經典FET輸入甲類前級

2021-01-04 電子產品世界

經典FET輸入甲類前級

本電路是參照《無線電與電視》雜誌2000第一期的《電池供電高級純A類分立件前級放大器》黃小鳳所設計的電路加以補充的一個經典電路。其中列出了原電路中沒有註明的R3、R4、R7、R10、R18、R19、C2的具體參數，該參數是由「新客」老師經過周密計算和認真推敲得出的。由於此線路有著純甲單端的純淨甘甜，速度感和瞬態響應優異，故特與燒友們一起分享。


本前級實際是一個20dB的平直放大器，其主電路如圖1所示，從圖中可以知道，它是一個經典的兩級差分放大和單端挽推DC化電路。除DC化措施外,其電壓放大和挽推輸出級均工作於純甲類狀態.由於甲類放大的的工作點手機在最佳負載上，靜態電流的取值為最大電流的擺幅的一半,挽推管又是一起工作的，只是一管電流增加另一管電流減少，所以對猝發信號的反應極為敏銳,不象有的AB類或B類的輸出電流對應輸入信號有拖沓的滯後現象,不存在開關失真和交越失真.此外,對電晶體的Ie-Vb的非線性失真也可以很大程度上的抵消,使嚴重危害聲音甜美的奇次諧波失真最小,儘管他的效率不高但用在前級之中,卻是物盡其用的明智之舉。
要獲得純淨而低噪的重放,高素質的電源的一個特別重要的基礎。國外進口名機對電源素質極為重視,可見電源的好壞對整機的素質有決定性的影響,因此我們效仿高檔名機對電源採取電池供電的形式,使其達到更高的水平,電池可採用6隻6V/1.5A，質量較好的免維護蓄電池，每邊三枚做正負供電。這樣一方面為取得良好的音質打下了堅實的基礎，另一方面也省去了設計複雜，製作難度較高的電源電路。「前級電路(電源附圖）」是該機的充電電路。
一個好的前級，不但要有好的電路設計，好的電源，還要有好的元件支持，其中是缺一不可的。由於本電路的元件不多，所以採用高素質的精品元件並不會有很大的難度。而且採用較好的元件還可以幫助克服本機一個DC化的弱點，就是直流零飄的問題，嚴格的選配電晶體可以很大程度上對輸出端保持零電位有保證。
由於輸入級處於放大器的最前端，它對全機信噪聲要求十分苛刻。一般雙級型電晶體由於噪聲特性不是十分理想，所以難以勝任，為取得較好的低噪聲特性，該前級用了高跨導Gm結型場效應（JFET）組成的高阻抗，大動態，低噪聲差動放大器，但使用高跨導的FET管也有其利弊，因為在結構上 FET管的輸入電容及反饋電容較大，所以對音色有一定的修飾作用。至於你喜歡膽之溫暖或石之清麗就見仁見智了。本機的輸入級是使用了市場上常見的高跨導Gm結型場效應管-NPD5564S，由於此管是孿生結型管所以其內部特性一致，不用配對。可以省去不少時間。採用結型場效應作為第一級差分放大也有一個好處,就是當工作電流ID取得較大時保證大的動態範圍和輸出大的過渡電流給R10,C2充電.用這種管作差分輸入時在工作電源較大時噪聲仍然十分小,靜態電流為1.2mA,在兼顧信噪比的前提下,取較大的表態電流不僅提高了該級的搞過載能力,電壓轉換速率和頻寬都有了相就的明顯改善。面用普通的雙極型電晶體作差分放大級時,工作電流一大,電流噪聲必然會劇增,人面使整機的信噪比劣化。
輸入級的雙端輸出使得電壓放大僅出構成差放形式,兩級差放的市共模抑制比使得本機中點直流失偏電壓飄移極小.如圖所示,第一級的負載,R10和C2為雙極點頻率補償.BG2,BG3為BG1組成一個共源共基電路,以減小GB1兩管的極間電容影響,這樣就改善了的高頻響應.為了提高共模抑制比(CMRR),共用了一個恆流源,該恆流源由BC4,D1,D2,組成,B5為鏡流級,由於發射極電阻與集電極電阻大約相同,因此其集電極輸出波形與發射極波形大小相同,只是方向相反.通過BG5鏡流級使BG3輸出加到BG6與BG4輸出加到BG7信號幅度相同,BG6與BG7組成差分推挽電路,同時作為BG8,BG9的偏置電壓,BG8,BG9組成對稱的單端推輓輸出級,以獲得較大的輸出電流及較低的輸出阻抗。
第二級所用的管子是東芝的C2240，Hfe>250誤差最好保證在3%之內，也可以選用Vceo>120V,Icm>50mA,Pcm>200的管子，但要注意管子的一致性。這樣才能保證有更好的聲音和更好的穩定性。
最後一級同樣不能馬虎，要求管子參數為Vceo>160,Icm>50mA,Pcm>750mW,fT>50MHz,符合以上要求的管子的市面上有不少，其中較有口碑的有人立的D756、B716，D667、B647，還有東芝的A1145、C2705等，本機則選用了大家所熟悉的2SB647、2SD667，對該管的要求是在Ic=10mA狀態下配對誤差為>2%。
最後對於其他元件很不能有所大意，電阻最好選用菲利浦的五色環電阻功率為1/2W誤差也應儘可能的小，電容方面市場的選擇很多，但切記要使用較高素質的正品電容，同時整流電容的一致性也不容忽視，因為正負極電容的充放電時間的不同，會使電源不平衡，從而產生低頻自激，輕則聲音變壞，重則影響到整機的正常工作。所以電容誤差應控制在3%之內。電位器選用ALPS的塑封型電位器，其他電位器可選用我近日的電器市場見到的一種叫COPALD的電位器也是塑封型的，是日本生產的售價在2-4元之間。為度金引腳，外型小巧，品質優良傳輸線為特富龍度銀線，焊錫也最好使用含銀錫。機箱的選用就視乎自己的條件自行選擇，但要注意抗震。
整機布局可分為三個小機箱，左為電源包括：變壓器、充電電路，中間為電池組，右邊則為前級電路，布線方面要短而不亂，最好對敏感的走線加以屏蔽。
調試方面只要元件素質符合要求，本機調試並不複雜，首先的電池的電壓，而後先使輸入端對地短路，微調W3使輸出端為0V，後調W2使R9兩端電壓差為5V，最後的W4使BG5、BG6的集電極對地電壓為-1V，完成後靜侯30分鐘，再接通電源對以上步驟重新調試，使輸出中點電壓為0V即可。


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