笔者是一个音响DIY爱好者,虽说现今高烧早已退去,但偶尔心怀技痒,将功放调整的一点业余方法提供大家参考。还是老方法,不动用专业仪器,所有的调整建立在正确的电路设计上!就以naim NAP140为例,真是最基本最原始,也是最正确、最经典!
笔者是一个音响DIY爱好者,虽说现今高烧早已退去,但偶尔心怀技痒,将功放调整的一点业余方法提供大家参考。
还是老方法,不动用专业仪器,业余条件下想用也没有,有了也不全,只好万用表打天下。
声明:所有的调整建立在正确的电路设计上!最近naim较为热络,就以NAP140为例,真是最基本最原始,也是最正确最经典——其实玩到今天,各种功放和音箱喇叭一样,原理上没太大区别!
调整三要素:
1、业余条件下管子的配对。
2、静态工作点调整。
3、动态工作点和补偿调整。
先上NAP140滴直流简化图,去掉了保护和补偿元件:
看看这个电路,早期的准互补,居然还有个交流反馈隔离电容!说穿了就这个电路而言,要出好声的关键就在于:元器件的质量和特性,要求尽量采取原电路标注的元器件型号;电路工作状态的调整,就是不轻易改变电路器件参数数值。
业余条件下管子的配对
DIY任何功放,不配对恐怕不可行。就这个简陋的土方法,40只MOS管,才配出两对,同一型号参数的离散性.......
管子配对要符合根据原理电路条件,就NAP140而言,先搭个配对板,如下:
图中的绿点代表接插件,方便接入管脚。接好管脚,接入电流表,电流基本一样的管子就选为对管了。配对就是配管子的Vbe。
实物板
实物是用来配MOS管的,两者道理一样的。只不过是配Vgs。
上面是配出来的管子,配一对容易,配两对基本相似的有点难。
第二图再改下限流电阻,顺便把NPN的小管也测下,弄个电流一样的,粗配的差分对管也出来了。
配复合管
把那个配管的板改一下电源极性,换个PNP,测出所用PNP的小管-。
测出PNP的电流,和前面测出的NPN,配出一对电流相近的,配准互补。要想再仔细点配准互补,还是搭电路,先接上大管,插小管,测电流,配出电流基本相似的准互补对管。方法也简单,就不赘述了。
配差分对
准备工作就算敷衍完了。
下面就要来进行静态工作点的调整。为了叙述的方便,先附上直流电流图(都取近似值):
要DIY一个电路,搭接之前最好先画下直流工作点简图,计算下各节点电压和电流,这个其实很快,如上图。
静态调整的最终目的就是使中点电压为零。预先估算下能省去不少麻烦。说下计算方法:
静态平衡时中点为零,TR9的Vbe=0.6V,TR7的射极100欧电阻上就流过0.6/100=6mA。
TR8的发射极上有个二极管,这个压降也是0.6V,同理,TR8也流过了0.6/100=6mA。
TR10的Vbe=0.6V,TR8的集电极电流也是0.6/100=6mA。
TR4的集电极到恒流源TR6的集电极之间的电压:(两个0.22欧的压降可以忽略不计,由于所有的基流很小,可以忽略不计,对计算结果影响不大。)
TR4的集电极到中点的电压=TR7的Vbe=0.6V + TR9的Vbe=0.6V=1.2V。
TR6的集电极到中点的电压=TR8的Vbe=-0.6V + 二极管的Vf=-0.6V=-1.2V。
TR4的集电极到TR6的集电极=2.4V。
TR4的Vbe=0.6V,集电极电流=TR6恒流源的电流=0.6/68欧=8.8mA。
[page]差分对管的电流由恒流源TR3决定=0.6V/620欧=0.98mA.这个电流由差分电路原理可知,是均分的,也就是说:I(TR1)=I(TR2)=0.98/2=0.49mA。可是,由于TR4的Vbe=0.6V,那么,TR1的集电极1K电阻上的电流必定是0.6/1=0.6mA,由于TR4的Vbe的钳位作用,TR1的电流也就变成了0.6mA。
由差分电路原理可知,TR1的电流增加,必然导致TR2的电流减少,于是TR2的电流就必然是0.38mA。问题接踵而至!
这么个简单的电路,就由两准互补对管,一个电压放大管TR4,一个差分对组成,真是“简洁至上”,要说对音质起作用,也就这几个货。
其余的TR3,TR6不过是恒流源,这两个管对音质起不了决定性作用,TR5是偏置管,虽然能影响音质,但也不会太大。
简单的解析还是有好处滴,终于有个不同点了——就在于差分对和TR4的组态!继续的解析有点繁琐,虽说小小一个差分对,牵涉到的理论还真不少。
先说简单的:这么一来,22K就有存在的理由了,TR1和TR2的发射极各自的100欧电阻就必不可少了。(看到也有省去这两个电阻的,有点悲剧)
搭上电路调整了,按前面的准备工作,管子都挑选好了,对号入座就行。
留下TR9,TR10功率管暂不安装。
把TR5偏压调到最小,计算可知起始偏压大概在1.6V左右。通电,慢慢调高偏压,使TR6,TR7的发射极100欧电阻上的电压慢慢升到0.6V,并且两个100欧电阻上电压应该相等,如果不相等,证明两管匹配有误差,一般误差在5%可以认为合格。
看看中点电压是多少,匹配误差不大的话,中点应该能保持在20mV以下。一般就是不做准备工作,就这么随机焊接其实也是不会有太大的问题的,无非就是中点电压高点低点,就是反复焊元件容易损伤焊盘而已。
1、不上功率管之前的调整:
先说说中点为零,中点视为一节点,要使中点为零,必须流入节点的电流=流出节点的电流。简单的戴维南定理。
此时的中点电流预设值为流入6mA,流出6mA,即使有偏差,数量级也很小,差分的调节功能应该足以应付,顺利的话,可能都不用调整,要想再调精确些,调整的电阻为TR1和TR2的两个发射极100欧电阻。
TR1和TR2的两个发射极100欧电阻就是用来调节平衡的。举例来说:TR1的电阻减小,那么中点电压就上升,反之亦然。运气好的话,可以调整到5mV以下。
现在可以接功率管了,接入功率管,中点又会有变化,因为节点电流又变了。这时候就要调整TR7发射极100欧电阻和TR8集电极100欧电阻,使节点电流进出相等。
以上所说得电阻阻值都是微调,阻值变化以不大于10%,比如说100欧最多减少到90欧,增大不超过110欧。
如果调整中点变化迟钝,那是管子配对误差大,必须重新配管。
有人会说,要是要个96欧怎么办,又抑或是要个103欧怎么办,OK,不用串并电阻的方法,用CF碳膜:这个误差于大5%,挑出需要的阻值皆可。用上一两个,还可改改声。调整的元件都是有的放矢,要根据电路原理对应的。
最后,看看中点怎么样,再微调TR1基极24K电阻,挑选CF碳膜,这个是最后的调整了,看看中点能调到多少就是多少了,就这个料咯。
前面都属粗调,需要慢慢细调的还有:
1、没有详细解析的有TR1和TR2的两个射极100欧电阻,这个电阻对音质影响脚大,表面上看是平衡电阻,仔细研究一下,其实差分对管以被设计者人为地不平衡了,那么还有存在的意义吗?答案是肯定的。它起了另一种作用。
2、有很多说低音偏少的,换个说法就是感觉推力还是稍差。——其实这是个共性的问题,存在于任何功放之中。
经典的三极管电路是电流推动型:
电压放大管在大动态的情况下要有足够的推动电流,此其一。复合管的转移特性斜率配得越大(这个要求对电压放大管也适用)对电压放大管索取的基流越小,低音越好,此其二。说点泄密的,复合管转移特性斜率起始弯曲部分的形状,最终决定一台功放的音质和音色。而这个才是好声调整的要务,当然这个业余条件就做不到咯,上晶体管图示仪配吧。
3、温度补偿:
这个一般鲜有涉及,一台功放,如果在10度的时候,静态电流为 XX mA,那么到50度的时候也是 XX mA * +/-10%。反之亦然。这个才是好功放。
140的绝招(这招在英国的机器上都会用):巧妙的利用低板散热。可是当我发现底板热了,它使整个机器处在一个均温的条件下工作!
没有解析的就剩如图中的红框电路了,我们下篇再谈吧!
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