用LM3886TF打造一款与电子管功放音质相媲美的功放

l 、，、，vvvv．r8dio．corn ．on L 一 ～ 端 ■一 帮黜 ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ 用LM3886TF打造一款 ■_ 黼 ■_ ■ _ ■_ ■ _ ■_ ■_ ■_ ■_ ■ _ ■ _ ■ _ ■_ ■_ ■_ ■ _ ■ _ ■ _ ■_ ■_ ■_ ■ _ ■ _ ■_ ■_ ■_ ■ _ ■ _ ■ _ ■_ ■_ ■_ ■_ ■_ ■ _ ■ _ ■ _ ■ _ 与电子管功放音质相媲美的功放 文／田 凯 随着近几年电子管功率放大器的 兴起，很多发烧友纷纷放弃以前的集 成功率放大器，转而向电子管功 率放大器发展。本人也装过几台电子 管功率放大器，其试听效果确实比集 成电路功率放大器要好些，．但在实践 中我的体会是：(1)业余条件下对电子 管功放的交流噪声不易控制，需反复 调整才能消除 (2)业余条件下绕制输 出变压器，性能不易得到保证，主要是 受设备和工艺的限制；(3)输出变压器 是决定电子管功放音质的关键，在所 有元器件不变的前提下，换用不同厂 家的输出变压器其音质也会发生变 化 (4)电子管功放性价比不如集成电 路功放，一台功率相同的电子管功放 的造价是集成电路功放的4～8倍。 目前市场上集成电路的价格已降 到很低了，尤其是二手电器市场更低， 而且大多数集成电路都具有比较完善 的保护功能。能不能用集成电路打造 一 款能与电子管功放音质相媲美的家 用集成电路功放呢?我最近做了一个 尝试，打造了一套采用集成电路功放 VT3与VD1、VD2和R16组成恒流源 为差分输入级提供恒定偏置 电流。 VT10用来放大取自VT1集电极的单 端输出信号，VT9作为VT10的恒流 源负载。VT7是电压减法器和RP2共 同作用调整功率输出级的静态电流。 vT13和VT14是互补推动管，与输出 级功放管VT17、VT18复合成为准互 补输出级。R54、R55是复合管的发射 极电阻，作用是限制输出电流的稳定 工作点。VD13、VD14是输出保护二 极管，用来吸收扬声器反馈到功放输 出级的反向电动势，保护输出管不被 过高的反向电动势击穿。R18、R39、 R38、C8、C10和 C22组成负反馈网 络，C8和C10是反馈隔直电容，R18 和R39决定放大器整体电压增益，C22 和R38构成相位补偿网络。电源电路 采用传统的单全桥整流、双滤波电容 结构，需要电源变压器具备中心抽头 或双绕组结构。笔者不提倡在大容量 滤波电容上并联小容量薄膜电容的做 法，原因是小容量的薄膜电容高频特 性非常突出，容易破坏整体滤波电路 的音色，使得声音中的高频成分突出， 整体平衡感不够理想。功放的保护电 田 电 路十分重要，恰恰也是业余制作中容易 被忽视的部分，这里的保护电路主要针 对功放容易出现的不稳定因素，如输出 直流电压检测、输出级过载检测、电源 缓启动和断电防冲击等保护措施。 三 元器件选择 由于功放电路结构比较简单，所 用的元器件性能就显得很突出。信号 输入端采用ALPS27型双联音量电位 器，旋转力矩适中、磨损小、寿命比 一 般音量电位器长。输入耦合电容采 用nichicon MUSE系列音频专用铝电 解电容，其采用无氧铜引线信号失真 小，音色平衡 自然。输入级差动管 VT1、VT2宜选用2SC2240低噪声音 频放大专用管，VT9、VT1 0采用 2SD667和2SB647中功率大电流对管， VT13、VT14推动管选择的余地比较 宽 ，这里采用常见的T I P 3 1 C和 T I P 3 2 C互补对管，也可以采用 2SC2275和2SA985等高频中功率对 管。准互补输出级功率管VT17、VT18 选用了2SD1047，此管中高频特性好， 声音解析力高，批量参数一致性好，而 且价格低廉。电源变压器是功放的心 脏，推荐使用初级空载电流小、震动 噪声小的优质环形变压器，功率不小 于 1 5 0 V A 即可。整流全桥采用 10A400V方桥，滤波电容采用两个 Rubycon 1 0000“F／50V小体积铝电 解电容。保护电路以NEC产 pPC1237 为核心器件，输出采用 10A大电流双 路继电器。 四、电路调试 整机只有输出级静态电流需要调 整。在元件安装确认无误后，先将多 圈电位器RP2和RP3逆时针旋转到 底，通电热机5分钟后分别顺时针调整 RP2和RP3，同时测量输出级功放管 发射极电阻上的直流电压。当调整到 此电压约为 10mV时，相当于输出级 静态电流为20mA左右即可。此时若 使用变压器次级电压为交流双22V， 负载扬声器阻抗8 Q，每声道最大输出 功率为40W，信号失真小于0．05％，阻 尼系数约为100，恰好可以推动中小型 书架式音箱，由于此功放属于AB类 OCL电路，发热量不大，可以直接利 用金属机箱作为功放管散热器使用， 节省安装空间，整机体积小巧，非常 适合中小住房面积的听音环境。有兴 趣的音响制作爱好者不妨一试。⑩ 维普资讯 http://www.cqvip.com * ； Ⅲ 。 2口口7．口B总第537期 Lin 。。 0l47 2 2 孽 I} l 上I r_] 上 2 叮俐 I导7导 J ． j． J． I —- lk 孽喜 ’lOp． 弼TIP41_-难T6~Y I 。 300 TIP41 — 6 3 22o I亍47 十上 o· 蠢v J l 一 +35V D1k ~T10／．t 20k - 35V 船 28 VAC o o=L 1<＼针 o——+—— 图 1 的家用音响系统。邀请多位发烧友盲 听(对比电子管功放为6P3P推挽30W 功放)，大家均认为与电子管功放相 比，听不出明显的区别。下面向大家 介绍这款集成电路功放的特点。 前级由电子管6N3组成10倍放大 ；声 o 、 ca 。 s |t 一 器，该电路是参考世界名机马蹄诗，具 有浓郁的胆味，只是屏极电压降为 6 0 V。功率放大采用美国国半的 LM3886TF集成电路功放组成BTL电 路，具体电路如图1所示，前级的电路 印制板图如图2所示，功率放大部分的 印制板图如图3所示。功率放大部分与 其他常用电路不同的是输出变压器， 这正是本功放特色所在。也许有的发 烧友认为这是画蛇添足，其实不然，这 个输出变压器在这里将起到以下几种 作用。 第一，使功率放大器与负载实现 良好的阻抗匹配，按照LM3886TF集 成电路组装的BTL电路，从理论上讲 输出功率能够达~U2oow，但在实际应 用当中根本达不到，音量一大就会出 现过载失真，电路自动保护，散热器 发热严重等现象，究其原因是集成功 放自身耗散功率不足，电流输出能力 差所致，这也是普通集成电路功放的 一 个通病。现以LM3886TF为例来分 析，当电源电压为±35V，其输出功 率为50W／8 Q，按照 P X尺=U的 公式，推导输出电压为~／50 X 8=20V。 如果组成BTL电路，其输出电压为 40V，在8 Q负载上将产生 5A的电 流，而在低频段，扬声器的阻抗远低 于8Q，有些甚至低至2Q，所以集成 功放就会出现过载。在本例功放中输 出变压器初级阻抗设为52 Q，按 ／ 尺公式，其输出功率=40 ／52=30W， 这样将使LM3886TF在很轻的负载下 工作，其性能指标就能得以保证。次 级可根据所用音箱的阻抗选取。 第二，输出变压器使功放与扬声 器之间实现了隔离，大大减小了扬声 器运动中产生的反电动势，把反电动 势对功放的影响降至最低，使重放的 声音更加准确和干净。 第三，输出变压器是一个电感器 件，根据电感的特性，任何一个信号 经过它都是电流逐渐加大。当信号消 毛 电l田 ● o ● O — n 上T．T上T T士 T 砉童 U 士 T )10卜寸： 维普资讯 http://www.cqvip.com 。舭 。舭 o" o舭 O O O O妒 O (虚线为跨接线) 220mm 图3 失后，储存在电感中的能量并不会立 即消失，而是逐渐释放出来，这样就形 成一种软失真。由于这种软失真与人 的听觉特征非常吻合，所以感觉音色 柔软富有弹性，输出变压器在这里起 到校声的作用。 在制作过程中，应精心挑选元器 件 。本 列中前置 电子 管放大器 、 LM3886BTL功放及同轴扬声器都有 邮购单位可以选购，只是输出变压器 需 自制。自制输出变压器的方法如 下：首先确定所需的输出功率，按照 输出功率的1．5～1．7倍选取铁芯，铁 芯用E形、环形均可。环形铁芯穿绕 更容易一些。漆包线的线径可按3A／ mmz输出电压来确定。因计算推导需 要的篇幅太大，这里只给出结果。以 口 }毛 晚 本文功放为例，LM3886BTL电路最 大输出电压为40V，初级阻抗为52 Q， 输出功率为30W，铁芯功率为50W， 用40V ×1．25(系数)得50V，查出 铁芯选取为每伏3．8匝，得初级为 190 匝。次级匝数的选取由阻抗变换公式 计算132、／R1／R2=~／52／8=2．8：1(为 初级与次级的匝数比)，用初级匝数除 匝比即为次级匝数。如果读者有兴趣 自制输出变压器，本文再给出美国国 半公司其他集成电路相对应的自制输 出变压器的参数，见附表。 由于本功放的性能较好，特意为 其打造了一对同轴全频传输线音箱。 扬声器采用索尼6．5英寸同轴全频扬 声器，箱体采用了传输线方式，箱体内 部形成了一个2．8m的管道，它的谐振 频率约为30Hz，使低频能够潜得下 去，重放时低音收放自如。箱体尺寸见 图4，制作工艺与一般箱体一样没什么 特殊要求，输出变压器可按自己的实 际情况装在机箱里或者装在音箱里均 可。输出变压器的接法有三种，见图5 (a)、(b)、(c)。图5(a)的接法胆味 最浓，而且对扬声器有很好的保护作 附袭 用，图5(b)的接 法高、低频的频宽 比图5(a)接法稍 宽，听起来比图5 (a)更清亮一些，图 5(c)是中、低频扬 声器与输出变压器 直接连接，高音扬 声器则通过一只 电 容耦合后链接，这 样可使高频稍突出 一 些。制作者可根 据自己的喜好来选 择使用哪种接法。 如果现已有音响系 统的朋友，想改善 一 下原系统 的音 色，也可购买或自 霉§l亳繇 臻确每 l帮I褥l鼹辍 馥喇 鞠蛳鲫攀 LM 1875 25W 320 160 15W LM1876 25W 320 160 15W LM3876 30W 27o 120 2oW LM3886 50W 190 70 30W TDA2030A 20W l 55 70 l0W TDA7294 50W 190 70 30W TDA7295 50W 190 70 30W 制一对输出变压器接在原功放与音箱 之间试听一下，感受一下输出变压器 对音色的影响和变化，本台功放系统 的全部造价仅800元，与同样功率的 6P3P推挽功放相比是非常超值的。@ 维普资讯 http://www.cqvip.com