电压\电流负反馈\无大环路负反馈的简单判断

饿虎扑食

原帖由 jupeter 于 2008-8-30 07:08 发表
打酱油的路过。[s:63]

呵呵呵，老朱早上好啊。 [s:21] [s:21] [s:21]

饿虎扑食

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原帖由 131pk 于 2008-8-30 01:17 发表
看了N久，发现坛子中似乎没有人知道金嗓子功放中电流负反馈的含义。[s:18] 实在不忍心，所以就来为大家很简单地解释一下。[s:18]

金嗓子功放中的电流负反馈的含义来源于电流模电路，与大家熟悉的电压取样或电流取 ...

金嗓子功放应称为全互补推挽放大电路。 [s:97] [s:14] [s:30]

jupeter

老虎也早！辛苦了。

讨论不结的问题，不如姑且存疑，以后再议，[s:97] [s:97]

饿虎扑食

原帖由 jupeter 于 2008-8-30 07:32 发表
老虎也早！辛苦了。

讨论不结的问题，不如姑且存疑，以后再议，[s:97] [s:97]

好的，到此为止。[s:21] [s:21] [s:21]

zhangjian1965

各类典型功放电路大比拼
                                    何庆华

                                               (已刊于<<无线电与电视>>2004.9期

　

　

　

    笔者对音响的热爱已十几年,特别是自己动手,由当年的卡座到如今CD，转盘，解码器，前后级，音箱等，虽说不上精通，却也有一定的认识。早年喜欢到处试听人家的进口器材，有时还傻愣愣地捧着自己的土作品去撼人家十几倍价位的进口器材，当然那时是无法与人家比拟，无数的失败，尝试，差距却日益接近，到了两年前，已经可以用进口器材十分一的土作品去撼倒对方。当然，由于物理工艺，即外壳强度的处理，如今我所做的功放最高只能到七八千元一台的价钱去卖给人家。从我所卖出的功放，只要价钱上了千五元以上，从来都不会让买主有意见的，至于千五元以下的，勉强相当于六七千的进口纯功放，性价比反而不及贵的功放。

    这么多年来，经我制作卖出的功放已愈千部，电路也是五花八门，基本上的典型电路都做过了，所以在此谈谈各种电路的音质差别。以下对比是在电源，外壳，元件，输出级，搭配的其它器材等各方面都一致的情况为依据的，所不同之处仅电路而已。

    1双电源不对称两级差动电路（如PIONEER  M22K）

详细电路

2双电源对称，第一级典型差动，第二级共射放大（如PHILIP  的LHH1000）

3双电源对称，第一级共射共基差动，第二级共射共基（如金嗓子E-305V）

详细电路

4双电源对称，第一，二级共射共基差动，第三级共射共基（如金嗓子A-100）

详细电路

    电路1，这是很多进口八千元以下的低档机的常用电路，不少人认为这样是属于单端甲类电压放大模式，可杜绝交越失真。在实际试听中，这种电路给人一种柔慢的感觉，低频较松，人声的感情比较丰富，相当突出，有一定的厚度但量感不足，高频有衰落的表现（实测闭环增益在10-60000Hz），有一种雾里看花的感觉，乐器的轮廓让人很难定得准。总体而言，音色方面是较接近于胆机的表现。这跟进口八千元以下的纯功放音色表现相近。

    电路2，这种电路在进口器材中采用得相对较少，可能是它高不成低不就吧，通常是几千到万五元的档次。在这样机中我采用了直流伺服，因而低频表现好于电路1，控制力比较合适，清晰度也有一定的改进，人声中的喉音，鼻音清晰可闻，量感也不错，中高频通透，只是乐器的轮廓还稍嫌不够，总体表现优于电路1。

    电路3，与前两种电路差距拉大了，不少几万元的进口高中档机也使用这种电路模式。尤其是中高频段的清晰度，可能是归功于采用了共射共基电路吧，音色表现出式，人声，乐器的质与量相当充足，再没有蒙胧的感觉，尤其是人声与小提琴，忧怨，轻快，稳重，演绎者的感情都能清楚地交代，高频比前两种电路顺了不少，没有一点衰落的感觉。

    电路4，曾经有不定期一段时期，国内的发烧友十分推崇“简洁至上”的理论，当时笔者也属于人云亦云的时期，因而那时常用电路1与2，后来，随着经验增多，对电路进行一点点的缓慢改进，演变出了电路3，再改了两年，才成功做出了电路4。为何那时乃至今天还有人推崇“简洁至上”呢？原因可能有两方面：1元件性能不佳。十年前不少发烧友都用C1815之类的普通管子，更甚者，笔者通过这几年在一些电器厂家出任设计，发现不少这类通用的三极二极管，都只是一些国内厂家买国外的芯片封装的，并且越做越假，频率特性不好，用这类管子当然不能保证了。2。技术水平低，很多人都不具备调试设备，往往只能靠一只万用表，对于电路的工作点设置与调整不熟悉，有轻微自激也不知道，因此简单的电路稳定性容易保证，音质反而好于复杂的电路。

    当技术水平到了一定的层面，再去做复杂的电路，结果却不一样了，光说理论，什么复杂电路的线性容易做得更好等，或者不够说服力，但各位不妨翻开一些音响杂志，进口器材中低档与高档的照片对比，很容易发现，高档机的电路复杂多了，又或者一些文献中介绍的电路原理图，高档机也是相对复杂的。

    说回正题，话说我于一年多前第一次做出了电路4时，简直是技惊四座，一呜惊人，在一个月的时间里，被要求复制了四部，对比之下，其音质有一种超凡的感觉。乐器的表现甭得说，轮廓定位让人一览无遗，人声的表现显得质量十足，轻快的让人觉得活跃，忧郁的催人泪下，所有的弱音都不放过，与乐器之间毫不妥协，不会有厚此薄彼的感觉，对于喇叭的控制有增强的趋势，收放自如，余间不会被吞噬或加长。对比现行流行的电流放大电路，分晰力有过而无不及，且不会有电流放大电路的那种稍薄的声音。

    这个电路也是够复杂的，光说电压放大级，元件数目比上述三种电路是倍数的增加，光三极管已经有二十一只。如果应用于前级或CD中替代运放，三极管多过二十四只，者每一只三极管都是信号放大，没有电源恒流的用途，但其表现也是不可以用运放或其它分立电路替代的。

    总而言之，电路是合理地复杂，电源变换的环节合理地简洁，才能把效果推上巅峰，做得好不好最主要的还是制作者的技术水平，而技术水平是经过长时间的磨炼得来的。

　

zhangjian1965

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电流传输技术与SATRI-IC应用介绍

                                                                      何庆华译编
　

       电流传输技术比流行的电压传输技术有更多的天生优势,但由于一直来很少资料文献进行介绍,所以大家可能对这方面的技术可能了解不多,而随着音响技术的发展,近来已有外国一些厂家开始在顶级的器材中使用这种技术,故在此简单向大家介绍一下.

       SATRI回路与一般电压增幅器的有很大的不同，SATRI回路输入端输入电流信号，输出也是电流信号，实现电流的传输。SATRI回路内部只进行电流信号的增益。

       一般的电压增幅器传输的缺点是：

1，  传输线本身及设备间的接插点，选择开关等电阻影响较大，由于信号源内阻隔很小，那么从信号源输入直至接收设备中真正放大元件输入之前的所有中间电阻占据比重就相对较大。其阻值的不稳定性和对频率的不同响应直接影响到送入信号的线性和频率响应的好坏。而随机产生的接触不良，干扰等都转变为输入端的电压变动，使用信号发生失真。

2，  由于电压传输能量小，因此传输通路上的外部感应，噪音都很容易进入高输入阻抗的设备。电流传输正好相反，要求信号源有电流源的性质，信号为电流变化，内阻要尽可能大,音频传输在几百千欧以上。接收端则要求低阻输入，以减少吸收的能量，保持传输过程中的电流不受影响，由于信号源本身是高内阻的，传输通路上的各种导线电阻，接触电阻相比之下就非常小，不会影响信号电流。实际流入接收设备的电流信号的非线性和其他失真都非常小，另外电流传输时输出端的能量比较大，传输路径上的感应电流相对较小，而接收端内阻隔极小，感应电压的影响更小，使感应噪音对信号输入几乎无影响。


　



图一是SATRI回路的工作原理的说明。电压信号ES通过电阻R变换为信号电流IS。SATRI回路的输入阻抗极低，所以电压信号可以通过R正确将信号变换为电流信号。电流信号IS通过SATRI回路传输到输出端进入负载电阻RL。SATRI回路的输出阻抗高达100M欧，所以IS可以正确地流入RL。

       RL两端电压的计算公式：

EOUT=IS  RL

由于IS=ES/R  

代入上式

EOUT=（ES/R） RL

电压增益幅度是：

A=RL/R

而一般的电压增幅器的增益A是

A=gm  RL

其中gm是具有非线性，输出会产生失真，而要用负反馈进行修正，但负反馈将引入其他的一些失真问题。

而相对SATRI回程的增益来说，增益只是单纯的纯电阻的变换，原理上不会产生失真的原因。而现实中，由于NPN，PNP的双极管的特性有偏差也会引入失真，但这个问题可以在制作过程中进行配对来解决这个问题。

一般的电压增幅器与SATRI的工作简图见图2：





SATRI  IC的参数设计与使用

1， 信号输入的设计

SATRI  IC的信号输入与一般的电压增幅放大器的电压输入方式不同，是要输入电流信号，并且与一般的电压增幅放大器的输入输出特性相反。

信号输入的两种适用场合

1，  电流信号

2，  电压信号

SATRI  IC 的电流输入方式与电流信号源的连接是相当简单的。

电流输出信号源的例子如下：

A，    电流输出型的D/A 转换芯片。

B，    光电型晶体

C，    电磁检测器（包括有磁场强度检测，MC唱头等）

D，   电流输出型的电路（如SATRI  IC等）



电流输出型的D/A芯片应用举例

电流输出型的D/A芯片应用举例见图一



D/A芯片的电流输出端与SATRI IC的输入端子（PIN14）相连，D/A的参考地与SATRI  IC的GND（PIN13）相连。



光电型晶体的应用

光电型晶体的输出与接收到的光量成比例地输出电流，与SATRI IC的输入连接图见图二





MC电磁唱头的应用图

MC电磁唱头的输出电压只有约1MV以下，信噪比也较低，令一般的电压增幅器设计上十分困难。MC型的电磁唱头SATRI IC进行电流—电磁变换组合见图三，使用电流输入方式可以提升信噪比，实现LP唱盘的高音质，具体的电路以后再向大家介绍。



电流输出方式的线路连接



电流输出方式的线路连接可以令输出信号实现长距离传输，并且在长距离传输时将各方面的影响减少到最低，在SATRI IC间的传输信号，音质受到的影响减少到最低限度。



图四是非反相的连接图，图五是反相的连接图



SATRI IC在不同设备间的传输可使用同轴进行连接。



电压信号的输入

由于SATRI IC的输入是必须使用电流输入，所以对于电压信号输入，需要使用一些方法去将电压信号转换为电流信号。电压信号转换为电流信号的方法有两个：

1，  使用电阻将电压信号转换为电流信号。

2，  通过电流缓冲器将电压信号转换为电流信号。

方法1特别适用于50欧，75欧，600欧等特定阻抗的电路使用。见图六



.

选择适合阻抗的电阻与SATRI IC的PIN14脚连接，例如使用600欧的电阻用于0DB的电压信号时，这时输入到SATRI IC的电流就是1。29MA，如果输出负载阻抗是10K欧，那么输出电压就会被放大到12。9V，而实际上，并无法去确实信号源的输出阻抗足够低，这就可能要使用另外的缓冲器去进行阻抗变换与匹配，这样信号源的输出阻抗就不会影响到所被设定的电压转换成电流的电阻，从而令转换更准确。



象图7就是应用缓冲器电路去驱动输入变换电阻R的方法。使用这个方法可能很自由地选择输入端阻抗RIN，实际上，这是可以由缓冲器的驱动力去设定SATRI IC的输入变换电阻R。通过这样的方法可以实现最大的信噪比，但缓冲器是外加于输入转换电阻与负载电阻RL/R间的，所以使用低噪音的缓冲器是极有必要的。



3， 电源供给

电源供给线路图如图8，SATRI IC的PIN5是负电源，PIN8是正电源的供给。供给电压范围可以在正负3V到正负30V内。



可是，在使用SATRI IC时，当电源电压上升，请确信不要超过SATRI IC的最大规定值。在PIN1，5，8，12所用的旁路电容，为了令SATRI IC的性能得到充分的发挥，建议你使用三洋的OS-CON作为旁路电容。三洋电容单独使用在音频电路中，比之通常的电解电容器具有更低的阻抗及更宽的频率带宽。当使用OS-CON电容，保持了电源具有更低的阻抗，这样可以更有效地防止任何微小的噪音的侵入，这样，就可以更充分地发挥SATRI IC的最大性能。但是，在安装时经过焊接的OS-CON电容，必要经过96小时的老化。这样才可以显露出OS电容的真正本质，因为OS电容经过焊接受热后会受到一定的损伤。

        另外，为了保持SATRI IC的电源具有更低的波纹特性，需要使用良好的电源，尽管受到干扰的机会很少，但还是推荐使用电源稳压器进行供电。因为SATRI IC对电源的干扰不太敏感，但由于SATRI IC是完全没有环路反馈的电路，良好的稳压电源可发挥更好的性能。





3，偏流回路

偏流回路是对SATRI IC进行正确设定其工作电流的。它能够设置SATRI IC工作在纯A类的状态下，并进行精确的工作。

当输入信号为1V时，通过1K欧的电阻进行变换获得1MA的，峰值电流就约1。4MA，所以设置SATRI此IC的工作电流设置在1。5-2MA即可。

另外，如果输入阻抗变小会影响到SATRI IC的输入电流变大，就要将SATRI IC的工作偏置电流扩大。但无论如何，所设置的电流值是不能超过SATRI IC的最大设计值，因为这样会令噪音增大，这是必须记住的。

最简单设定偏电流的方法见图9，在PIN2与PIN11间加入一个电阻即可。



在图9中的电阻R的计算方法

R=（正负电源电压的绝对值-2。4V）/偏置电流。



4， 输出回路

输出回路的基本结构见图12，13所示，为反相输出及非反相输出。
　





SATRI　ＩＣ的输出是单纯的电流输出，它的输出阻抗就如技术手册中说明的，高达数百Ｍ欧级，输出的负载电阻ＲＬ是负责将输出的电流转换为电压信号的。

图１２中是反相的连接图，输出从ＰＩＮ１０与ＰＩＮ３输出与输入电流信号相反相位的电流信号。

图１３是非反相的连接图，输出从ＰＩＮ６，７输出与输入电流信号相同的电流信号。

在这个例子里，ＲＬ的数值变成输出端的阻抗，当输出部分的负载被固定，你必须明白到电阻阻值影响的必要性。另外，频率的响应将与ＲＬ的数值有关，请查阅有关的技术手册去确定ＲＬ的数值以决定输出的特性。而ＳＡＴＲＩ　ＩＣ的增益Ａ由输出的ＲＬ与输入电阻Ｒ的比值决定。

Ａ＝ＲＬ／Ｒ

在图１４中，ＲＬ以可变电阻的形式对电压增益由０开始进行调整。



如果使用一般的电压增幅放大器，这样方式去控制音量大小，无论在任何位置也不能改良放大器本身的信噪比，并只会令信噪比劣化。而

在ＳＡＴＲＩ　ＩＣ这个情况下，由于输出阻抗的改变，必须使用缓冲放大器再输出到下级。见图１５示，这样可以令输出阻抗保持恒定值。在图１５中是使用ＦＥＴ组成的缓冲器，但如果ＲＬ的数值不是十分高，是可以使用双极管制作缓冲器的。



另外，如果想制作功率放大器，可以象图１６一样使用功率ＭＯＳ－ＦＥＴ简单制成。





5,补偿电流的设置

由于SATRI IC 会产生少量的输出直流漂移,故要使用补偿电流电路去进行校正。具体的方法是，将补偿电流注入SATRI IC的输入脚PIN14。电路见图17



I

在此线路中，补偿电流的产生是依靠R2与VR1这两个100KR的元件组成。电路是很简单，但还是有机会由于电源电压波动而令补偿电流产生不稳定，如果输出的RL是使用不固定的电阻（可变电阻），这样补偿电流就会改变SATRI的实际增益，并且这种补偿电流线路是不能应用于RIAA曲线的频率均衡线路，这时，使用直流伺服电路是更有效的方法，例子见图18



在这个例子里，由于增益是可变的，为令SATRI器IC的电流增益不会因改变RL时受到影响及过阻尼，所以使用直流伺服线路可以保持调整RL时的稳定性。如果输出端的RL调整为0，电路的增益就为0，直流伺服线路就应停止工作，但由于输出缓冲线路也可能存在失调电压，所以在图18中使用VR2这个电阻进行调整输出的工作点，当RL为0时，输出的电压也应为0。

　

饿虎扑食

老何的枪手又来了，快跑！[s:97] [s:14] [s:30]

jupeter

没图？让猜的？[s:14]

zhangjian1965

甲类功放的电流设计
　

甲类功放的输出管静态电流的计算公式:

式1,       Ic=Vom/(2Rl)  =Iom/2

式中Vom是功放输出的最大有效电压

Iom 是输出的最大电流(即满功率输出时的输出电流)



式2,       Pc=﹛(1-K平方/2)Pom﹜/n

Pc 是每一个输出管的耗散功率

K是振幅系数=Vom/Vcc,   其中Vcc是电源电压(单臂)

Pom是输出最大功率

n为输出管并联的数量

式3,       Iom=(Pom/Rl)开平方
Rl为负载



以上是设置甲类功放的静态电流的计算方法,见于不少教材中,但如何去设置却是教材中罕见的,一台功放如何设置才算是甲类功放?

以众多进口名机为参考,多是以负载2欧时的功率来设计,而在甲类设计中,负载的阻抗是较敏感的,例如:如果是以8欧设置为32W时,静态电流为1A,在4欧时却变成了甲乙类,甲类功率只是16W,而在2欧时更成了8W的甲类功率,也属于甲乙类了.

为此高档名机都以2欧来设计,保证在多数情况下接驳负载也能工作在甲类状态.

以设计一台50W/8欧的甲类功放来实践一下公式

此时电源电压Vcc约为+-35V,

8欧时为50W,以2欧时设计是200W.

代入式3   

Iom=10A

Ic=5A

每一个声道输出管功耗  Pc=5A*70V=350W

从上可见现在许多号称甲类的功放都没能做到真正的甲类,

退一步来说,我们的功放不是名机,只供家用,使用通常的家用音箱,所以设计负载不必用到2欧,但用8欧却也不合理,因现在许多音箱都是6欧,而音箱的阻抗也不是完全只恒定于6欧或8欧,因此有必要以4欧来设计

4欧时设计是100W

代入式了,Iom=5A

Ic=2.5A

每一个声道输出管功耗  Pc=2.5A*70V=175W

而纵然是以保守的4欧来设计,但纵观一些号称甲类的功放却依然不能达到这个要求.

再看一些有误导性的号称:   输出功率200W,甲类功率80W    (8欧)

试求出静态电流

输出功率200W/8欧,此时电源电压约为+-70V

甲类功率80W/8欧,且不说以4欧来设计,以最保守的8欧设计,

代入式3,

Ic=1.6A

每一个声道功耗     Pc=1.5A*140V=210W

如果要做到一个这样的双声道功放变压器要用到两个700W或以上的变压,重30KG的散热器,整机重量必然过50KG.

饿虎扑食

原帖由 zhangjian1965 于 2008-8-30 07:40 发表
电流传输技术与SATRI-IC应用介绍

                                                                      何庆华译编
　

       电流传输技术比流行的电压传输技术有更多的天生优势,但由于一直来很少资料文 ...

很遗憾，一张图都看不见。[s:97] [s:14] [s:30]

zhangjian1965

实战电流传输技术

何庆华

刊于<<无线电与电视>>2006.9期


http://www.audio-gd.com/audio/new_page_29.htm

jupeter

这是对的。
但是，个别功放标的就是8欧甲类多少W，没说6欧也一定是甲类多少W，这就看消费者怎么理解了。[s:14]

zhangjian1965

http://www.audio-gd.com/word.htm

zhangjian1965

原帖由 饿虎扑食 于 2008-8-30 07:41 发表
老何的枪手又来了，快跑！[s:97] [s:14] [s:30]

俺是保护你的，快回来[s:66] [s:67]

饿虎扑食

原帖由 zhangjian1965 于 2008-8-30 07:43 发表
甲类功放的电流设计
　

甲类功放的输出管静态电流的计算公式:

式1,       Ic=Vom/(2Rl)  =Iom/2

式中Vom是功放输出的最大有效电压

Iom 是输出的最大电流(即满功率输出时的输出电流)



式2,        ...

我是不懂，可动偏A类的功放还是弄过的，而且那个动偏是偶自己弄的。[s:97] [s:14] [s:30] 后来在《电声技术》上看到Mark的动偏A类，竟然跟偶的电路大同小异。晕哦！[s:18] [s:18] [s:18] 2004年发表的有什么呀，我97年后就不看那些杂志了。[s:97] [s:14] [s:30]