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CG-01A前置放大器的制作汇报

时间:2012-10-02 19:11来源:hifidiy.net论坛 作者:长贵 点击:
热机5分钟后重复检查以上参数,若有变化,并可重复步骤微调整即可完成并进入仪器测量程序。 以下是通过示波器,结合信号发生器和毫伏表的几组测量图片,请诸位鉴阅。 寒酸的测试环境 装机后的方波输出状态 稳压电源
凭着执着与自信,为自己的锁定的目标而折腾,一路颠簸的走来,从平庸到超越,最终愿望达成!
    以下要向大家介绍的是我在论坛交上的第三份作业,坛友们为她起名的“CG-01A前置放大器”, 我希望能赶在“2010DIY大赛”收班前完成,同时也希望能通过制作介绍与大家分享这一份成功的喜悦。
全文分为:
一、电路简介:
1、增益放大电路部分;
2、稳压供电电源部分;
3、信号输出延时及信道切换电路部分
二、线路板制作及样张
主线路板布线特点。
保护切换电路
三、电路装配及调试要点
四、整机自我评价。


一、电路简介:
(注:以下电路为作者原创,未经允许,不得擅自作商业应用,如需转载请注明出处)

1、放大电路(见图)

CG001A放大部分电原理图.GIF



    从电路图中可见,这是一款低电压供电的前级放大电路,由于使用低电压供电,可以在晶体管有限的功率耗散能力区域内选择最佳工作点,在有效抑制热噪声的同时,将音色调节到最佳效果,低电压供电前级最大特点就是不容易产生高阻尼下的石机音效,经优化电压放大级在低电压供电下同样具有高压供电(前级)电路良好的瞬态。这款前级纯直流耦合,降低电容带来的相移,有效提高了保真度。
    音频放大电路部分是由Q101\Q102场效应管组成的输入缓冲和主放大两部分组成,其主放大部分由单差分放大输入,放大部分继承了CG50CG100功放放大部分的特色,结合钻石缓冲电路作输出部分。按一贯的设计风格,在晶体管选用时尽量采用欧系机器常用的,且市面流通的产品型号。在电路设计中,巧妙的应用了Q1\Q2源极恒流源,利用D1\R9分压取样作Q7的集电结偏置,在改变Q1\Q2的电流时使Q6VcbQ7Vcb两管电压一致,从而大大提高了电路的稳定性,从实际应用中恒流源电流从1~8MA变化时,中点输出变化小于2MV,诸位可以把电路分段分析,从差分负载恒流源开始到输出缓冲级都可以说得上利用了级联管的P-N结的温漂特性关系相互补偿,获得较高的热稳定性。也就是整个电路架构稳定的基础。

2、稳压电源(见下图)


CG001A电源部分电原理图.GIF




以上电路是由基准电源和恒流输出的射极跟随器两部分组成,是一组可塑性很强的电源,既可以通过改变恒流取样电阻的参数使其恒流输出能力可从600MA~80MA之间可调(详细的配置方式在统调中介绍),按工作状态习惯区分,可说是从B类到A类。由于前级放大是音频前端放大,与应用电源的质量关系重大,要想控制好抑制好电源纹波输出,这电源已经多次改良和完善,电路结构显得“庞大”了些。

3、信号输出延时及信号输入切换电路(见下图)


输出延时电路.GIF



   输出延时电路及信号输入切换电路属常见电路。输出延时电路的接合时间可通过改变C2R3的参数大小控制。并接在R3上的1N4004C2的泻放电二极管,利用其单向导通特性,在电路断电后C2上的电荷通过D2正向导通回流到电源总线上,继电器脱扣后,剩余电量有R2完成,按图元件参数,延时电路工作时间为3~4秒,当C2加大到3300uF时,可延至30秒左右。


二、线路板制作及样张#p#分页标题#e#

1、经几次改良后的PCB样张(见图)

面层

PCB面层.jpg



底面

PCB底面.jpg



PCB采用FR4材质,双面覆铜,走线较为简洁明了,地走线采用多点汇流的星形布线方式。相机太破旧了,拍出来的东西色差太大,面目全非

2、延时输出及输入切换电路PCB

转换板.jpg



做这转换板打样花费最高了,索性加上一小片适合ALPS27型电位器的板子



今天的工作汇报。

电阻焊接完成图。
电阻焊接完成.jpg



整板焊接完成。

焊接完成.jpg



转接板焊接完成。


转换板完成.jpg


优速快递用牛车拉来的机箱也到位了(广州至茂名350公里要一个星期)

机箱散件.jpg

装配ING...........

照片.jpg

经两天的“奋战”,终于完成了装配工作,在试验板上移植元件真费功夫。上两张PP先睹为快。下一步可以进入测试统调步骤了。



装配完成一.jpg

装配完成二.jpg


三、电路装配及调试要点
   
    由于前期时间紧迫,加上年末工作也忙,把大部分的空闲时间花在机器的硬件装配上了,以致本帖文字章节上显得有点脱节,有望诸位坛友见谅。在这里就2楼图一的电路作下补充说明:大家可从图中可以看出,信号输入端有个功能跳线(J1),并可以通过拨插实现(1-2直通;2-3缓冲)功能转换。
    当J12-3时,输入电平先通过输入缓冲级后,再接入到音量电位器,经调节后电平由主放大级放大输出。在主放大的前端加入缓冲级,目的是针对一部分线路输出负载能力较低(阻抗高)的、声音较为毛糙的音源设备,有较好的匹配以及对声音有一定的良性修饰作用。但在实际的试听中,通过发送样板制作的回馈信息中普遍都喜欢加入缓冲级听音,特别是针对近阶段录音的“口水歌”的数码声处理得比较贴切。
        J11-2时,输入缓冲级工作缺省。相对目前多数中高端的音源设备而言,对声音处理已经相当严谨,其输出阻抗也很低,跳过缓冲级,目的的减少信号的级联环节,有效的保证声音的保真程度。




电路中元件的工作点与声音的关系



一、放大电路部分




    有经验的烧友都清楚,在电路中的每一元器件的电流、电压工作点的改动,都会给声音的输出带来变化,一款电路架构确立后,后期的调试工作才是重要,只有通过合理优化才能完善。在CG-01A电路的后期校调阶段,根据多方不同的听音环境的信息反馈进行了综合统调。各级晶体管的最佳工作电流参数如下:
        Q101\Q102的工作电流在1.8ma~2.5ma
        Q1\Q2的工作电流不如过大,在1.5ma~1.8ma;
        Q6\Q7的工作电流在1.8 ma ~2 ma,电流过大会影响音乐背景,导致声音毛糙,小了会影响输出动态,声音乏力;
        Q8\Q9的工作电流在6 ma ~7 ma,这级的电流会受第一级差分放大级的工作点影响,Q8\Q9的射极电阻允许值范围较窄,在390~430欧姆范围内为合适;
        Q10~Q13组成的钻石缓冲电路中的静态电流不受前面的电路影响。#p#分页标题#e#Q12\Q13的工作电流变化对声音影响很明显,具体表现特征跟Q6\Q7相似,工作电流在11ma~13ma为合适。


二、电源部分

    以下就“+”电源输出部分电路做补充介绍下。在由R1\C7\Q1\T1的基准电源电路中,因在整流后的滤波电容端观察示波器积分波型有达100mV左右,在第一次整合电路打样PCB制作后发现,T1TL431)基准输出的工频干扰脉冲依然明显,后加入R1\C7退偶后,在C7这点测量积分波型消失,示波器波型观察,半弧状波形宽度约4~5mV,基准点波形观察,工频脉冲高度1 mV,其余区域几乎平坦,没有杂波存在。
    在2楼曾提及到这是款可塑性强的电源,的确如此。调整管Q11的开关完全由Q7控制,当Q7Vbe取样电压从(R17\R19)的压降获取,按电路现R17\R18\R19的标值中可算出,Q11的最大输出电流为600MA,相对电流变化微小的放大级退偶电容而言,实现恒流补给(是妙论还是谬论,但的确可使声音表现稳健宽松的感觉)。当输出电压超过Vt1+Q5Vbe时,Q5Q13导通,当Q13导通电流达10MA时,Q7导通,Q11减流,实现电压维持。在整个电流正常工作时,上下调整管基本维持有10MA的静态电流,这点有别常见的串联式稳压电路。
    假如将R17\R18改为15欧姆,其并联值为7.5欧姆,Q11Icm90maQ7Vbe/7.5),把R19改为0欧姆,Q13变成了并联在负载端的电流泻放管,使电路改变成为了一款地道的并联型稳压电路。
    在稳压电路的实践试验中,针对部分国产的环牛,采取并联电源方式工作可以令中频丰满少许,弥补下低频散落现象。但我个人不推荐使用这工作方式,还是选用些优质的薄矽钢片牛为合适。把R1947欧姆~220欧姆的阻值之间细调,前级的音色都会有变化,小之中频厚实,背景宁静,大之低频量感充足,声音活泼、中频稍减,背景略有变化。当使用不同的牛试验时,我都会通过改动R19来尝试获取较佳的听音效果。


电路中电容的使用及其对声音的走向

在电路中各级电容的合理使用,是一个不能忽略的环节,也是音响发烧界的朋友最喜欢(玩)的一个环节,因为电容的材质、涟漪电流特性等各种参数都会影响到声音的走向,而且声音变化也较为明显,这就是喜欢“玩”的原因。
    在调试CG-01A电路使用滤波电容中发现,部分被认为极品的RIFA\ROE\思碧\化工轴向电容并不适合本电路,这些电容耐温非常高,个头也很大,装上去实在很“YY”,可是毕竟是原用于工控电路上的东西,声音发木,各频段连接不够平衡,唯一就是2楼本机的电源滤波上的这款西门子轴向还可以过得去,各频段的音效相对平衡,但低频稍弱,瞬态有点乏力。其它电容已寄给朋友做比较鉴定,先将就装配。在低容量的电容使用中我使用NICHICON KZ系列或ELNA silmic系列,其中ELNA silmicⅡ系列一改往日风格,低频较第一代实净,高音区伸延开了些,与NICHICON KZ有些接近,但中频比KZ暖和。为了使听感更好,在稳压输出退偶的几个电容中,我利用了飞利浦036系列和ELNA silmicⅡ混合使用,使声音的“速度”适中,低频力度有所改善。



电路统调

    电路统调步骤非常简单,确认电路焊接无误,通电检查稳压输出“+、-”两端电压在18V(由于TL431取样电阻分压比列局限原因实际输出电压18.3V左右)正常值时,先将音量电位器逆时针调尽,开始对电路进行调试。
    1、缓冲级中点输出电压调节,通过调整VR101,令其“2”脚电压值至±0.2MV以内即可。
    2、主放大部分调节。先微调VR2,使差分放大级的恒流源电流值为3.5MA左右,即是R9两端电压测量正常值在1.8V左右;微调VR1,是放大输出端的电压至2MV以内。#p#分页标题#e#
    热机5分钟后重复检查以上参数,若有变化,并可重复步骤微调整即可完成并进入仪器测量程序。
   
    以下是通过示波器,结合信号发生器和毫伏表的几组测量图片,请诸位鉴阅。

寒酸的测试环境

测试环境.jpg




装机后的方波输出状态

方波图.jpg



稳压电源的各关键点的波形观察状态

噪声测量.jpg




没有专业仪器的情况下,整机的频响曲线图,只能通过毫伏表在各频段的电压指示下手工描绘了。

频响曲线图.jpg




四、整机自我评价。

整机装配完成试听后,无论是从测量指标或听感上的比裸奔时好,音乐背景比原来更加宁静,同时也深信“煲机”这一名词了,机器通电老化几天后,声音变得更加宽松甜润。至于这机器好到什么程度,我个人也说不出一个准,反正比下图这台机器的前置部分好!


MANALUN.jpg





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