右声道喇叭接线柱各一组以及电源开关和音量调节。

整机制作比较讲究，采用的2.5mm厚铝质黑色拉丝上盖板和箱体吻合的严丝合缝。将两只环形电源变压器施以全屏蔽的手法能最大限度地遏制工频电源对两侧放大电路的干扰以提高信噪比指标。两只大容量规格的整流桥堆以最简洁方式固定于与电源牛浑然一体的机箱底板上。

从DIY制作工艺上来看，此机结构采用了中规中矩手法，诸如两只电源牛的并肩而立，左右声道呈立式安装的镜象对称PCB放大电路板，以及放大电路板上各部元器件分布的泾渭分明等等，均给人留下匀称与井井有条及土炮痕迹不重之良好印象。

整机可分为前、后级放大两个版块，其中前级放大采用了简洁的单运放NE5534放犬形式，由7812、7912三端稳压器件为NE5534的7脚和4脚分别提供稳定的正负12V直流电压，5534运放6脚的音频信号经100uF电解电容耦合直驳后级放大电路IN端R4。

后级放大每声道末级采用了两对著名的日本东芝2SA1943/2SC5200塑封功率管器件，此对管以优异性能和靓声而广泛用于中外品牌成品放大器，其中不乏世界品牌名机。每声道各采用了两只日本红宝石1000uf/63V电解来完成正负42V直流电源的滤波。

制作者简介：

本人73年出生在广东梅州梅县畲江一个贫穷但却山清水秀的农村，由于历史原因，16岁顶替父亲的职业出来工作。爱好玩音响是因为一起工作的同事对这方面比较内行，我是跟着他一起这样走过来的。刚开始是自己组装套装音响、自制音箱，当时非常时兴自制套装音响，大街小巷常能听到歌声。93年买了第一台CD机，因为要配这台CD机，便开始制作分立功放，由于受当时的条件限制，许多制作图多半是从报纸杂志上得来，直到09年一个偶然的机会，来到HIFIDIY论坛，从此便被吸引住了，从这里我学到了很多很好的经验，也为能参加论坛举办的制作比赛而荣幸。回想这20多年来的音响发烧不归路，我想我今生是与音响结下不解之缘了！

[page]

制作者“mzsrz”自述本机放大电路工作原理与制作过程

功放线路设计思路：

我对时下流行的双差分输入，差分电压放大等电路，感觉虽然看上去很美，但实际制作时变数很多，单单要保证双差分之间的对称和一致性就非常困难。所以我选择了下面的这个电路。它是以《音频功率放大器设计手册》中的三级结构LIN线路为蓝本，我再加以修改优化，最终成形。它的设计思路是在优化输入级、电压放大级、输出级使其失真最小的前提下，再利用大环路负反馈进一步提升，令其有非常出众性能。唯一的缺点是转换速率低一些，但我觉得这并不影响音乐的重放性能。真正影响晶体管功放声音的是推挽工作时产生的交越失真和高频失真（如开关失真、寄生振荡等等），其产生的大量高次谐波才是恶化声音重放的直接元凶。所以晶体管机做好了，并不比电子管机听感差，这是我这么多年来得出的经验。当然对于优秀功放来说，驱动音箱的能力和安全性能也非常重要，这方面我也给于了足够重视。

后级原理图：

前级原理图：

保护电路：

1、功放线路结构分析：

输入级：

电路由Q1、Q2构成差分跨导放大输入级，选用东芝音频专用高β值低噪声管2SB970BL。Q8、Q9为镜像恒流源负载，其作用是提高Q1、Q2差分输入管的一致性，还能比常见电阻负载提高一倍的跨导电流利用率，并能提高一倍转换速率，开环增益也比电阻负载提升6-15db，可以说是一个非常有效提升输入级线性的办法。电路设有差分射极电阻R8、R9来产生本级负反馈，它同样是为了减小Q1、Q2差分对的配对误差，加入这两个电阻后还能进一步设法调高输入级恒流源电流，以提高输入级带载极点补偿电容C18的能力。镜流源射极电阻R10、R11也是通过增强本级负反馈来减小Q8、Q9的配对误差。Q5为尾巴恒流管，R13决定输入级恒流源大小。在差分输入级中间增加Q3、Q4，目的是优化功放对负电源噪声的抑制能力。

电路采用2.3K低阻输入方式，尽可能降低电阻热噪声和晶体管噪声。输入级恒流源设为8MA。

电压放大级：

Q12为电压放大管，通过使用高β值东芝音频低噪声管2SC2240BL来完成电压放大， R19与Q13形成自举，能提高开环增益。Q13同时又是电流缓冲放大，这样能更好地消除大信号放大时由于驱动级输入阻抗变化引起驱动电流增大而产生的失真。C18为极点补偿电容，R18起到往上推移极点频率的作用，拓展放大器闭环后的频响。Q11是电压放大级及缓冲的恒流管，R17决定恒流源大小。这一级恒流源同样设为8MA。

输出级：

这次使用两对大功率管接成射极跟随器输出结构，由驱动级Q15、Q16和电流放大级Q17、Q18、Q19、Q20组成。驱动级的射极并没有与输出端相连，而是通过R24相连，这样的连接结构能在R24两端形成反偏电压，与电容C20共同加速未级功率管的开关速度，起到减小输出级开关失真的效果，这个开关失真跟整流管工作时产生的开关失真在原理上是一样，它会产生大量高频成份。所以B类功放的开关失真也是影响听觉感受的一个方面，这是我为什么这次要选用这种输出结构的原因所在。R25、R26、R27、R28为射极输出电阻，选用0.1Ω是想增加交越区宽度，这样偏置电路的热跟踪方面要求可以降低一些，因为宽度越宽其优化偏置的电压范围也越宽，这是我为什么要选0.1Ω的原因,当然缺点是最优偏置时的静态电流较大，两对管约420MA的静态电流，但换来的是好听的声音想来也算值得。

偏置电路：采用常见的VBE倍增器方式，Q14为热耦合管，通过微调电阻R33来设置乙类最优偏置，令交越失真最小化。C25是信号通路电容，使上下两个节点信号保持一致。

前级电路：前级选用NE5534运放将输入信号小倍数放大，保证爆棚输出时能提供足够的放大能力。当然最主要的目的还是进行阻抗变换，为功放输入级低阻输入提供充足的驱动。完成这台功放后实测这个NE5534前级失真非常非常小，这也为整台功放的小失真提供了保障。

保护电路：过流保护是通过检查功率管射极电阻R25、R26压降，采用的是单斜率电压电流限制,通过Q6、Q7导通与否来实现限流保护。D7、D8为箝位保护二极管。直流保护采用的是μpc1237集成电路，通过继电器通断进行保护动作。直流保护电路RC滤波器时间常数采用47KΩ+47μF的一阶滤波组成，能在100ms内辨别出有无直流成份并产生保护动作。

2、关于功放输出阻抗：

输出阻抗关系到功放的阻尼系数，阻尼系数越高，吸收喇叭反电动势就越强。我做的这个电路不但使用两对输出管，而且使用了大环路负反馈方式来进一步降低输出阻抗，输出内阻可以轻松控制在0.03Ω以下，保护继电器触点还特意引入到大环路负反馈中，并选用欧姆龙无感音频用继电器，且两路合成一路使用，内阻也下降为单组的1/2，这样接入负反馈后继电器的接触电阻几乎可以忽略。补尝网络输出电感内阻小于0.001Ω，8Ω音箱以平均值7Ω来计算，代入公式算得这台功放的阻尼系数能达到225左右。

功放电路最终决定采用双42V直流供电设计，前级为双12V稳压供电。在没有进行实物制作之前，还是先用计算机来仿真此线路的性能。

见下图：频率为100HZ，负载为8Ω，输出75W时的失真为0.001%。