Ultima-1 150W极致美声的灵魂DT-01【转帖】

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Ultima-1 150W极致美声的灵魂DT-01

摘自：www.diyzone.net    作者：mtlin12
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Ultima-1 150W极致美声的灵魂DT-01设计简介

前言：近一年来，读者可以发现DZ的讨论区多了mtlin12这个电路高手发言。专精于模拟电路设计的mtlin12，本身拥有多项电路专利技术，对于音响的要求更是执着！而Ultima-1，则是mtlin12针对市售Hi-End放大器架构设计进行深入的讨论与更新，所获得的创新设计。

目前DZ已经与mtlin12林明德先生签约并取得授权，将产制一系列Ultima-1后级相关模块套件，供应给全球各地的DIY同好使用。与一般DIY玩家不同的，mtlin12不仅自己DIY，也拥有相当优异的厂制后级，因此在系统的调音与客观性能的掌握上，自然更为客观。

DZ自上月起，已经全面重新规划PCB并采用更优异的组件，或许\Ultima-1的供应仍须一段不短的准备时间，但相关的技术性分析将提前开展。

大功\率后级也要精致细腻
就如老子:『治大国如烹小鲜』，想要将150W后级当成在Hi-End音响中最精致细腻的低杂音前级扩大器来处理，是我设计DT-01时最大的挑战。



在进行Ultima-1的设计规划时，除了以客观的技术指标为参考依据，同时作者也以自身拥有的高阶Perreaux后级进行音色的比较确认，性能无庸置疑。

模块化设计
开始设计DT-01时，是希望挑战MARANTZ的HDAM ( High Definition Amplify Module )模块，它经常用于MARANTZ的高阶扩大器或SACD上。从杂志照片中大约可看出其结构，第一级互补差动放大器+电流镜电路，采用Borbely认同的2SK389/2SJ109对装JFET，其它推挽级大部分是SMD晶体管和被动组件，最后用印有HDAM的铜盖\遮蔽，非常漂亮小巧。

后来又看到Apex PA52 一个小小的高压Power OPA模块就有400W 40A输出，因此也希望DT-01能设计成可插拔式模块，除了可以取代现有的DZ SF-106N驱动板，当然也可用于高阶OP线路、前级或后级扩大机等等。有了蓝本，就决定开始动手设计电路。

性能优异却价格昂贵的APEX PA52 400W OPA模块。

DT-01加上DT-02 + DZ散热片。在DT-01 背面采用排针或用DZ常用的蓝色端子与其它周边连结。

串迭式单差动+单端(SE)放大
音技时代就莫名的喜欢对装JFET尤其是串迭式设计，像我自己装的前级就是用2SK146串迭的，那时总觉得2N3954、NPD5566、AH5210之类的美国制对装JFET，会比日本制的声音更好。

当交直流还有卖NPD5566以及pin-to-pin 兼容且更贵的LS844时，我就决定先用NPD5566来设计，工作电流设定比较低，以适合DZ新进货超低杂音、超配对复合、低漂移的LS844，( 注: DZ所进口的是6脚金属壳包装，但是仍可适合8 pin DIP IC socket)。JFET采用串迭式好处很多，我就不再细述，采用单差动理由有:

1.受Apex架构的影响。
2.互补的P-ch对装JFET根本没得找了。
3.P-ch JFET配对麻烦而困难。
4.精密的高阻抗恒流源要两组。



图说：除了PCB采个人Layout之外，Ultima-1试制机倒是用上不少DZ供应中的套件模块。或许\DZ的套件并非完美，但模块化的规划方向，却已经成为许\多ODM/OEM厂家试制样品、甚至国际参展的基本配备。

A类、单端、真空管是许\多音响迷的最爱，JFET低电压工作于A类时音色类似，所以我选通常用于高阻抗低杂音前级的P-CH JFET当第二级输入， Apex此处采用同样是电压控制组件MOS FET，MOS耐压很高，但是若要当小讯号放大，工作电流恐怕要设定至少数十mA，其线性才会好，且其Crss才会比较低。即使如此MOS的输入电容量Ciss还是比JFET高出许\多。至于为何第二级不用晶体管或达灵顿，增益可以更高、负回授可以再加深而降低失真?

基本上我希望第二级电压放大级能够尽可能地不影响差动放大级的工作，即使用超贝他达灵顿晶体管，也仍然会有微量的基极电流流向前一级，因此采用低Ciss、Crss低杂音的Pch-JFET再加上Nch-JFET当恒流源的单端(SE)放大就成为DT-01第二级的上选，这也是设计时我就预期DT-01会声音绝佳的主要秘诀。后来实际用Audio Precision II 测量结果，果然在杂音和失真方面表现也都很好。

此部分基本架构也可参考以下ClassＡ JFET OPA 。



如何让低耐压的JFET工作于高压
可以当第二级的P CH-JFET及恒流源的N CH-JFET，几乎耐压都很低，要如何让低耐压的JFET工作于高压下，确实不容易。答案是:采用串迭式设计，这可以参考Erno Borbely的设计，只不过我觉得zener diode 杂音稍大，我改用别的当电压参考，另外再加上独特的stand-by电路来控制这个串迭式的工作。stand-by时，第二级完全不工作，驱动级、输出级也因而静止，整个扩大机就只剩第一级和喇叭保护器还耗电，但是电源滤波电容仍保持充电状态，恢复动作时无需长时间暖机。

有了串迭式设计，DT-01电源电压可搭配 DZ SPEEDO的±24~30V，或HV 稳压的±65~85V，只是小幅变动某些零件数值即可，事实上DT-01如有需要可轻易地工作于±150V。



采用MOS担任驱动级
本来也考虑直接采用Apex的驱动架构，后来会用MOS担任驱动级，主要有1. Apex的驱动架构和独特的stand-by电路有冲突之处，2. Apex的驱动架构电路有些独特，我不敢保证其中Apex没有专利的可能，所以就学Borbely的设计用 FET到底。

AP2测试原型机是用IRF630/9630，经分析测试及与网友讨论结果，认为IRF630/9630 Ciss太高，影响了高频表现，应改为IRF610/9610或是Hitachi 2SK77/214，在考虑零件取得难易以及未来驱动Sanken 2SA1216/2SC2922 BJT电流需求的弹性，最后决定采用IRF610/9610。

源极电阻需要搭配输出MOS、IGBT或BJT的偏压以及散热片温度等因素而定，保守的用100Ω，Borbely用82Ω，甚至如DZ SF-106N-150W 的56Ω。

弹性很高的输出晶体模块DT-02
DT-02纯粹是搭配DT-01而设计的，是弹性很高的输出晶体模块，类似DZ的输出晶体模块，但是加上配合stand-by电路需要的喇叭保护器。机构是搭配目前DZ 150W用散热片设计的。




极致音响工作室 ASAAS ( Advanced Super Audio Amplifier Studio) by mtlin12林明德 谨志
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