制作功放必備知識.doc

初級音響愛好者制作功放必備知識 一、常見Hi-Fi集成功放 而今市面上常見的Hi-Fi集成功放，主要是以下三家公司的產品： 1美國國家半導體公司（NSC），代表產品有LM1875、LM1876、LM3876、LM3886、LM4766等。 2荷蘭飛利浦公司（S），代表產品是TDA15系列，比較著名的是TDA1514及TDA1521。 3意法微電子公司（SGS），比較著名的是TDA20系列及S管的TDA7294、TDA7295、TDA7296。 NSC公司與SGS公司的產品音色中性偏暖，飛利浦公司的產品則較為明亮。 二、功放輸出功率的選取 愛好者可按通常使用功率的兩倍來確定，不要盲目追求大功率。功率過大，不僅成本上升（變壓器、散熱器、濾波電容，甚至機殼都得加大），而且散熱設計、抗干擾、布局等也變得困難。費的功夫多，卻造成不必要的浪費。集成功放的自帶散熱片有絕緣與非絕緣兩類。絕緣類，比如LM系列后綴為的品種，采用整體塑封工藝，只需將集成塊與散熱器直接固定即可。金屬散熱片外露的大部分集成功放屬非絕緣類，其散熱片一般與負電源相通，使用中切勿將其與功放其他部分接觸（尤其是機殼與地線），否則集成塊會馬上損壞。非絕緣類功放塊由于熱阻較低，輸出功率要稍大。 三、功放電路形式的選擇 廠家推薦的電路以電壓反饋型居多，且給出的指標也是在此基礎上測試出來的，既然推薦，該電路應該能比較好地發(fā)揮集成塊的性能，實際上也是如此。電流反饋與直流伺服是對集成功放應用的有益嘗試，但結果不應作過分夸大。用LM1875分別制作兩種反饋形式的功放，主觀聽感并無多少差別。直流化是必要的，對于低失調電壓的品種（如LM1875），可以直接取消反向輸入端對地電容實現直流化。直流伺服電路使線路復雜化，沒有必要采用。 直流電壓不宜取得過高，否則不僅集成塊發(fā)熱嚴重，而且音質劣化，還可能引發(fā)過壓保護電路的誤動作。應優(yōu)先使用廠家推薦電壓，若沒有，可用極限電壓85得到直流電壓，再以直流電壓除以1.25得交流電壓。 功放無需使用穩(wěn)壓電源，但電源的功率容量一定要足夠。變壓器的功率可取總輸出功率的兩倍，并作好屏蔽。整流管要選低內阻的，且在每個管子兩端并上一只小電容。濾波電容容量要適可而止，不要盲目求大，可按每102200計算。若資金充裕，用在變壓器上效果更明顯。 集成功放使用的外圍元件不多，應精選優(yōu)質品。耦合電容以MKP為佳，不宜使用電解，較大容量的旁路電容可使用鉭電解，小電容使用CBB或MKP。電阻盡量使用五環(huán)金屬膜的，功率不能小于1/4，有條件使用1/2的。在裝機前應對元件進行檢查，注意誤差與配對性。不要盲目追求進口補品，補品元件性價比低，況且假貨很多。 四、功放線路布局 功放線路布局要遵循3個原則： 1一點接地。集成電路地、輸入地、輸出地都要單獨接到濾波電容地的“一點”上，不要任意搭接，以免引入噪聲。 2大小信號分離。即輸入信號應遠離輸出信號及電源，具體設計印板時，有兩種方法，一種是信號單一流向法，即信號自印板一端輸入，另一端輸出；另一種是地線隔離法，即大小信號間用地線隔離。 3傳輸屏蔽。傳輸小信號的線一定要用屏蔽線，并將屏蔽層單端接地。其他方面，如元件對稱布局，加大地線面積，增加大電流銅箔寬度（甚至上錫等）也對減小噪聲有利。 由于當今數字音源的輸出電壓擺幅已足以達到大部分集成功放的輸入靈敏度，所以，應用中前級只需起緩沖、音量控制與音色調配的作用。常用的前級有兩類，一類是運放型前級，它的指標較高，音質較好，但須用優(yōu)質電位器；另一類是由專用音量音調集成電路構成的前級，如LM1036、LM4610、TDA1524等，它們成本低廉，簡單易制，使用普通電位器不影響音質，效果也令人滿意，愛好者可根據實際情況取舍。如今的各類集成功放都采用了相關保護措施，相比之下，NSC公司的LM系列要完善些，但并非萬無一失，尤其是對喇叭的保護比較脆弱，建議安裝喇叭保護器。五、通用初級好聲功放制作標準 1.選用各個IC廠家提供的標準應用電路； 2.盡量不要用發(fā)燒級的電容，但是一定要選性能穩(wěn)定的； 3.各種低通，補償，吸收電容一定要加，而且在沒有可測試儀器的情況下，按標準值1.2-1.5倍選取; 4.輸出端的茹貝爾網絡一定要用，電阻電容加電感； 5.輸出端的電感和IC輸出腳的距離盡量短； 6.不要在反饋電容2端并聯(lián)小電容； 7.盡量采用滌綸電容； 8.電源濾波電容4700-10000UF就足夠了，耐壓有要求，盡量接近工作電壓，如果工作電壓略超過電容的耐壓更好，如果電容爆炸了，說明你買到了劣質產品； 9.IC的靜態(tài)工作電壓盡量接近極限電壓，但還是要留點余量，因為市電是有波動，一般取極限值的85%； 10.喇叭的地線要接在電源濾波電容的接地點上； 11.從信號輸入插座的地點，一點接機殼； 12.變壓器的容量有總功率的80%就夠了，不要超過150%，記住，質量好比功率大更重要； 13.先不要考慮前級了，CD的輸出足夠驅動你的功放； 14.橋堆不要太小氣，大了好處多多； 15.信號線喇叭線要用銅的，多少N你自己看，盡量不要用銀線，如果用了銀線的聲音比銅線好，恭喜你，做了一臺好功放！六、制作過程中元器件及功放電路的選擇1電源變壓器電源變壓器應根據機內各部電路的總功耗作合理的選擇。為了使整機有足夠的功率儲備，電源變壓器的功率至少應為機內各部電路總耗散功率的兩倍以上，如果功放為甲類放大電路，那么電源變壓器的功率應在此基礎上再增加一倍。無論型、型以及型和環(huán)型電源變壓器，只要是質量上乘且功率足夠者均可選擇。如果有條件的話，可用開關電源一試，相信會得到意想不到的收獲，因為筆者用開關電源制作的幾臺功率放大器也均取得了較好的效果。2電阻、電容、連接導線1）電阻電阻應盡量選擇精密五色環(huán)金屬膜電阻，誤差應控制在以下，其設計功率余量應盡可能的大，一般功率應在14以上，其中一些特殊部位（如功率管的射極電阻或電流負反饋電路的取樣電阻）的電阻功率應在125之間，以提高整個電路工作時的穩(wěn)定性。2）電容電容應盡量選擇音響專用型的品種，其中以進口優(yōu)質電容為首選。大容量（如電源濾波及退耦電容）應使用耐壓高于電源電壓且容量盡可能大的音響專用電解電容，以提高濾波效果。小容量的電容，如電源高頻退耦、信號耦合、負反饋網絡中的隔直電容等，應盡量使用高品質、介質損耗小的CBB電容或鉭電容，此舉可使音頻信號高低端的衰減量降至最低，以使音樂的高低頻段信息得到充分的延伸。3）連接導線在制作功放時連接導線的選擇往往被人們所忽視。大電流（如電源線、功率輸出線及地線）的連接導線應盡可能選擇絕緣性能好、線徑粗且芯線為多股細導線經絞合而成的銅質導線，以盡量克服電流通過導線時的趨膚效應。小電流的連接導線可以使用線徑細一些的導線。各部連線應使用不同顏色的導線加以區(qū)分，一般情況下，正電源用紅色導線，負電源用綠色或藍色導線，地線為黑色導線。放大器中的信號通路應使用優(yōu)質的雙芯屏蔽線，絕對不允許用單股導線或排線代替，以杜絕外部干擾噪聲的侵入。3功放電路相對來說，在制作功率放大器時，功放電路的選擇應該說是比較重要的。首先應根據自己的聽音環(huán)境和對重放音色偏好（冷艷、溫暖或冷暖兼顧）來決定所選功放電路的結構（甲類、甲乙類或其他類型）和電路中各器件或元件（電容、電阻、放大管等）的型號。 再根據自己對功率放大器的結構和原理等知識的掌握情況來決定是自制功放電路還是購買成品電路板。如果你對功放電路的結構有深刻的了解并有一定的摩機功底，那么你應該選擇自己信任或適合口味的優(yōu)質元器件自制或購買成品的功放電路。如果你對音樂的音色要求不太苛刻，有一定的動手能力且不太知道功放電路的結構和原理，那么我勸你還是購買電路結構成熟、由分立元件組裝的功放板或以集成電路為核心構成的功放電路板為好。 現在以集成電路如LM3886、LM4766和TDA7294等為核心構成的功放電路不論在輸出功率、還音質量以及工作穩(wěn)定性方面均能令人滿意，與由分立元件組裝的功放板相比，具有電路簡單、調試容易和造價低廉的特點。七、制作過程中的功放電路設計在設計功放電路時，電路應設計得簡潔一些。如追求音樂的原汁原味，則盡量減少或摒棄信號輸入電路與功放電路之間的環(huán)節(jié)，如音調、平衡或其他功能電路。如喜歡對音樂進行修飾，那么除加入上述電路外，還可以再加入如BBE、3D以及SRS等能對音樂信號進行大幅度修飾的電路。在安排電路板上各元器件的位置及布線方面，請遵循以下幾個原則：1按照信號傳輸路徑以由小到大的順序在電路板上合理地布置各元器件的位置，盡量縮短各元器件之間的距離（距離過大或遇到障礙時可使用跳線），以減少外部干擾的引入。2在供電線路中，不可以將大電流的印刷電路或導線交*布置在小電流通路的中間或附近，以免造成對小電流線路的干擾。3電路板上大電流通過的路徑（印刷線路或導線）應設計得寬（粗）一些，以使電流能順利通過。八、制作工藝1選擇一臺沉穩(wěn)而又扎實的機箱且最好為金屬結構的，以避免因機箱變形造成內部電路短路或外部干擾噪聲的侵入。2合理布置各單元在機箱內的位置并注意整機重心。電源部分應遠離小信號放大電路，最好把電源部分與放大電路隔離，做法是把電源部分放在一個由金屬構成的獨立小室內，以此降低電源對放大電路的影響。3各元器件在上板之前應用工具將引線上的氧化層刮除，并用數字表測量其實際數值是否與標稱值相符，誤差是否在允許范圍內。元件上板之后，應仔細檢查有無錯焊、漏焊或搭錫之處，若有則應及時排除之。4在焊接時，應根據元器件的大小而選擇功率合適的電烙鐵并使用優(yōu)質的焊錫和腐蝕性小的助焊劑，以保證焊點大小合適、光滑明亮且無假焊、虛焊現象。5機內各板塊（包括信號輸入、輸出插座在內）不可以單獨接地，而是應采取整機一點接地的方式，即在機殼上找到接地點后，用粗壯的黑色導線從各板地線上引出并匯集于此點。當此接地點與機殼脫離后，以萬用表測量電路板上任意一點與機殼間的阻值均應呈無限大狀態(tài)。6各單元在機箱內固定好后，應用尼龍扣把各連接線束扣緊并做相應固定。整機制作完畢后，應用萬用表測量各關鍵點與地之間的阻值，各聲道的對應點與地之間的阻值應相同或非常接近，如發(fā)現有異常之處，一般是電路中有錯焊、漏焊或所用元件數值不對所致，經仔細檢查或測量，一般不難發(fā)現問題所在。 如上述檢查沒發(fā)現任何問題，則可給整機通電（此時不可接入音箱）并觀察有無異常情況（如元器件過熱、冒煙、保護繼電器能否正常吸合等）。 如目視正常，則可用萬用表測量各關鍵點的電壓，如有電壓與設計值不符的情況，應及時進行排除。各部電路經檢查確認無誤后才可接入音源和音箱試聽。功率放大器選購 選擇功率放大器的時候，首先要注意它的一些技術指標：1、輸入阻抗：通常表示功率放大器的抗干擾能力的大小，一般會在5000-15000，數值越大表示抗干擾能力越強；2、失真度：指輸出信號同輸入信號相比的失真程度，數值越小質量越好，一般在0.05以下；3、信噪比：是指輸出信號當中音樂信號和噪音信號之間的比例，數值越大代表聲音越干凈。 另外，在選購功率放大器的時候還要明確自己的購買意愿，如果您希望加裝低音炮，最好購買5聲道的功放，通常2聲道和4聲道揚聲器只能推動前后揚聲器，而低音炮只能再另配功放，5聲道功放就可以解決這個問題，功率放大器的輸出功率也要盡量大于揚聲器的額定功率。功率放大器的性能指標 無論AV放大器和Hi-Fi功放對功率放大器要求十分嚴格，在輸出功率、頻率響應、失真度、信噪比、輸出阻抗和阻尼系數等方面都有明確要求。 （一）、輸出功率 輸出功率是指功放電路輸送給負載的功率。目前人們對輸出功率的測量方法和評價方法很不統(tǒng)一，使用時注意。 1、額定功率（RMS） 它指在一定的諧波范圍內功放長期工作所能輸出的最大功率（嚴格說是正弦波信號）。經常把諧波失真度為1%時的平均功率稱為額定輸出功率或最大有用功率、持續(xù)功率、不失真功率等。很顯然規(guī)定的失真度前提不同時，額定功率數值將不相同。 2、最大輸出功率 當不考慮失真大小時，功放電路的輸出功率可遠高于額定功率，還可輸出更大數值的功率，它能輸出的最大功率稱為最大輸出功率，前述額定功率與最大輸出功率是兩種不同前提條件的輸出功率 3、音樂輸出功率（MPO） 音樂輸出功率MPO是英文Music Power Outpur的縮寫，它是指功放電路工作于音樂信號時的輸出功率，也就是輸出失真度不超過規(guī)定值的條件下，功放對音樂信號的瞬間最大輸出功率。 音樂輸出功率可以用來評價功放的動態(tài)聽音效果，例如在平穩(wěn)的音樂過程后面突然出現了沖擊性強的打擊樂器聲音，有的功放電路可在瞬間提供很大的輸出功率給以力度感有使不完的勁；有的功放卻顯得力不從心底氣不足。為了反映這瞬間突發(fā)性輸出功率的能力可以用音樂輸出功率來量度。 4、峰值音樂輸出功率（PMPO） 它是最大音樂輸出功率，是功放電路的另一個動態(tài)指標，若不考慮失真度功放電路可輸出的最大音樂功率就是峰值音樂輸出功率。 通常峰值音樂輸出功率大于音樂輸出功率，音樂輸出功率大于最大輸出功率，最大輸出功率大于額定輸出功率，經實踐統(tǒng)計，峰值音樂輸出功率是額定輸出功率的5-8倍。 （二）、頻率響應 頻率響應反映功率放大器對音頻信號各頻率分量的放大能力，功率放大器的頻響范圍應不底于人耳的聽覺頻率范圍，因而在理想情況下，主聲道音頻功率放大器的工作頻率范圍為20-20kHz。國際規(guī)定一般音頻功放的頻率范圍是40-16 kHz1.5dB。 （三）、失真 失真是重放音頻信號的波形發(fā)生變化的現象。波形失真的原因和種類有很多，主要有諧波失真、互調失真、瞬態(tài)失真等。 （四）、動態(tài)范圍 放大器不失真的放大最小信號與最大信號電平的比值就是放大器的動態(tài)范圍。實際運用時，該比值使用dB來表示兩信號的電平差，高保真放大器的動態(tài)范圍應大于90 dB。 自然界的