CN1141533A

CN1141533A - 反接制动顶级高保真放大器电路

Info

Publication number: CN1141533A
Application number: CN 96102641
Authority: CN
Inventors: 陈国富
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1996-01-26
Publication date: 1997-01-29
Anticipated expiration: 2016-01-26
Also published as: CN1056487C

Abstract

本发明涉及的反接制动顶级高保真放大器电路，它采用完全不同于现有技术的反接制动方式，实现了放大器对扬声器更为完美的控制。本发明巧妙地利用在末级功放元件回路串接二极管的办法，使放大器对扬声器惯性振动施予反接制动。其工作方式类似于电机制动时所施行的反接制动。鉴于反接制动优于现有技术中的阻尼制动，因而本发明实现了放大器对扬声器更为完美的控制。本发明极大地提高了音响系统的质量，是继OTL、OCL及BTL电路后又一技术进步。

Description

反接制动顶级高保真放大器电路

本发明涉及的是制作顶级高保真(Hi-end)声频放大器，其特征是，该放大器对扬声器系统的控制通过反接制动方式实现。

现有技术中声频功率放大器通过阻尼方式实现对扬声器系统的控制。由于扬声器纸盆存在惯性，当输入扬声器的驱动信号为另时，扬声器的纸盆并不能立刻停止振动，因惯性其音圈将继续在磁场中振动，并产生感生电压。现有技术中之各种功率放大器电路(不管半导体或是电子管)，均靠末级功放器件的内阻及滤波电容对扬声器音圈中的感生声频电压短路而实现对扬声器惯性振动的阻尼制动。这一方式称为阻尼制动，类似于冲击式电流计在将其线圈短路时实现的阻尼制动。

放大器对扬声器系统惯性振动控制的优劣是衡量音响系统最为重要的指标，对一个理想的音响系统而言，放大器应当实现对扬声器完完全全的控制。亦即是，扬声器在完成上个“音符”的振动后，立即停止(即没有惯性)并立刻开始下一个“音符”的振动。事实上扬声器系统不可能没有质量、也不可能没有惯性。因此，能否使扬声器立即停止惯性振动，其关键是放大器的制动功能。如前所述，现有技术中的顶级高保真放大器之诸电路依靠短路时音圈在磁场中运动的阻力而制动，亦即是惯性振动，因受到阻尼而最终停止，所以，这一制动的时间较长，现有技术中衡量这一阻尼过程的指标称为阻尼系数，近似等于扬声器系统的电阻与末级功放元件之内阻与连接线电阻之和之比值：Fd＝RL/(Ri＋Rc)，按照此公式，为了增强放大器对扬声器的控制，现有技术中采取了以下办法：

A)减少末级功放元件的内阻Ri，其办法是将多只末级功放元件并联，譬如，在金噪子A100中末级功放每一桥臂由10只M0SFET管构成；

B)制造低电阻的传输线材，如此产生了各种昂贵的所谓神经线，如荷兰高度风8N(99.999999％)喇叭神经线，甚至用贵重金属金、银制作传输线材等。

本发明的目的是采取另一种完全不同于现有技术的方式，即反接制动方式实现功率放大器对扬声器系统惯性振动之更为完美的控制。这一方法类似于交流三相异步电机通过继电器使二相反接，利用外电源使电机反转的力量(配合速度继电器)强制电机制动。因为反接制动利用强大的外电源能量，实现了强制制动，因此制动时间很短，其效果优于阻尼制动。

在声频功率放大器中如何实现对扬声器惯性振动之反接制动呢？本发明中实现这一制动方式的奥妙是，在末级功放电器中巧妙地连接半导体二级管，一方面，该二级管对扬声器惯性振动产生的复杂电讯号整流，经整流后的直流讯号的极性恰好与外电源极性相反，因此，强大的外电源将极性相反的扬声器惯性电压中和，而强制扬声器的惯性振动停振，换句话说，流经音圈的中和电流产生的振动与惯性振动的方向恰好相反，因而强制音圈停振，另一方面，鉴于二极管的电压、电流特性，选择适当的二级管时，在末级功效管正常工作的范围内，二级管的电压降恒定在0.3-0.8伏之间，因此毫不影响末级功效的正常工作，当功放元件电流达到饱和时，二级管的电压降增加，因而实现了柔性剪峰。此外，对破坏性电流，此二极管还兼有保护功放管的功能，以下是常见的三种类型末级功放改成反接制动功放之电路：

(一)反接制动OCL功放电路[附图(1)、附图(2)]

附图(1)中电路是大家熟知，使用音响对管(NPN，PNP)及推动管的末级OCL功放典行电路。唯一不同的是，本发明将4只二级管D1、D2、D3、D4分别与三级管T1、T2、T3、T4串联。等效电路为附图(2)中电路。

扬声器音圈在磁场中惯性振动时，在M点与接地点G之间感生了一个复杂的电讯号(有各种不同的频率分量及相位，不能视为简单正弦波)。这一感生电压被整流后，在P点产生一个相对地为负的直流电压，在N点产生一个相对地为正的直流电压，因为直流电压不能通过滤波电容，所以不能形成回路，但由于此电压正好与外电源的极性相反，故被外电源中和，强制音圈停止惯性振动。

如果没有二级管，则音圈中的感生电压将通过三级管的内阻及滤波电容短路，这便是传统技术中的阻尼制动，而不是反接制动。

(二)反接制动桥式功放(BTG)电路[附图(3)、附图(4)]

附图(3)中电路是众所周知的桥式功放电路，唯一不同的是，本发明将8只二级管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8分别与晶体管T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8串联，等效电路为附图(4)中的电路，很容易看出，扬声器音圈惯性振动产生的电讯号被桥式整流后，其直流电压极性恰与外电源极性相反，如前所述，外电源中和极性相反的直流电压，所流经音圈的电流强制音圈停止惯性振动。

如果没有这8只二级管，则音圈中感生的声频电压将通过左、右桥臂的三级管及滤波电容构成回路，音圈的惯性振动将被阻尼制动，而不是反接制动。

(三)反接制动桥式电子管功放电路[附图(5)]

附图(5)中电路系电子管桥式功放电路(发明专利号95104928.3)，唯一不同的是在4支电子管T1、T2、T3、T4的屏极与阴级分别串接4支二极管D1、D2与D3、D4。很清楚，扬声器惯性振动所产生的电讯号分别被4级管桥式整流后，产生的直流电压极性与外电源极性恰好相反，因此，此功放电路具有反接制动能。

很明显，如果取消二级管，则制动方式将是阻尼制动，而不是反接制动。

综上所述，本发明利用在末级放元件回路中串接二级管的方法，实现了对扬声器惯性振动之反接制动。反接制动是利用外电源，对扬声器音圈惯性振动施予的强制性制动，其效果优于阻尼振动，在电动机的制动过程中，反接制动优于阻尼制动是众所周知的。

附图(6)为本发明的一个具体实施实例：

A、前级放大器

前级放大由两支6N3双三级管担任，第一只6N3担任电子管负载型阴极接地串联放大，第二只6N3担任电子管负载屏极接地串联放大，四支2.3V稳压管分别提供栅负压。

由上述两只6N3双三级管制作的前级放大器，具有低噪声、低失真、宽频带以及对强讯号有局部电流正反馈功能，参考发明专利(95104928.3)

B、反接制动OCL末级功放[附图(6)]

对管Tip41c/Tip42c担任电流驱动，4对东芝音响对管2SAI301/2SC3280并联功率输出，反接制动由10支高频中功率二级管担任(可用高频中功率三级管接成二级管代替)，本实例中用C4350接成二接管。

C、电源

本实施例中使用双电源分别对前、后级放大器供电、滤波电路采取二级管多次整流、梯级电容滤波电路，对前级放大器供电所用的阶梯电容滤波的级数为5，电压为2对后级功放所用的级数为4，电压为±50V，参考发明专利(95104928.3)。

实际效果

本发明的上述实施例是由反接制动OCL末级功放，电子管串联前级放大器及多次整流，梯级电容滤波电源共同组成的胆石混合放大器，配合我自制的无分频器音箱(发明专利94103477.1)。根据本人数月的聆听，其主观评价如下：该音响系统除了高效率、高声压、大动态、逼真的临场感等优点外，更为明显的是强有力、欢快、活跃的节奏，丰满、柔和、清晰的层次，给予一种全新的音乐感受，这是其它音响系统不能比疑的。

上述胆石混合放大器及无分频器音箱配合普通CD机(SHARP DX670)、普通讯号线、喇叭线、电源线，其音响效果(主观评价)远远超过金噪子405合并式功放，日本第一音响VRDS-10N CD机，金噪子讯号线，英国天朗D700同轴音箱，8N高度风神经喇叭线、日产电源滤波线组合音响效果。

Claims

1、反接制动顶级高保真放大器电路利用外电源对扬声器音圈惯性振动施予反接制动。其特征是，串接在放大器末级功放元件回路的二级管对扬声器音圈惯性振动所感生的电讯号整流产生与外电源极性相反的直流电压。外电源中和这一电压时，强制音圈停止惯性振动。

2、根据权利要求1所述的反接制动顶级高保真效大器电路，其基本要求为三种类型反接制动末级功放电路(其中包括功放元件并联)。

3、由反接制动末级功放电路所演化出的类似电路。