双极型晶体管功放ic 图解晶体管放大器结构原理

小编 2024-10-21 项目合作 23 0

图解晶体管放大器结构原理

功率放大器的作用是将来自前置放大器的信号放大到足够能推动相应扬声器系统所需的功率。就其功率来说远比前置放大器简单,就其消耗的电功率来说远比前置放大器为大,因为功率放大器的本质就是将交流电能"转化"为音频信号,当然其中不可避免地会有能量损失,其中尤以甲类放大和电子管放大器为甚。

功率放大器的结构

功率放大器的方框图如图1-1所示。

差分对管输入级输入级主要起缓冲作用。输入输入阻抗较高时,通常引入一定量的负反馈,增加整个功放电路的稳定性和降低噪声。前置激励级的作用是控制其后的激励级和功劳输出级两推挽管的直流平衡,并提供足够的电压增益。激励级则给功率输出级提供足够大的激励电流及稳定的静态偏压。激励级和功率输出级则向扬声器提供足够的激励电流,以保证扬声器正确放音。此外,功率输出级还向保护电路、指示电路提供控制信号和向输入级提供负反馈信号(有必要时)。放大器的输入级功率放大器的输入级几乎一律都采用差分对管放大电路。由于它处理的信号很弱,由电压差分输入给出的是与输入端口处电压基本上无关的电流输出,加之他的直流失调量很小,固定电流不再必须通过反馈网络,所以其线性问题容易处理。事实上,它的线性远比单管输入级为好。图1-2示出了3种最常用的差分对管输入级电路图。 图1-2种差分对管输入级电路在输入级电路中,输入对管的直流平衡是极其重要的。为了取得精确的平衡,在输入级中加上一个电流反射镜结构,如图1-3所示。它能够迫使对管两集电极电流近于相等,从而可以对二次谐波准确地加以抵消。此外,流经输入电阻与反馈电阻的两基极电流因不相等所造成的直流失调也变得更小了,三次谐波失真也降为不加电流反射镜时的四分之一。在平衡良好的输入级中,加上一个电流反射镜,至少可把总的开环增益提高6Db。而对于事先未能取得足够好平衡的输入级,加上电流反射镜后,则提高量最大可达15dB。另一个结果是,起转换速度在加电流反射镜后,大致提高了一倍。在输入级中,即使是差分对管采用了电流反射镜结构,也仍然有必要采取一定措施,以见效她的高频失真。下面简述几钟常用的方法。1)、恒顶互导负反馈法图1-4示出了标准输入级(a)和加有恒定互导(gm)负反馈输入级(b)的电路原理图。经计算,各管加入的负反馈电阻值为22Ω当输入电压级为-40dB条件下,经测试失真由0.32%减小到了0.032%。同时,在保持gm为恒定的情况下,电流增大两倍,并可提高转换速率(10~20)V/us。 图1-3标准电流反馈镜输入级 1-4 标准输入级和加有恒定互导负反馈输入级将输入管换成互补反馈行对管的方法,简称为CFP法,电路示于图1-5。 图1-5 改进型差分管输入级这种输入级与上述恒定互导负反馈输入级相比,在输入电压级为-30dB情况下,测试结果显示,恒定互导负反馈输入级给出的三次谐波失真为0.35%,而CFP型输入级的三次谐波失真为0.045%,对其它情况来说,后者的三次谐波失真大致为前者的一半。共射—共基互补输入电路示于图1-6(c)在该图示值情况下,当输入电平级为-30Db时,失真见效到0.016%左右。另外,由于该电路在输入管集电极处不存在值得重视的电压波动,其主要好处是把输入器件用来工作的电压Vce给降下来。这样就可以允许她以较低的温度工作,从而改善其热平衡,通常Vce为5V即可工作的很好。共射—共基互补型输入级将输入管换成互补负反馈型对管改进输入级线性的方法加有电流反射镜的输入级电压放大级由于电压放大级不仅要提供全部的电压增益,而且还要给出正个输出的电压摆幅,因而电压放大级被人为是声频放大器中最关键的部分。然而,设计的好的电压放大级,其对整个放大器的综合时针是没有多达影响的,电压放大级自身产生的失真是很小的。图1-7给出了6中电压放大级的原理图,其中(a)为以电流源为负载的常规电压放大级;图(b)为负载被自举的常规电压放大级;(c)为通过加强β的射极跟随器,深化局部负反馈电压放大级;(d)为采用共射—共基接法,深化局部负反馈电压放大级;(e)为加有缓冲的电压放大级;(f)为采用交替缓冲对电压放大管负载加以自举的电压放大级。 图1-7 电压放大级的6种变形电路使电压放大级具有交稿的局部开环增益是很重要的,因为只有这样一来才能对电压放大级记忆线性化,且可采用有源负载技术,以提高电压增益。例如图1-7(a、b、f)所示,若要进一步改进电压放大级,其较有成效的途径是致力于改善其特性曲线的非线性。功率输出级众所周知,决定输出级时针的最基本因素就是工作类别。由于甲类工作状态不会产生交越失真和开关失真,因而成为理想的模式。然而,其产生的大信号失真仍未能小到可以忽略的程度。对甲乙类而言,如果输出功率超出甲类工作所能承受的电平,则总谐波失真肯定会增大。因为这时的偏置控制是超前的,其互导倍增效应(即位于甲类工作区,两管同事导通所导致的电压增益增大现象)对时针残留物产生影响而出现了许多高次谐波。这个事实似乎还鲜为人知,恐怕是由于在大多数放大器中这种互导倍增失真的电平相对都比较小,并被七台河失真所完全淹没了的缘故。对于甲乙类而言,通过对它与甲乙类失真残留物频谱分析可知,除不可避免的输出级失真外,所有的非线性都已有效地加以排除,且在奇次谐波幅度上,最佳乙类状态要比甲乙累低10Db。实际上,奇次谐波普遍认为是最令人讨厌的东西,因此正确的做法是不避免甲乙类工作状态。由此看来,关于输出级工作状态的选择,似乎只能在甲镭和乙类二者中选取。但是,如果从效率、大信号失真、温升及其它失真等方面综合加以考虑的话,乙类的各项性能指标是压倒其它类别的,因此输出级选择乙类工作状态得到广泛应用。输出级的类型约有20余种,例如射极跟随器式输出级、互补反馈对管式输出级、准互补式输出级、三重式输出级、功率FET式输出级等,还有误差校正型输出级、电流倾注行输出级及布洛姆利(Blomley)型输出级等。现仅介绍几钟如下:输出级的类型射极跟随器式输出级(达林顿结构)图1-8是最常见的3种射极跟随器式输出级,他们是双重射极跟随器结构,其中第一个跟随器是第2个跟随器(输出管)的驱动器。这里所以不称为答林顿结构,因为达林顿结构暗含着它可以是包括了驱动管、输出管以及各种射极电阻的集成块。 图1-8 3种类型的射极跟随器输出级射极跟随器式输出级的特点是输入是通过串联的两个发射结传递给输出端,且这一级末加局部负反馈。另一个特点是在扁压与射极电阻Re之间存在两个不同的发射结,所传输的电流不同,且结温也不同。三种类型电路中,(a)为盛行的一种,其特征是把驱动管的射极电阻连接到输出电路上去。而(b)类型两驱动官所公有的射极电阻Rd不在接到输出电路上,可以在输出管正处于关断时让驱动管对其发射结加以反偏置。(c)类型是通过把两驱动管射极电阻分别接到侧供电电路上(而不是接到输出电路上)来维持驱动管工作于甲类状态的一种结构。其突出的特点是在对输出管基极进行反偏置这一点上,表现的与(b)类型同等良好,高频事会关端得更为干脆。事实上,上述三种类型输出级的共同特点都是在输入端与负载之间串接了两个发射结。另一个特点就是增益降落产生在大输出电压与重负载的场合。互补反馈对管式输出级互补反馈对管式输出级也称为西克对管(SzikLai-Pair)式输出级,见图1-9。其特点是,驱动管是按照有利于对输出电压与输入电压加以比较的需求来设置的,他可以给出更好的线性以及叫好的热稳定性。由博里叶分析可知,互补反馈对管式输出级产生的大信号非线性比射极跟随器的要小,同时,交越区的宽度也窄的多,约为±0.3V。准互补式输出级图1-10(a)示出了标准型准互补电路,(b)为巴克森德尔(Baxandall)准互补电路。标准型准互补电路在交越区附近的对称性不佳,而对称性得到较大的改善的是采用跋克森徳尔二极管的巴克森徳尔互补电路。它常用语放大器的闭环中,在其它时针已大大地排除之后,它能够给出很好的性能。例如,当用于负反馈因数为34dB左右(30KHz)的放大器时,在100W条件下,失真可很容易做到0.0015%(1KHz)与0.15%(10kHz)。 图1-9 互补反馈对管式输出级 图1-10 准互补式输出级三重式输出级三重式输出级的电路结构,是在输出级的每一半电路部分使用3个晶体管二不是2只,它可以有7种变形之多。该电路形式运用得正确,可有以下两个好处:a、对于大输出电压与电流所给出的线性较好;b、由于能够让前驱动管来处理功率很小的信号,耳使其可一直保持很低的工作温度,从而使静态设定条件更加稳定。图1-11示出了产品设计中所常用的3种重式输出电路。 输出级的时针可细分为大信号非现行失真、交越失真和开关(关断)失真3种。在考虑所有双极晶体管级的情况下,它们的大信号非线性失真(LSN)共同表现如下:a、LSN随负载阻抗的减小而增大在负载为8Ω的典型输出级中,其闭环LSN通常可忽略不计,但当负载阻抗为4Ω时,其相对较纯的三次谐波会在THD残留物中变得明显起来。b、LSN随驱动管发射极活集电极电阻的减小而加重。出现上述情况的原因是驱动管 摆幅变大,然而其好处是可见效关端失真,二者兼顾折衷的方法是取阻值为47~100Ω。需要指出的是,LSN在总失真所占有的比重(负载为8Ω时)与交越失真和关断失真相比是很小的。这个论断在4Ω负载时是不成立的,更不要说是2Ω负载了。如果设计重点不是放在使关断失真最小化上,册互补反馈对管式输出级通常是最佳的选择。c、大Ic时的增益跌落可又简单有效的前馈机制部分地加以抵消。大信号非线性时针输出级的失真交越失真交越时针之所以对乙类功放最为有害,是由于它会产生令人讨厌的高次谐波,而且其值会随信号电品的下降而增大。事实上,就一太驱动8Ω负载放大器而言,其综合线性是由交越失真来决定的,即使是在其输出级设计的很好,并且加的偏压也为最佳值时,也是如此。图1-12(欠图)示出了失真加噪声(THD+N)随输出电平降低而增大的情形,但其变化比较缓慢。实际上,射随器式互补反馈对管式输出级都具有与图1-12相类似的曲线,不管偏置不足的程度有多大,总谐波失真在输出电压减半时将增加1.5倍。图1-12 THD+N随输出电平变化曲线(欠图)关于交越失真的情况,英国有关部门文献的报道如下:实验证明,就大多数指标而言,互补反馈对管式输出级优于射极跟随器式输出级。有关实验结果于表1-1、1-2、1-3中,其中表1-2、1-3分别为互补反馈对管式输出级及射极跟随器输出级和互补反馈对管输出级的实验结果。表中Vb为倍增偏置发生器在驱动级基极两端建立的电压,工作于乙类放大状态时,Vb=Vq~3Vq,Vq为在两个发射极电阻Re两端产生的静态电压,通常Vq=5~50mV,依所选的电路结构而定。静态电流Iq为流过输出器件的电流,其中不包括驱动级稳定电流。 为了改善交越失真,记住以下条件结论是很重要的:a、 静态电流本身无关紧要,而VQ却是至关重要的参量;b、 一个能使VQ严格保持正确的热补偿方案,只需要知道驱动管和输出管的结温。令人遗憾的是,这些结温实际上是不能准确测得的,但至少我们可以知道目标是什么。关断失真关断失真取决于几个可变因素,尤其是输出器件的速度特性和输出拓扑。关键的因素是输出级能否使输出其间b、e结反向偏置,致使载流子吸出速度最大,以便使输出器件迅速截止。前述图1-8(b)射随器输出级电路是唯一能使输出b、e结反向偏置的普通电路。第二个影响因素就是驱动级发射极或集电极的电阻值,该电阻愈小,可除去已存储电荷的速度就越快,应用这些准则可明显减小高频失真。此外,图1-8(b)所示的射随器输出电路的共用驱动级电阻Rd上并联一个加速电容后,可以减小高频时的THD失真。比如,在40Hz时,可使THD减小1半,这说明输出器件截止要"纯净"得多。当然在300Hz~8KHz范围内也是会有同样的好处。对于双结型晶体管构成的输出级而言,最佳输出级的选择如下:(1) 第二种射极跟随器式输出级这种输出级在对付截止失真方面是最好的,但静态电流稳定性可能有问题。(2) 互补反馈对管式输出级这种输出级具有良好的静态电流稳定性和很小的大信号非线性,但最大的特点是如果不另加高压电源,就不可能通过输出基极反偏置来时间快速截止。(3) 巴克森徳尔准互补式输出这种输出级在现行方面与射极跟随器输出级差不多,但具有节约输出器件成本的优点。然而其静态电流稳定性却不如互补反馈对管式输出级。输出级的选择放大器的电源这里简单的举几例常用电源。图1-13是用与集成运放的电源实例,该电路可输出约0.3A的电流,是一个性能很好的并联稳压电源,各晶体三极管要加足够大的散热器。 图1-13 采用TL431的稳压电源并联稳压电源的原理是由限流电路提供一比负载电流更大的电流,其一部分供给负载,多余的全部由调整管对地"短路"泄放掉,一保持输出电压的恒定。而串联电源电路则是负载需要多少电流,电压调整管则"放过"多少电流,一保持输出电压恒定。并联型稳压电路与串联型稳压电路的区别只在于电压调整管于电源的连接方式。它们同样是起着稳压作用,但电源内阻的区别带来音质的区别。两种电路在相同的输入电压、相同的负载时,串联型稳压电路的内阻比并联型的要大的多。比如,负载Rf所需电压U1=30V,电流If=50Ma,稳压电路输入电压U0=40V,那么在相同条件下,并联型稳压电路的内阻只是串联型的33%。而电源内阻低则意味着电源有交稿的能量传输速率,使负载所需需瞬间大电流得到及时供给,使放大器接下来度于力度得到相当的改善和提高。并联型稳压电路有功耗大的特点,不过这对于所需电流叫嚣的前级是不成问题的,即使对于电流较大的后级,为了改善音质也往往采用此种稳压电路。场效应管是电压驱动类型的器件,有许多优良的特性,例如负温度系数、抗二次击穿频率特性好、低噪声等。用于电源调整管可取得极好的性能,尤其用与高压电源,不必再去寻找高Β的高反压双结晶体三极管了。图1-14示出了一再改进的使用电路,恒流电路采用耐压较高的低噪声三极管。 相关参考电路: 采用场效应管的稳压电源采用TL431的稳压电源

大功率,重塑完整音乐的奥秘

开宗明义地说说,为什么需要500瓦、1000瓦,甚至到3000瓦的大功率功放?家庭音响真用得到吗?

很多朋友误解,认为大功率一定会带来大声压,家庭环境只需要10瓦的功放就够了。其实功放的输出与扬声器最大声压并没有绝对关系,还须衡量音箱的灵敏度,灵敏度是衡量扬声器能量转换的指标(电→声转换率),高灵敏度的扬声器不耗功率,相差3dB的扬声器要做到同样的声压级(相同距离),所用的功率要相差将近一倍,比如:一只90dB/W/m的扬声器,在1米远获得100dB的声压级,要10瓦的功率,那么一只87dB/W/m的扬声器,要在相同距离获得相同的声压级就需要20瓦的功率。此外,声压与距离也有关系,距离增加1倍声压就会衰减6个dB。在1米处120dB的音箱,在离开16米的位置声压是96dB。换句话说,在相同条件下,每增加一倍的功率才能让扬声器提升3dB的声压,但随着距离增加声压又会降低,这时需要更多功率。

一些高灵敏度音箱让我们觉得声压响度够了,回过头来用示波器看看功放,我们会发现小音量时也许只需1瓦的功率,音乐高潮很多波峰会轻易冲过10瓦以上甚至更高,如果功放只有10瓦输出,这些过冲的瞬间信号就被削顶,不管你能否听到,对整个音域必有影响,所以一般建议大家用数倍以上的功率储备。电子管功放被认为同等功率驱动力优于晶体功放,主要是电子管并非齐齐的削顶,过载失真被柔化不容易听出来,而不是它有先天神力。大功率功放的其他好处包括更轻松的听感、更好的控制力、更低的失真、更无压缩的动态,以及更好的安全性。是的,会烧喇叭的,一般都是过载失真与直流输出的小功放,而不是力可移山的大家伙。

设计师方光豪以Audio Music品牌推出的成名作AM833后级,从一开始他就是大功率的拥护者

我承认小功率直热式三极管在音质音色方面确有吸引人之处,因为只有一个放大元件,完全没有交越失真,可以重现质地纯粹的音乐,但除非搭配100dB以上的高灵敏度号角音箱,否则2A3、300B都会成为“缺陷美”。开平牛魔王方光豪始终都是大功率的拥护者,以Audio Music品牌推出的成名之作,就是以833电子管制作的单声道功放,输出功率达到惊人的130瓦,直接竞争对手是日本WAVAC Audio Lab。WAVAC的旗舰后级SH-833卖价35万美元,而方光豪的制作不到1/10价格,难怪欧洲人看了也疯狂。

作为自修成功的设计师,方光豪一开始就认为小功率无法完整重现大动态的音乐,在他开发音箱的过程中,更是一再证明了唯有充裕的功率,才能将扬声器的潜力彻底激发出来。以833单端胆机来说,130瓦的电子管已经能让地球上一切喇叭发出足够巨响,WAVAC公司的座右铭是“聆听光的声音”,表示透过833胆机欣赏音乐,可以有完全不同凡响的体验,超出大脑可以思考的范畴。方光豪的833胆机线路是完全自己独创的,这只强放管是RCA曾经推出过最大功率的单端直热三极管,当年用来给广播电台使用,放在家用音响有许多障碍要克服。日本WAVAC选用KT-88做驱动级,与833A之间使用低阻抗变压器藕合,第一级放大使用超低噪讯的WE 437A以求得最大的动态范围,而且WAVAC还使用直接交连,在音乐路径上舍弃了电容避免额外音染。方光豪的设计是以ECC88、直接耦合KT88,KT20可者KT150。跟着变压器推动833,输出端同样是直接耦合线路。

方光豪自己设计制作的音箱,钻石高音、陶瓷中音、Eton低音,加上巨大的外置分音器,太惊人了!

从方光豪公布的参数来看,AM833S单声道后级的无负反馈频宽20Hz-100kHz,信噪比>98dB(WAVAC只有90dB),电源独立四分体设计一声道重量76公斤(WAVAC为电源一体式设计,重55公斤),电气特性比天价的WAVAC更优异!电源分体设计是减少电源变压器的磁场干扰,里面有二只大型的双C HiB电源变压器,加上多组稳压与最有效隔离噪音的π型滤波电路,能稳定提供源源不断的纯净动力。推动变器和输出变压器,都是使用特别定制的特殊磁性材料和复杂的绕线工艺,使其能有10Hz-120KHz的频宽。机内使用的线是纯银和特殊定制的矩型OCC铜线,加上CNC加工的超厚铝合金机箱,的确是非常壮观。后来方光豪又将833胆机升级,变成纯银线绕制的变压器,性能应该还会更上层楼。由于833强放管阳极电压很高(1200V,他们另一款805胆机工作电压也高达950V),输出变压器的绕制绝缘处理极为棘手,激励推动使用的推动变压器也很难完美制造。可制作变压器恰好是方光豪的拿手好戏,别忘了他的“开平牛魔王”美誉。

大功率胆机声音会不会粗糙?据我知道,日本WAVAC的833胆机可以说是用最简单的架构追求最大音乐动态范围的代表,声音舒服、流畅、刚中带柔,有着很纯很美的乐器质感。而方光豪的Audio Music AM833S表现人声与弦乐甜美柔顺,播放爆棚音乐又威猛有力,与同样功率的KT88推挽机相比,中频更具胆味,高音更加通透光泽,直热式的醇美绝对比旁热式的KT88更上层楼。虽然没有机会拿AM833S与日本WAVAC同场PK,但看到二者的价格差距,我认为方光豪简直在做慈善事业。

试听的这套四件式后级,是客户订制使用112个功率管,每声道输出1500瓦的巨无霸,量产品AM1000的外观与结构一样,功率降为1000瓦。

这套四分体的功放,光是未加工的铝合金重300公斤,加工后重量仍有220公斤

两年前方光豪再次挑战自我,这次他没有向FU501、6T4等巨无霸发射管下手,反而来了个大转弯,尝试做起晶体管后级了。量产型号AM1000,代表输出功率1000瓦,如果客户有需要也可以特别订制,最大功率可以做到3000瓦!家用音响目前的功率冠军应该是美国宝达Boulder,单声道旗舰3050在8欧姆负载下可输出1500瓦,2欧姆负载输出功率4000瓦甲类功率,最高耗电量高达6000瓦。Boulder线路采全平衡设计,每声道使用的双极晶体管多达120颗,48个滤波电容。并且内含五颗全密封超大型环形变压器。每声道重达204公斤,外加一个35公斤重的花岗石底座。这是个他人难以企及的高标准,Boulder采用独家偏压自动调整技术,可以实时侦测电压、电流的输出状态与阻抗变化情形,并且以纯模拟控制方式,快速调整偏压,以应付音乐中突如其来的瞬时与动态变化,以便提升最佳工作的效率。

会拿Boulder说事,因为它可能是目前家用音响中仅存的巨无霸。2008年瑞士高文Goldmund推出过Telos 5000旗舰后级,全球限量20套,重260公斤/台。Telos 5000的功率相当可观,8Ω负载时每声道持续输出功率达1250瓦,2Ω负载时功率更可倍增到5000瓦,而标称总谐波失真竟低达0.0005%,根据Audio Precision仪器测试标准,0.0005%的失真已臻“三零俱乐部”,只有最顶级的后级才能达到如此境界。限量版的高文后级估计已经卖完了,Boulder仍在产,价格却是高高在上难以亲近。方光豪打造晶体后级,首先就把挑战对象锁定为Boulder,连铝合金CNC制作的机壳都有点类似,但是他又加入麦景图McIntosh的设计理念,在输出端连接一个超频宽的输出变压器。

四件式后级电源箱中有二个巨大的电源变压器

2200瓦的双C型变压器有多大?对比下香烟盒就知道了

制作难度极高的四线并绕变压器

每声道使用56只功率晶体,夸张啊

输出变压器可以把高压小电流变成了低压大电流,把晶体管输出的高阻抗变成低阻抗,满足了放大器与负载的特性需要,另外能隔断直流,起到保护扬声器的作用。大部分反对输出变压器的意见,是认为它会影响速度与瞬态反应、降低控制力、极低频受限等。还是那句话,别忘了开平牛魔王的拿手绝活是什么!

量产版的AM1000后级为二件式设计,电源直接安置在里面

制作超大功率晶体功放,主要困难点有几个:电源、晶体管、散热的机箱,我们一一来检视:

●超大电源变压器。AM1000使用二个2200W四线并绕的单C HiB电源变压器,加上多组稳压与最有效隔离噪音的π型滤波电路,由于体积太大了,只能独立装箱。方光豪认为环形变压器的效率虽高但声音不理想,所以他坚持用绕制难度很高的单C型变压器。从图片中可以看出来,2200瓦的变压器到底有多大,我一个人几乎抱不起来,而AM1000后级每声道居然用了二个,这是强悍驱动力的绝对保证。

●超多功率晶体管。要把功率提升上去有两种选择:①寻找额定电流大的晶体管,也就是曲线更平坦的晶体管②将晶体管并联以使电流分散。不管是三极管(GTR)、场效应管(MOSFET)、可关断晶闸管(GTO)或绝缘栅双极晶体管(IGBT),目前都无法以一对管达到大功率后级的要求。听说中车自主研发的大功率IGBT模块,已经成为高铁最关键的元件之一,直接影响列车是否能瞬间启动、舒适飞驰与稳定停车。牵引级的IGBT模块最大功率达到一千万瓦,承受最高电压6500V,标称电流高达600A,可耐高温与各种恶劣环境,不知道有没有人想过把类似产品用在音响上?做梦吧!方光豪仍然采用多对功率晶体管并联的有效方式,AM1000后级每声道使用56个精密配对的摩托罗拉功率管,其他小晶体管和元件也都是精密配对,达到极低失真。

问题就出在“精密配对”,不少人会认为NPN和PNP管的放大倍数一样就是配对,配对也就是配这个参数。其实功放透过并联功率管来实现大电流输出,并联的管子的一致性才是关键,同极性管子必须参数很接近才能并联,否则小则电流不一样,严重时会造成烧管(因为某个管子的电流特别大)。也就是说,最重要的是同极性间管子的Ube-IC曲线配对,然后再做同极性HFE值(放大倍数)配对,如果可以做异极性间VBE配对就更好,只是这耗时费力的工作,很多厂家直接无视了。晶体管出厂时一般只做基本的测试,将BETA值不同的管子大略分类就卖给下游厂(有些厂打上标记,比如东芝的管子就用英文的“黄”、“绿”、“蓝”等表示其BETA范围),离散性通常很大,同一批产品会相对好一些。功率晶体管没有精密配对结果往往是声音粗糙不够圆滑细腻,早期大功率晶体机也因此背负恶名。精密配对的功率晶体管除了工作稳定,射级负反馈电阻一般不需要很大,输出内阻变得非常低,对音箱的控制力有效提升。

搭配使用的AM R-T3前级,音量变压器、输出变压器,同样夸张啊

前级的电源箱,这样不惜血本的设计声音能不好吗?

我问方光豪,AM1000后级每声道用28对功率晶体管,他是如何配对的?还记得80年代一代铁壳晶体管王摩托罗拉MJ11032/033?它的内部由2只三极管构成达林顿三极管,具有很的高放大倍数,高音通透明亮,中音圆润饱满,低音更是强劲有力富弹性,具有力拔千斤的气势和雷霆万钧的动态,醇厚充满能量的声音是其他晶体管无法相比的。方光豪认为,晶体管的品质与音质甚至要比配对重要,因此他只选择安森美ON Semiconductor(摩托罗拉改制)的功率晶体,放弃美国德州仪器、意法半导体ST、荷兰飞利浦、美国仙童、日本NEC、日本三洋、日本东芝与三肯等其他功率管。他大量采购安森美功率管,再一个个地以仪器测量配对,方光豪说AM功放产量少,所以他可以耗时间慢慢磨,其他大型工厂不可能干完全没效率的事。至于为什么一定要这么多晶体管并联?美国最著名的放大器设计师之一Nelson Pass说,末级功率管的最佳工作点是30-50mA,测量上也证实失真最少,其他设计师喜欢将电流调大一些,方光豪却选择了增加功率晶体(当然也增加成本),但保证最佳工作点的笨方法!

●超重全铝机箱。目前音响厂家普遍面临的问题是加工厂嫌数量太少不愿接单,尤其是CNC数控机床加工,方光豪说AM1000这套2分体的功放,未加工的铝合金块重达200公斤,加工后重量仍有160公斤,这还不包括加入巨大电源变压器与输出变压器的重量。而加工这种大块头的CNC可不是到处都有,你可以说AM1000的外观缺少独创性,但不得不承认最终成品触感一流,边缘锐角与表面平滑度已臻国际一流水平,方光豪果然不简单!AM1000两部单声道后级完全对称,机箱使用6061-T6航天级厚铝板打造,CNC车床精密铣削的圆孔散热片美观实用,全机没有可见的装配螺丝,如此加工质量可以完美满分过关,国内尚无其他音响厂家可以做到。

主机箱内所有功率晶体管靠左右二侧散热片锁固,中间有个巨大的双层铝合金盒,里面是屏蔽的输出变压器,上面的增益、控制线路板隔着防震阻尼材料以三文治式阻尼方式安装,目的是消除即使最微小的机械共振,以免产生任何麦克风效应污染音乐讯号输出。机内接线部分采用定制的矩形纯银线,这是方光豪很引以为傲的材料,也说明了他从材料源头就自己掌控的决心。

俗话说:“前级出声,后级出力。”选择什么样的线路形式决定整机的性能,选择元件决定音色,制作水平和工艺决定了内外在质量和可靠性。方光豪用来搭配AM1000后级的R-T3三件式分体电源前级,除了以纯银线绕制的输出变压器,33档双层步进式电位器与音量变压器,还有众多复杂接线,当然也都是纯银线制作。放大部分使用二只6H30或6H6N管驱动二只6922双三极管,看到R-T3前级漂亮的内部线路,心中只能大声叫好!R-T3前级是左右声道的电源全部独立装箱,小一号的R-T2则只有一个电源箱,里面仍是巨大的双C HiB电源变压器,不用扼流圈避免影响速度与微弱信息。

在AM1000后级部分,不用常见的中功率管推动数对大功率管方式,而是采用了两级放大,推动级和输出级使用一样的大功率管,这可以极大提高了推动级的线性电流推动力,使其推动多管并联更加轻松自如,在大功率输出时动态更加凌厉,动力强劲。为保证源源不断的能量,AM1000推动级和输出级采用分开供电的方式,重量几十公斤的变压器次级绕组线直径非常粗壮,输出30A以上的电流都没问题。输出级滤波并未使用大型电解电容,而是许多小电容并联工作以获得更敏捷的充放电速度,对瞬态反应、控制力都有帮助。高可靠性和独立性是AM1000的另一设计特点,为突出大功放的可靠性,将功放的电压放大级和功率输出级分开设计。由于有超宽带的输出变压器,AM1000后级可以十分轻松应付2欧至8欧的负载阻抗变化及大电流输出,同时线路中各种冗余量都较大,也取消过流保护电路,以免限制输出的动态和开关干扰,输出级采用无整体负反馈模式以减小瞬态互调失真。为达到强劲和完美的控制力,AM1000设计的每声道56只晶体管并联输出,可以想见静态电流十分高,以每个功率管线性不失真输出电流为5A来计算,AM1000的瞬间输出电流绝对足以让非洲大象立刻趴下。

用来测试配对晶体管用的仪器,方光豪说只有他们这样的小厂,才会耗时费力做这种事情

在方光豪设计的听音室,用全套他制作的功放、音箱、线材开声,很难判定AM1000后级的真正实力。我们听了一些RR唱片的大动态爆棚录音,倒是可以体验到堂堂皇皇的气质,它中性,但又带有温暖的味道。最吸引人之处就是弦乐与钢琴都带有稍暗的木头味以及适度的黏滞感,这使得小提琴与钢琴听起来更自然,更真实,更耐听。在推力方面,我听到这套功放是使用112个功率管输出1500瓦的订制版,那种绵绵不绝的暗劲丝毫不显粗暴,高、中、低频三个频段都很平衡。欣赏管弦乐群的声音饱满而丰富,而且低频基础雄厚有弹性,许多低频呈现出丰满而有弹性的下沉尾音,更让管弦乐呈现金字塔型结构之美。那是非常丰满、丰富、音乐规模感庞大又充满弹性的美声表现,搭配着小提琴美妙的琴声,让人听了陶醉不已。

虽然属于内敛不张扬的个性,但是声音的细节很多,分析力很强,即使音箱使用了穿透力很强的钻石高音,高频照样抓得住不会飙出来,小提琴有很美的光泽。喜欢拿古典音乐当调音标准的方光豪,果然获得了极佳成绩,一些小品录音听下来,在宁静中感受到很多的细节。这些细节不凸显、不强调,不抢耳,而是很自然的浮现,让吉他、钢琴、小提琴等乐器质感更真实,音乐更生动。1500瓦大功率的实力不仅显示在爆棚音乐的从容不迫、管风琴凝聚有线条,以及低音大鼓的逼真形体,更表现在全频段一流的控制力。你听过现场的铜管合奏吗?那声音一点都不刺耳,而且还具有温暖的光泽与震撼人心的能量,AM1000内敛又自然的特色播放铜管音乐时,不但形体感浮凸,还能完整表达出铜管该有的光泽、铜管的厚度与破金振动质感,那是真正顶级功放才能发出的声音啊。

使用矩形纯银导体制作的电源线,这种材料在AM产品中大量可见

我必须说,AM1000真是超级超级超值的功放,从外观来看,四件式全铝CNC加工的机箱气派豪华,摆在音响室绝对是吸引眼球的目标。从声音上来说,它不哗众取宠,听起来好像没有化妆,但一切又那么的真实,细腻顺滑程度堪比小功率胆机,但音乐的完整性却又远胜胆机。论乐器的质感与音乐的魅力,或许少了一点华丽的音质音色,但AM1000丝毫不输给百万元级的Boulder后级。以它的售价、输出功率与声音表现做综合衡量,AM1000甚至可以说是中国,不,应该说地球上性价比最高的大功率后级。喜欢拿音响当奢侈品的人就别理会了,像这种充满内涵声音绝佳的音响产品,所有实用主义的发烧友都应该认真去听一听!

音乐,美的节奏,美的世界,在音乐中能让人感悟人生,亦能让人音悦人生!

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