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学林调音师classa 耳放模块的仿真分析

时间:2018-10-8 15:43:38来源:浏览:

学林调音师classa 耳放模块的仿真分析

 

      Class A纯甲类放大器在音响电路中是多年来的成熟设计,应用在耳放中也非鲜见。但是在随身播放器中想要用上classa模块却是大姑娘上轿子,头一回。(学林1969是单端otl class A放大器,调音师是沃尔曼结构直流class A放大器,更复杂且性能更好,在其他随身中,尚未见到类似的电路结构)

     我们在上半年年设计的ihifi100-2018纯甲类耳放,虽然已经有成功的经验,但是那个毕竟是独立的耳放,无论体积,功耗,发热要求等都宽松的多,且ihifi100的设计工作电压是正负7v,我们的调音师工作电压为正负5v,因此必须要重新设计才能让电路工作在理想状态。

 

     晶体管放大器电路一般源于hifi功放电路,为了适应新的低电压的环境,我们重新分析和对ihifi100电路进行了改动,下面是初步搭建起来的电路,我们用MULTISIM13进行电路仿真。设计的工作电压为正负5V,晶体管用常见的2n5401/2n5551,输出则用了mje340。

信号源为1khz,1v正玄波信号。分别在正负电源处串联电流表,输出端分别接示波器,失真度仪,频率分析仪。


仿真如下图,可见输出波形削顶失真。

 

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通过调节反馈电路r2,由1k改为2k,使其增益减小一倍,输出减小。调整反馈电路后,波形恢复正常。

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此时电流为50.221ma.thd为0.015% snr为76.487db可见各个参数指标都不理想

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     通过尝试各种三极管后,前级改为jfet输入的场效应管2sk209,可以极大的提高输入阻抗,以降低前面电路对放大器的影响。

    并且非常重要的:场效应管固有的高阻特性,会使电路产生一种迷人的高频堂音(萝莉味),这可是我们独门调音秘技。小功率管由通用的2N5401/2N5551改为音频专用的2s1815/2sa1015,同时末级输出也改为2sc1815。

    此时性能指标有明显提升, SN由原来的76.487db提高到84.122db,thd由0.015%提升到0.006%,但是电流大的吓人,由50.221mA提高到了95.814mA,这样正负5V双电源双声道就需要大概400mA的电流,这在随身播放器上是接受不了的。

 

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通过调整R9的阻值,由2k改为360ohm来改变整体的电流大小, thd也提高到0.003%,电流降低到39.279ma

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     继续将r5由47ohm改为33ohm,此时电流降低为31.427ma,snr提高到93.337db.失真度继续降低到0.002%,此时距离理想状态已经很接近了。

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     通过多次比对调整,最后将r4由2k调整为3.3k,以改变q1的工作点,继续降低增益,r2由2k改为3k,在q4,q9上加上56p电容防止振铃,最终放大器的指标达到了理想状态。

     电流为31.177ma,失真度为0.001% snr 为100db(注意:这已经是MULTISIM13的仿真测试极限)

对此电路有兴趣的朋友可以欢迎仿制并下载MULTISIM13予以验证研究,试试看,其实并不难。

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    为了减少体积使其能够集成到调音师的模块中,我们反复调整布线,用了很多0402等微小型物料,在25*25mm 的面积内集成了近百颗元件,最终实现了这个可能是世界最小的纯甲类放大, (pcb与一块手表的大小比对)

无论测试指标,仿真数据,还是实际听感,都达到了普通运放op无法企及的高度!它的低音如天雷滚滚,连绵不绝,推力达到惊人的8.3V。而jfet的输入级2sk209,又为整体的音场起到画龙点睛的作用,中高频的堂音丰富,纯甲类特有的润泽感和厚度,更加令人非常喜欢。

 

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