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仿CJ2013音频晶体管功放线路[模电玩家请围观]
在2013.7.28.这个周未从网络中看到张热贴,作者邓哥热情地公开整个音频功放的设计激发我对那音频功放线路的兴趣。为此我画了近8个小时的仿制,得新绘制了线路及反复调整参数终于在电脑上实现有效的仿真输出。在整个调整当中,多得原作者的全力支持指导;要不然可能让我花更多的时间。下面将电路图分享出来给有兴趣的音响发烧友或电子迷参考,至于会不会进一步要设计PCB的问题我还没定决好...。

关于邓哥的店铺: http://shop70120772.taobao.com/shop/view_shop.htm?spm=937.1000770.1000417.4.KyVbZj&user_number_id=67490767&tracelog=wdpda_jrdp&wwnick

[IMG=0,absMiddle]http://www.microcontrol.cn/HomeImages/DIY/JC2013/JC2013_Sim01.jpg[/IMG]
仿假日版的功放电路图,重新绘制的。仿真平台为AD13,使用Spice数据模型。电路上的晶体管我是根据平台上的仿真库来随便调用,并没有安照原版的晶体管型号上使用(主要手上没有原版型号的Spice数据模型);所以参数上是有所区别的。

[IMG=0,absMiddle]http://www.microcontrol.cn/HomeImages/DIY/JC2013/JC2013_Sim02.jpg[/IMG]
上图是仿真的输入/输出波形。我对这个电路感兴趣除了对音频功放感兴趣外,还重要一点是对这晶体管低频线性放大电路十分着迷,比较感兴趣在原理、电性细节上吃透他。
从电路仿真输入为2Vpp正交信号,输出是约50Vpp。电压增益约为27dB。在仿真上我只做了静态点分析和信号仿真分析,其他的频响、失真、温度等仿真都没做。原因是觉得那些仿真真效度不大,因为实际所使用的晶体管元件与平台上的参数差别较大的。

我原本是想通直对上图的电路用文字的方式来描述整个正半波的信号走向与原理的,但想想还是用电压法并通过标注各电位的变化来解释会比较好些。所以就制作了下图。
[IMG=0,absMiddle]http://www.microcontrol.cn/HomeImages/DIY/JC2013/JC2013_Sim03.jpg[/IMG]
上图是我们假设正半波信号从输入进去,然后各个管子的电位发生变化的情况。在这个图中为了直观好看,我们将原图的电容都给于去掉了。暂时不分析交流/高频信号的作用。从各个点的变化,我想比文字描述更好。
下面我分两部来介绍各级的功能。
[IMG=0,absMiddle]http://www.microcontrol.cn/HomeImages/DIY/JC2013/JC2013_Sim04.jpg[/IMG]
Q3/Q5为输入级该主要接入的是信号源,该级的要求输入阻抗;相比JFET管三极管是稍差点。该级只将小信号的适当放大,然后交由给Q1/Q6;Q1/Q6将前级的电流信号同样做更大的放大。在相位上,Q1/Q6正好把Q3/Q5的信号相位恢复过来。经过前
面两级把小信号电压放大后进入至功率推动级(Q2/Q7)。
这个电路有意思的是,在正半周时,Q3/Q5的c极相位相同,Q1/Q6的c极相位相同。加至到驱动级Q4的偏置电路后则正好为Q4Vce的上下端电位提升。这使得上端的推动管Q2在正半周时更加导通,而下端的推动管Q7在正半周时更加往截止方向。
[IMG=0,absMiddle]http://www.microcontrol.cn/HomeImages/DIY/JC2013/JC2013_Sim05.jpg[/IMG]
最后看看推动管与功率级
Q4的作用有两个,一个是为了Q2/Q7驱动级提供一个静态偏。使得Q2/Q7有一个静态的电流点,同时也就功率级提供静态电流工作点。就是就是AB类放大器的原因,以防止输出产生交越失真。这个偏的调节直接影响到输出静态电流的大小,R4/R8的调节十分重要。
Q4的另一个作用是起到温度补偿的作用,该管在实际处理位置时一般是同功率管放在同一散热片上,以晶体管的热效应来做热反馈方式来调整偏的电压(电流)。从而起来一个闭环控制稳定的作用。在这里我暂不讲这个闭环的细节。
在正半周时,Q2的e极输出电流增大,在R5产生电压增加,对于功率的NMOSFET来讲,当然沟道会往大打开,大电流从正电源--->>NMOSFET--->>于负载--->>地。
负半周的原理正好此相的,负半周时,Q7的电流增大,R13电压增大,Q11的NMOSFET沟道同样会往大打开,电流从地--->>负载--->>NMOSFET--->>负电源。
功率输出有意思的是,都是用N-MOSFET这样不用配对也十分方便。
在电路图中的Q8/Q9是JFET管,利用该的的特性构成低噪声的恒流源。该恒流源一般被安排在输入中,因为输入信号比较小,如果输入最前端电流稳定效果不好的话直接会影响到后级的输出。有如乘法效应,所以这里必须选择较好的恒流效,以稳住后面的电路。
负反馈网络方面主要由R14/R2/C8及R15/R10/C9构成,由于这是互补式电路,两边的反馈比例是一样的,由他们两个的电阻比决定了放大器的增益。

有兴趣的朋友,请关注。我还不定期更新内容。欢迎交流...。
[ 此贴最后由DC在2013-8-1 17:23:46编辑过 ]
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