晶体管音频功放音质不好的原因及改进方法

晶体管音频功放音质不好的原因及改进方法

晶体管功放都有非常优秀的特性测试指标，但实际音质音色都很不满意，即主观测试和客观音质有很大差异，其原因如下：

一、晶体管功放的开环特性不能令人满意，为了获得好的频响特性，都施加了深度达40db-50db的大环路负反馈，虽然得到非常高的闭环特性，但客观音质评价并不好，声音不柔和、不动听，这正是负反馈过度的通病。

二、晶体管功放的输出内阻Ri本来就非常低、在深度反馈下Ri又大幅度减小，电路阻尼系数Fd往往增大到100以上，Fd要比电子管功放大1-2个数量级（电子管功放Fd一般约在10以下）。这样高的Fd对扬声器的机电阻尼过重、扬声器振动系数处于过阻尼状态，振膜的运动则很迟钝，动态会变得很小、音质就显得生硬不圆润、缺层次、丰富的谐波被封杀、被过滤，微妙的谐波信息分量大量丢失，振膜细节刻画能力差，声音干瘪、缺乏色彩、不丰满、久听使人生厌，人声表现远不及电子管功放。三、电路稳定性差、易自激也是深度负反馈功放的一个通病，一般都是在电路中接入减小高频增益的相移补偿电容来破坏形成自激的条件。此举虽有效地抑制了自激振荡，却常常引起瞬态互调失真增大、高频响应变劣，声音则变得毛糙、尖锐、不悦耳、不耐听。

四、大功率晶体管功放大都是甲乙类功放，有很明显的交越失真，故保真度也差，往往又多管并联来增大功率，这样管子的结电客Cs会变大，高频响应不可能很好，同时也会使输出阻尼过重。

五、甲乙类功放的Ic变化特别大，但供电都是一些低压，负载输出特性差的简单电容式滤波电源。由于大电容滤波充放电速度迟缓，持续大信号时的滤波响应或电源能量输出往往跟不上Ic的动态变化，电源电压经常在峰谷之间作大幅度涨落，当电源容量不足或Ri较大时，峰值信号声音出现阻塞或喘息和拖尾现象，瞬态、动态响应也很不理想。

除上述众所周知的五条原因外，我认为开关失真是晶体管功放音质不好、声音不润、莫名其妙烧高音喇叭的根本原因。我们知道所有放大器件都是非线性器件，都会产生非线性失真，两个不同频率的信号通过非线性器件时就会产生新的频率成分。当晶体管脱离放大区就会产生开关失真，因开关失真产生的频率不是单一频率，所以因开关失真产生的多种信号经过非线性器件放大后不仅产生非线性失真，各频率之间还要产生互调失真，再生成新的频率成分，而它们恰恰是晶体管功放听感不好和莫名其妙烧高音喇叭的根本原因。

在全对称直流OCL放大器中，常采用下列方法获得好的音质和音色

1、前置输入级使用场效应管，可降低传导噪声和本底噪声，提高信噪比。对现在普遍使用的DVD、CD、VCD、等数字信号源，可消除一些数码声，再加上没有奇次谐波而只有偶次谐波，音色较圆润。前置输入级使用交叉耦合全互补高速宽频电路，使用特征频率FT高的晶体管，这样可加快转换速度，从而减少开关失真。

2、电压放大级采用共发共基极联电路。这种失配法对前后级有隔离作用，而且高频特性好，电路不易自激，工作稳定。使用特征频率FT高的晶体管减少转换时间，从而减少开关失真。

3、电流推动级通常由一至二级组成，为了降低输出阻抗、增加阻尼系数，常采用二级电流推动。为了避免电流推动级产生开关失真，较好的作法是、采用MOS管并增大本级的静态电流，这样本级不会产生开关失真，由于任何情况下电流推动级始终处于放大区，所以电流输出级也始终处于放大区，因此输出级同样不会产生开关失真和交越失真。

4、电流输出级为了避免开关失真和交越失真，通常改善方法是工作在甲类或动态甲类。

5、环路反馈采用电流反馈，可有效减小互调失真。

以上五个改进方法虽然可改善OCL全对称功放的性能，但并没有从根源上彻底解决，即开关失真没有彻底消除，只是部份减少了一些开关失真。

晶体管功放能否彻底消除开关失真？没有开关失真的功放有何特点？本人通过多年研究已彻底解决了晶体管功放的开关失真，生产的多部样机一致性好，性能稳定。

本机输入级采用J型场效应管或BJT管，前者噪声低，后者动态范围要大一些，静态工作电流1.2ma。电压放大级采用共发共基电路，使用BJT管，静态电流2ma。电流推动级由二级组成,使用BJT管。第一级静态电流2ma,第二级静态电流4ma。输出级采用倒达林吨电路,静态电流20ma。倒达林吨输出电路可以减小阻尼系数，并具有一定的放大系数。采用直流伺服电路稳定中点电位,环路反馈采用电流反馈减小互调失真。

本机特点

1、各级电流很小，符合绿色节能要求。各级放大电路在任何情况下均不会脱离放大区，彻底消除了开关失真。各级可使用特征频率FT低的管子，可减少整机成本。

2、除了输入低通外，信号通道没有任何外加电容。

3、功放自身增益可轻易做到40db且不自激，不需另加前置放大。

4、由于没有开关失真,所以输出端与扬声器并联的RC电路可不用。

5、音箱高音分频器中的降压电阻可不用,决不会烧高音喇叭。

6、对电源要求不高，60W的输出功率，滤波电容在6000uF-10000uF时，瞬态和动态响应均很好。

7、本机输出信号的纯净度非常好，自然真实，听感亲切，决没有干、硬、尖、噪、不耐听的非线性失真音质特点。

如有不同观点可在QQ网与691277976探讨。

或发邮件chu167@欢迎批评指正。

附

样机指标

一、技术指标

额定输出功率：60W+60W（8Ω）

频率响应：1Hz～500KHz

总谐波失真：0.1％（1KHz）

输入灵敏度：600MV

信噪比：100dB

体积：410×255×70mm

重量：WEIGHT：6kg

消耗功率：150W

二、主要特征

1，独创的无开关失真电路，保证所有放大级正负输入时都不产生开关失真，彻底根除开关失真和交越失真

2，独创的消噪电路，保证极低噪音，大幅提高清淅度

3，独创的高速串并联稳压电源

4，整机静态功耗小于5瓦，符合绿色电器要求

5，电流反馈、放大级之间高阻隔离、信号通道和反馈电路无任何电容，信号相移小，输出信号定位准确

6，中点直流伺服与信号通道完全隔离，杜绝调制

7，输出端不使用防振和RC电路，使高音信号输出大幅提升

8，超薄机身

9、40dB高增益，大动态

10、开机延时、扬声器自动保护

11、功率输出管过热保护