发烧功放BA-2 diy老外设计的

诚信家维 · 发表于 2013-1-2 12:25

介绍
在燃烧放大器1，我们研究了放大器电路设计，以配合我们给了一些与会者在去年十月的燃烧放大器节在旧金山海湾地区的硬件。这个第一个设计中心，有四家银行的平行N沟道MOSFET功率输出级。这是一个单端A类放大器，可提供高品质的声音，只有局部反馈。

燃烧放2将使用几乎相同的前端和电源连接到N和P沟道功率MOSFET的追随者在一个推挽式A类配置的互补性银行。

推挽A类输出级的BA-1的单端输出级有一个优点，因为它可更有效地操作，并提供了高得多的输出电流低于8欧姆的负载阻抗。

概念
至于与BA-1，该放大器的电压增益的阶段，使用匹配的P沟道JFET的差异接受一个平衡或单端输入信号。一个N沟道MOSFET的JFET的，提供由一个本地环路控制的单端电压放大。输出级是一个A类推挽功率的跟随者，偏向由TL431单片并联稳压器。

这里的部件数将对应于那些在后面的，更详细的原理图。我们看到的JFET输入偏压通过Q202的电流源，电压增益晶体管Q203，输出偏置电压源Q13和输出功率的追随者Q1和Q2的差分对Q201。 R204的前端是通过局部反馈。 R201等于R202，R203等于R204和R204 / R202的比例的平衡前端的增益设置。 P201是可变电阻器调整的DC偏移的前端，和Q203驱动器R208，R209，和C208形成的一个自举源。

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电源供应器
这里是电源的基本原理图。这本质上是相同的许多发现在前面的文章中，如禅宗系列和第一瓦特放大器的电源。这些组件是相当普通的。作为典型的燃烧安培也许会消散300瓦，变压器要评估的至少两倍。二极管桥是200 +伏35安培，请你，你可以使用普通或花哨的高速桥梁。与这些机箱的各种变压器，我们的目标是拥有约+ /  -  25伏的电源轨。从18至30伏的电压是可以接受的，和次要远远高于20伏交流，操作使用串联的主抽头所示，可能会降低到所需水平的次级电压的变压器。

  C1和C2线周边的类型，因为他们将被过滤AC线电压。热敏电阻TH3 TH1通过高功率的类型，如梯形CL60。  TH1和TH2，抑制浪涌潮的开启，同时也减少了机械噪声变压器线路噪声高的条件下是有用的。你会看到，放大器的底盘是被直接连接到AC地球，和TH3是用来连接到机箱模拟地通过TH3的电阻，减少接地回路的问题。

  C3到C6是标准的大容量电源电容。的“长”燃烧的放大器底盘与并行输出设备“深”可容纳四个这样的电容，“短”机箱拥有两个。我建议业主的“短”的底盘找到一种方法，在前面安装两个以上的电容为C3和C4的放大器。您还会注意到10 uF的薄膜电容器在整个供应线。你可以删除这些，记住的是，使用它们的原型。

在供应的所有的电阻为3瓦或更高的类型，你可以看到R1到R8形成一个RC滤波器，以减少电源纹波的第二组电容器。

从布局的角度来看，你可以连接的电源就像你看到的示意图。这两个重要的事情要记住的是，地面标记STAR是一个你要带信号地。另一个问题是，在一些物理距离从变压器，AC线和整流桥和连接到它的导线，以保持信号布线。

输出级
一个以上的项目，因为这个输出级的目的是模块化的方法，我们会考虑本身的输出级。这里是“6深”的输出级的示意图。 “4深”输出级实现删去2对输出设备和相关联的电阻。所有部件编号在101和199之间。

1欧姆的电阻是所有3瓦特类型，和输出设备的最佳匹配的（）VGS内约0.1伏左右，在500 mA或左右。匹配的N沟道部分的P通道部分，这是没有必要或实际。 P101是用来设置的输出级的偏置电流，和P102是用来调整输出的直流偏移。

迎接新的前端。  （同旧前端）
前端与输出级，需要良好的独立素质。除了容纳单端和平衡式输入，我们想了一系列潜在的电压增益数字，摆动的能力，输出级的轨道，性能不会显着降低单机的输出级的性能。大多数放大器输出级括在反馈环路中的前端，但不会在这里的情况下。这在很大程度上是BA-1的相同，与所有输出级的偏置元件的去除：

在201至299的范围内的所有零件都编号。该前端电路是从BA-1不同在于它不包括部分偏置输出级 - 那些已被转移到输出级的原理图，以使这些项目在未来更多的模块化。它还删除的电容器C204，从前端的输出接地，因为它发生，BA-2的输出级的具有更多的输入电容比BA-1，提供一个干净的方波响应的更优化的量。我也降低了收益，虽然你可以把它放回去，如果你喜欢。

  Q201是一个双P沟道JFET的，2SJ109匹配的一对。这些都是在货源稀少（虽然燃烧着的放大器的收件人将各获得一对）。它们可以被取代的具有匹配2SJ74类型，和一些其他部分将具有较低的性能的作用。

  Q201 Q202和R205形成由一个恒定电流源偏压。  Q202，约10毫安的智能决策支持系统的N沟道JFET 2SK170，作为一个恒定电流源，通过简单的连接源极引脚GATE引脚操作。如果你不具有2SK170与10毫安Idss的，你可以并行2较小的Idss份。  10毫安数字不是关键的，并且电位P201中的值提供了灵活性。  R205占用一些，否则将被发现在Q202的耗散，保持耗散规格内。原理图上所示，你通常会看到大约10伏在这个部分，反映了10毫安的电流。

  R201至204形成平衡输入网络。  R201 = R202和R203 = R204，且增益R204/R202。补偿电容C201和C202形式的增益的高频滚降，而C201是不是严格必需的，它可以帮助保留在高频率的平衡输入共模抑制数字。

当操作与一个单端（RCA）输入，放大器的负输入端短路到地。您可以使用双输入接口，RCA和XLR与热RCA连接到引脚2（+）的XLR和RCA地面的引脚1。第3脚为（ - ）输入，可缩短到引脚1为单端输入的XLR。

两端出现的输出信号的输入JFET P201和驱动器的MOSFET管Q203的栅极提供的电压增益为前端的剩余。  P201提供了对在前端组件的预期变化的调整和用于设置前端的输出直流数字只。没有“滞后”的频率补偿。

的Mosfet Q203的漏极偏压由一系列3瓦的电阻R208和R209的值提供的电流大约为15 mA。收益在Q203的来源，是堕落R207 100欧姆，限制增益和改善线性度和带宽的这个阶段。

  R208和R209之间的点“自举”从放大器的输出通过C208。一个恒定的电流源在许多设计中采用，但这种方法是简单的。

你会注意到，RC网络的前端和输出级的输入端的输出节点之间出现。  C203在约2 Hz的频率滚降的低频响应，这里我选择使用10 uF的聚丙烯类型，作为唯一的电容在信号路径中。你可以考虑使用一个Elna的10 F丝电解，在这种情况下，你要定位，向R215 +极性指出的左侧。

  R210，R211，C205和C206组成一个电源去耦过滤器，这有助于保持低噪音过滤纹波从原材料电源轨。

施工注意事项
有关建筑的所有通常的意见适用于该放大器。应相匹配的VGS的并行输出设备，让他们共享当前，当然，我们注意到，所有的MOSFET，直至安装在电路对静电敏感的，所以他们应该以合理的谨慎处理。一旦保护电路中的D101和D102。

此放大器的散热是至关重要的，并且应该是足够的，晶体管被安装在其上的金属是在65摄氏度或更小，和散热片应该是在55摄氏度或更低。如果他们的要求较高，需要考虑通风，风扇和/或较低的偏置电流。在二极管电桥的电源应该也可以安装在金属上，散热片，和Q203最好是设置有某种形式的“推”选项卡散热器。

电源变压器的额定电流应在600 VA或以上。这个放大器的两个渠道将有可能吸引高达300瓦，而我们可以至少以2比1变压器毛利率。

安全第一：使用最小的值慢熔型保险丝，最多可容纳下连续运行。开始3A值提高到4或5A如有必要，。

更安全：机箱必须有可靠接地的AC接地，并应连接到模拟电路接地，直接或通过功率热敏电阻或二极管桥，如果有必要，以防止接地回路噪声问题。

初始开通和调整
当放大器第一发射了，最好是负载的情况下完成。在最低限度，你将需要的直流万用表，以分别调整的前端和输出级的直流偏移的数字。

最重要的事情要做，然后再应用电路的电源设置电位器，以“安全”设置。这意味着，P201和P102应设置在其“中间”位置，和P101应设置为最大阻力。您可以使用万用表确认，P101是最大的 - 在一个极端的你将测量随着电位的0欧姆左右，而在另一个极端，几K欧姆。设置的最大阻力极端。

功率使用自耦变压器™，检查该电路的电流消耗，提高交流电源电压，而这是非常有用的应用。重要的是监测电流的输出设备1欧姆源电阻的两端的电压，并且也检查R210和R211两端的过大的电压。这是最好的初步做到这一点的一个通道连接到电源的时候，这也是最好做到这一点，在AC电源电压低，在增加电压复查。

当你到达的地步，全功率输出级有低电流消耗，这是一个好兆头。设置P201到调整Q203的漏极电压大约为0伏。此值不是关键的，因为它是在任何情况下，从输出分离。

然后，你要调整放大器的使用P102，再次将其设置为0伏的直流输出。你会被调整了一遍后，后偏置输出级。

用万用表确认，以确认他们名义上接近这些值显示在原理图中的各种电压。您将要保持一个眼睛上的放大器，因为它温暖，你最终将重新调整电位器的值。

我建的放大器原型偏见的措施，为250毫伏在1欧姆源电阻的输出阶段中每个输出设备，在250 mA的输出级。您将要轻轻地一边看这个数字的1欧姆的电阻两端的电压调整P101。当你达到这个数字，在所有的1欧姆输出级的电阻，用万用表确认收盘值。

这一数字将徘徊向上的输出阶段热身，但它应该很好地稳定在一些更高的价值。仔细观察此，并定期调整P101，直到其稳定保持在250 mV的偏置数字。回来后，准备再次调整。

偏置电流数字不是一成不变的。如果你有大量的散热片，可以自由设置偏置在一个较高的数字。所示的250 mA设定结果在约6瓦每个晶体管的输出级耗散。如果你有大量的散热片，你可以考虑尽可能多的偏见的两倍，每通道的偏差为3安培。这将是每个机箱300瓦，最大这款电源和机箱所能预期的工作。

决定归结为热。散热片应该在一个稳定的温度，你可以把你的手放在散热片的散热片，约5秒。这是在50和55摄氏度之间，并且是理想的数字。正如前面提到的，你应该考虑好通风或较少的偏见，如果散热更大的。

你有其他选择。您可以选择使用更少的设备，此处所示的输出级。例如，如果您选择使用3对功率MOSFET，而不是6，则可能会增加一倍的偏见，在每一个相同的整体功耗为12瓦，。请记住，对在本设计中只反映是什么在燃烧放大器的机箱。其他一些单位有4对每信道设备。

对于较少的输出对，可以考虑使用比例较低的功率MOSFET源电阻值。例如，有2对，0.33欧姆可能是一个更好的选择大于1欧姆。

BA-1不同的是单端的输出级，在BA-2的推挽输出级可以被偏置在较低的电流的值，并且仍然能达到相同的最大输出功率。当然这样做落入B类（也想到了AB），这当然是首选削波。

在任何情况下，你有很大的灵活性，关于这个输出级的功率，偏压，你不必与单端A类电路，最大峰值输出电流是相同的值的偏置电流。

可以说，单端A类更音质纯净。如果你想要做的是驱动8欧姆或更大，较可能的情况下。

性能
喜欢的BA-1，测得的性能，这两个阶段是只是跟随器输出级的相媲美。下面是在1 kHz的失真与功率为8欧姆：

下面是在1 kHz至4欧姆失真功率比：

下面是在1 kHz到2欧姆的失真与功率：

BA-2显然拥有更多的能力到低阻抗负载比BA-1。

下面是在1瓦的放大器的频率响应曲线：

这里是失真与频率的关系：

这个数字值得讨论，因为它说明了臭名昭著的“IR P沟道问题”，即国际整流器P沟道MOSFET的跨导表现出了搁置在中频。对于互补的追随者，这显示二次谐波约200 Hz的增加，趋于稳定，约为1 kHz。这是一个真正的问题吗？也许是，如果你判断的规格，但我还没有从听众听到实际的抱怨，可能是因为二次谐波是相对无害的。这里是失真波形看起来像：

这有三种常见的治疗：

使用不同的P沟道MOSFET - 这个问题是特定的IR P沟道部分。
在反馈环路的输出级放置纠正它。
使用这些电路的平衡的输出级，其中所述第二谐波，将取消。

纠正这个问题与一个或多个上述中期将减少高频失真的一半或更多，这取决于你选择的治疗。

或者你可以说，“我，那个可爱的二次谐波肯定在寒冷的冬夜温暖的中音。”

在“杂项”下，测得的阻尼因子的放大器来在在约50（0.16欧姆的输出阻抗）。噪声大约为100 uV输出，平衡输入共模抑制比（CMRR）为-50 dB左右。

的声音
经过多年的演奏上的变化，这种电路是我熟悉的声音签名。它指出一个温暖的特性和稍软的顶端。  BA-1，BA-2的血统可以追溯到1992年的A75放大器，它们听起来有点像。

  BA-1是一个更好一点声音在低功率水平，但不能够被扩展到更高的功率水平或驱动低阻抗负载。相比之下，BA-2可以在较低的水平，如果必要的偏颇，没有打嗝，可以驱动低阻抗负载。  BA-2是一点点的顶部软，BA-1的顶部有一点点的细节。

这两种声音非常好，如果你花足够的时间与他们的温暖和柔软的顶端，可能会破坏你为其他的固态作品，所以如果你有很多的钱投资在L字或K字，或H字，也许这是最好的不知道。

  BA变化
在出版之前，我已经收到一些请求澄清和扩展：

很明显，跟随设计中，我们可以创建一个独立的主放大器的前端。由于宿舍紧张，BA底盘，这是一个好主意，因为它会允许放置远离喧闹的电源，并给我们切换不同的电路，而无需采取的放大器除了相当大的灵活性。正如我所说，大部分的BA设计将无反馈的追随者，所以你应该感到自由地走这条路线。自耦变压器是指这些袋。我忘了为什么。

该前端的增益被设置在约X 6，或15 dB。您可以通过简单地改变R203和R204为较高的值有更高的增益。您可以通过增加到100千欧的增益（约20分贝）的两倍，你可以把它推到150千欧（约23分贝），在不改变补偿电容。

任何更多，我们可能需要用一个THX贴纸。  *

你当然可以用更少的输出设备，如前面提到的，建立这个放大器。这将改变频谱平衡略 - 更多的产出往往会多放一点强调的底端，和更少的往往照亮顶部。至少，这是怎么了，你会倾向于认为它。我把它给你试试，如果你喜欢，但我认为你会想要去的方向是2-3对，因为我们已经有4个矫枉过正。

我推荐的250毫安/设备只有约6瓦，每台设备具有+ / -25伏的电源输出级的偏置值。如果你有足够的散热，你可以考虑高达30瓦每设备，让更少的设备的可靠使用。

如果您决定要更高，记得，金属氧化物半导体场效应晶体管是在更高的电流，直到他们着火，履行承诺放大器的名字。

该电源电压范围是有限通过的前端双向的电压额定值。大约是35伏，只要你敢不敢去，和30伏是建议的最大。否则，你将有共源共栅P沟道器件（不那么困难）和增加值的R205至15或20千欧，它应该正常工作。

小于18伏，真的不推荐，因为它开始得太多了电路的性能（愚见）。

调节供给是一个非常好的想法，会稍微降低噪声系数。我推荐一些不错的大电容到地后的监管机构，以帮助避免相互之间的放大器和稳压电路。

是的，有在电路中的电容。一个甚至形成可怕的自举上的电压增益阶段。