集成功放沒(méi)有測試配對的煩惱,外圍電路簡(jiǎn)潔,制作的成功率高,是愛(ài)好者DIY的首選,在IC種類(lèi)、指標越做越理想的今天,可供選擇的元器件非常豐富,音質(zhì)、音效也越來(lái)越好,制作得當的話(huà),效果不輸分發(fā)燒友推崇的分立件放大電路。集成電路存在主要問(wèn)題是,功率IC的功率、電流輸出能力往往不盡如人意,在驅動(dòng)一些低阻抗或靈敏度低的“大食”音箱時(shí)往往力不從心。
為解決集成電路輸出功率不足、輸出電流不夠的問(wèn)題,BTL(橋接)、并聯(lián)等電路被開(kāi)發(fā)出來(lái),在很大程度上彌補了以上缺點(diǎn),最著(zhù)名的例子當屬jeff roland,使用NS公司的LM3886并聯(lián)橋接,做出了價(jià)值12萬(wàn)元人民幣的頂級放大器,聽(tīng)過(guò)的人都對其強勁的驅動(dòng)能力和音色贊不絕口。這里有個(gè)有趣的小故事,筆者有一位長(cháng)期為音響雜志供稿的音響評論人朋友,在廣州海印聽(tīng)jeff roland驅動(dòng)B&W801,氣勢、音質(zhì)沒(méi)什么可挑剔的,一曲做罷,音響店老板得意的炫耀:“jeff roland設計就是沒(méi)的說(shuō)!用LM3886能做出這樣的機器來(lái),勘稱(chēng)絕技!”對電路有一定研究的朋友當即暈倒在沙發(fā)上……不知道這位朋友了解價(jià)值3萬(wàn)多元的MBL5010和價(jià)值5萬(wàn)多元的MBL6010是用1元多一片的NE5534做主放大電路后,會(huì )有怎樣的表現。
集成電路一般輸出功率有限,除了最近幾年出現的DRV/MAP系列IGBT放大組件外,一般IC大多只能做到5、60W的輸出功率,這還是在最好的外圍環(huán)境下達到的極限值。一般來(lái)說(shuō),最進(jìn)簡(jiǎn)單的增大輸出功率的方式是使用橋接電路,常見(jiàn)的橋接電路如下:

這個(gè)是最典型、應用也最多的橋接電路,工作很穩定,缺點(diǎn)是下臂信號從上臂輸出選取,在相位上肯定要滯后一些,因此相位失真大一些。
改進(jìn)型的BTL電路如下:

這個(gè)電路上、下臂取信號在同一個(gè)點(diǎn)上,因此基本不存在相位失真問(wèn)題,但反相電路輸入不能開(kāi)路,否則等效于開(kāi)環(huán)放大,必然發(fā)生自激,也就是說(shuō),這種電路結構最好是有個(gè)前級電路。需要注意的是,反相電路的增益計算公式與同相電路不同,切記Rf2與Rf1不能取相同值,否則電路上、下臂波形不對稱(chēng)。
第二個(gè)電路如果進(jìn)行深入分析的話(huà),還存在一個(gè)問(wèn)題:反相放大電路的音色受外圍電路、特別是阻抗的影響很大,大多數條件下,很難做的與同相放大電路完全一致。筆者曾用一只LM4766T做實(shí)驗,一路做同相放大、一路做反相放大,使用兩只完全相同的無(wú)源音箱來(lái)聽(tīng)音,結果是兩者在音色上區別非常明顯。
橋接電路因為上下臂放大倍數、相位、音色上的差異,往往不能精確對稱(chēng),因此很多人說(shuō)到全平衡放大器時(shí),往往都覺(jué)得聲音比較“粗”。有人試圖用完全一致的兩個(gè)同相放大電路做電流輸出,在電路前使用非平衡---平衡轉換電路來(lái)避免此類(lèi)問(wèn)題,但常見(jiàn)的轉換電路實(shí)際也存在上述的弊病,最理想的非平衡轉平衡電路實(shí)際上是帶中心抽頭的變壓器,可完全避免相位不對稱(chēng)問(wèn)題。但使用變壓器做轉換器的話(huà),音色、頻響則非常依賴(lài)于變壓器自身質(zhì)量,必須使用性能優(yōu)異的產(chǎn)品,jeff roland使用的是JENSEN變壓器。
橋接電路理想狀態(tài)下,輸出功率是OCL電路的四倍,但是因為電流輸出能力等問(wèn)題,一般只能做到2—3倍數。同時(shí)橋接狀態(tài)下,等效是負載阻抗降低了一半。功放電路對揚聲器的控制能力一般是用阻尼系數來(lái)表示,可簡(jiǎn)單的認為阻尼系數等于揚聲器(音箱)阻抗除功放電路內阻,阻尼系數高的放大器對音箱控制能力強,低頻不拖泥帶水,大動(dòng)態(tài)失真小。集成電路內阻高,電流輸出能力較差,阻尼系數本就不高,再降低的話(huà),對揚聲器的控制能力就更差了。
為解決阻尼系數、電流輸出能力的問(wèn)題,人們開(kāi)發(fā)出了并聯(lián)電路,最簡(jiǎn)單的并聯(lián)電路示意圖如下:

并聯(lián)電路等效是在放大倍數不變的情況下,電流輸出能力增強2倍(當然也可以是多倍),電流輸出能力增強后,電路的阻尼系數、對音箱的控制能力都明顯增強了。理論上說(shuō)并聯(lián)電路的輸出功率與OCL電路沒(méi)有區別,實(shí)際考慮到一般集成電路的電流輸出能力有限,大功率狀態(tài)下往往電流輸出跟不上,失真比較大,因此來(lái)說(shuō)并聯(lián)電路的輸出功率往往要大于OCL電路。
并聯(lián)電路因為是多路OCL并聯(lián),并且有各自的反饋環(huán)路,因此一旦有某一路輸出有直流漂移、或者是增益不一致的話(huà),很容易因為反饋校正的原因在集成電路之間形成強烈的短路電流,造成上電瞬間集成電路炸毀。
解決這個(gè)問(wèn)題的方法,一是使用高精度電阻來(lái)保證各路增益保持一致,并在輸出端使用均流電路;其次是使用直流伺服電路來(lái)校正輸出零漂,典型電路如下:

處理好并聯(lián)的增益精度、輸出零漂問(wèn)題,橋接電路的增益、相位問(wèn)題后,就可以搭建具有大功率、強電流輸出的并聯(lián)+橋接電路了,簡(jiǎn)單的示意圖如下:

上圖為簡(jiǎn)便起見(jiàn),只畫(huà)出了4片IC的并聯(lián)+橋接電路,實(shí)際在解決好并聯(lián)與橋接的問(wèn)題后,完全可以搭建更多路的并聯(lián)橋接電路,jeff roland的放大器其實(shí)就是每聲道16片LM3886,上、下臂各8只的設計,在電源充沛、散熱良好的情況下,能將B&W801推的虎虎生風(fēng),可謂電路設計的頂尖之作。

我司長(cháng)期致力于功放IC的推廣銷(xiāo)售,詳細的產(chǎn)品資料及銷(xiāo)售信息請查閱:http://www.webuyspringsrealestate.com/product_1001.htm
|