高保真音响安装和调试

fujlan

       笔者是从事大型机械及电气设备的安装维修，同时也是一名资深的发烧友，已有三十多年焊机史。在初中时，想听单田芳老师的评书，自己动手架天线、选矿石(后用 2AP9 检波)，做成第一台矿石收音机，虽然只能用耳机收听，也只能收一个强台，却从此让我跨入电子神奇的世界，一发不可收拾。从单管机、来复式、OTL、OCL、BTL 到 6N11电子管驱动 K134、J49 场效应管混血功放，6N8P 驱动 FU50 单端甲类电子管功放等等，装了拆，拆了装，开始几十年的发烧之旅。


      前段时间从广播论坛上收了二个二手专业后级功放，想利用它们的外壳、散热器和部分元器件再 DIY 二台高保真后级。

             原来的专业功放

线路选用：
      早年装过一台中联 F-9300 前后级功放，后级用场效应管共源共基双差分电路，末级功率管釆用 K413、J118 场效应功率对管，静态电流调为 100mA。试音
效果极佳，以至试听后当场给一位老烧友端走。因此这次差分电路也采用全互补 MOS 管双差分、共源共基电路，线路力求精湛简明，以减少音染。功率放大级准备用二种不同类型的晶体管构成。
     2*200W功放供电电压为±60V，采用2SA1948、2SC5200三对大功率三极管
(或采用二对2SA1295 2SC3264)并联输出，以保证功放有强大的输出电流和良好的阻尼系数。

         

        2*100W 线路供电电压为±50V，输出大功率管采用日立名管2SJ201、2SK1530 构成，以期达到如电子管机那种上佳的声场感和浓郁的音乐味。


      设计印刷板比较费时，而且自制体积过大，放不进现有的机箱,因此上网找了下相应的板子，万能的淘宝真行，找到二种板子正好适合二种机箱，立马拿下，开始动手制作。


               100W MOS 管功放空板

                 200W 三极管功放空板

主要元器件选用：
     变压器均使用环形变压器，2*200W 功放，输出电压为双 45V，功率 500VA，整流采用 35A 快恢复组成全桥，滤波电容为 6*10000/80V，并联 100Uf/100V 和 0.1uf CBB 电容作为高频滤波。
     2*100W 功放，变压器输出电压为双 37V，功率 400VA，整流桥采用 25A 桥堆，滤波电容为 4*10000/63V，并联 100Uf/63V 和 0.1uf CBB电容作为高频滤波。
      互补差分放大晶体管要求一致性要好，F T 尽量选择高点，有利于频响和瞬态响应，差分管 H Fe （放大倍数）误差应在 2%以内，VOS 输入管也要按工作电流进行配对。差分级工作电流为 2mA，I DS 在 3mA 下测量配对，其他对管也需要按工作电流进行配对。并尽量采用低噪声管。我使用 JL294—3B 晶体管直流参数测试表对晶体管进行配对，而场效应输入管直接由商家按提供的要求配对。
      功率场效应管还应测试其开启电压，需用图 5 线路进行检测，调多圈电位器调节至毫安表电流为 1mA，这时电压表上读数为此管开启电压(P沟道管子电源相反)。本次制作功率场效应管每声道只用一对，正是因为从近十对二手管中挑不出相近开启电压的二对管子。在场效应功率管并联工作时，如果开启电压不同，那么调静态电流时，开启电压小的管子电流会是开启电压大的管子好几倍至十几倍，引起过流损坏，当然也无法正常工作。


            测试开启电压

     本机用的晶体管如下：
电压级 2SK246 2SJ103 50V 10mA 30mW
           2SC2705 2SA1145 150V 50mA 50mW 200MHz
           2SD667 2SB647 120V 1A 900mW 140MHz
功率级 2SD401 2SB546 200V 2A 20W 5MHz
           2SD669 180V 1.5A 20W 140MHz
           2SC5200 2SA1943 230V 15A 150W 30MHz
           2SK1530 2SJ201 200V 12A 150W


以上晶体管和场效应管是在十几年装机实践中精选出来的靓管，特别是推动级的 2SD401、2SB546 这对老管，原来是用在显像管电视上，因为它的带宽窄（5MHz），根本没注意过它们,但出乎意料在试验对比中，在手头十多对不同型号推动管中，声音的力度、平衡感、音乐味都无法超越(后来买了二对网上号称管王的MJE15034.MJE15035对管 350V 4A 30MHz, 也只能和这对老管打个平手)，连日立的名管2SK214、2SJ77 （注意管脚为 G、S、D，不要装错）也甘拜下风，也许是它们最适合这个电路吧。


    电阻除有功率要求外均采用 1/4W 金属膜电阻，微调电位器使用3296 型多圈电位器，0.22Ω大功率电阻采用无感电阻，因为前级为纯甲类输出且无隔直电容，为了防止因前级故障引起后级工作异常,所以本机增加德国 ROE FRAKO 22uF/100V 古董电容作输入电容，反馈电容采用依娜 ELNA 220uF/25V 丝膜电容(确保安全，未釆用纯直流, 纯直流如无伺服电路则中点零漂很大)，这二种电容也是通过十几种电容（包括 CBB）试听后综合对比挑选出来的。


制作和调试：
      按照设计要求在机箱上开孔定位安装好输入输出插座，固定好变压器和整流滤波板，在散热器上按印板尺寸打好功率管安装孔并攻丝，这些工作在焊板之前完成，焊板后增加了定位的难度，也可能碰坏板上元件，电源部分和扬声器保护采用网上成品空板组装，在这里也不再论述。
1、各元件在装机前必须严格测试配对并正确安装就位；
2、大电流铜箔上堆焊焊锡，保证大电流通过；
3、功率管必须用绝缘片紧固在散热器上，并在接触面涂上硅脂；
4、末级大功率管先不接入电路；
5、W1 置中间位置，W2 调整至 300Ω，W3 置于 0Ω处；
6、在试机前电源＋－线上串接二只 47Ω/1W 电阻；
7、Q13（2SD669）为末级静态电流偏置调整和温度补偿双层作用，必须安装到散热器上。


      接通电源,观察二只 47Ω/1W 电阻应无明显发热。用万用表测电阻 R3、R5、R8、R10 上电压，调整 W1 为 2V，并检查电阻 R3、R5、R8、R10 上电压是否基本相同，差分级电流为 2mA，偏差大则需更换差分对管 (网购的 2SK246 2SJ103 精密配对管用上后电流偏差很大, 近1/3, 检查才发现商家Ids配对电流为7.1mA, 而本机为2mA, 故偏差大.精密配对管而且极贵,于是采用最笨但最有效的方法, 网购几十对二手管, 粗测配对后上机, 电流不对再换一对试机, 直至误差在 10%以内, 2SK246 2SJ103 分 Y 1.2-3mA GR 2.6-6.5mA BL 6-14mA 三档,这里只要用最便宜的 Y 档就行)。再用万用表检测 R15(300Ω)二侧电压，调 W2 使 R15 上压降为 1.45V，则本放大级电流为 4.5-5mA，因调整时有相互影响，所以应反复调整 W1、W2 以保证电压正常, 这样调试后再检测输出电压一般都在 100mV 以内。


     以上调整完成后，再调整W3，这里分二种情况，因场效应管开启电压比晶体三极管高很多,晶体三极管 0.7V，场效应管在 1.3V-3.5V）因此分别论述：
（1）末级管为晶体管输出的，R13电阻阻值为2K，调整W3，A.B点电压应在1.5V-3V之间变动，调 A.B 点电压为 1.75V 以内。
（ 2）末级管为场效应管输出的，根据不同场效应管开启电压而定，R13 电阻阻值 2.4K-3.6K 之间。


本机采用 2SJ201、2SK1530 开启电压一般在 1.3V-1.6V，R13 电阻试验后用 2.4K，而采用 K413、j118 对管时开启电压在 2.5V-3.5V，R13电阻需要到 3.3K-3.6K，调整 W3，A.B 点电压应在 2.5V-6V 之间变动，调 W3，使 A.B 点电压为 2.7V 以内。(如推动管也采用场效应管，则电压再加 0.7V-1V, 视釆用推动管的开启电压而定， 但我试验过几种不同型号的推动管却发现场效应管不如三极管音质好，最后还是选用了 D401 B546 这对老管 ) 。调试时，W1、W2、W3 有一定相互影响，需
反复调整几次。


      以上工作完毕，断开电源，并用 47Ω/5W 电阻对主电容放电，然后焊上大功率管，电源＋－线上 47Ω电阻换成 4.7Ω/5W 电阻，再次通电，4.7Ω/5W 电阻应无急剧发热现象，调整 W3，使功率管射级电阻 0.22Ω/5W 上压降为 22-25mV，既这组功率管静态电流为 100mA 左右。检查正常后再次断电放电，拆除电源＋－上 4.7Ω电阻，通电，静置半个小时后再次调整各电位器达到要求，静态调试结束。
当然如有条件的话可以在+-电源上串入电流表, 这样可直观的看到静态电流。 我在实际调试时是釆用菊水双输出直流稳压稳流电源, 调至双 35V 输出, 并预设电流安全值进行调试。


动态调试：
     功放板安装到位，扬声器保护板等接线全部安装完成，再次检查线路正常后，将功放与前级 CD 机、音箱连接，通电用中等音量放音，（2*200W 机调试时因散热器太大不热，因此将静态电流调整至每管250 mA，全部调试正常后调回 100mA），过一小时散热器发热稳定后，断开音乐信号，再次调整 W2、W3，使中点电压和静态电流正常，机器调试结束, 功放工作于甲乙类状态。


    另外一个不得不谈的地线问题：经常会碰到功放交流声问题，功放调试好后一切正常，一接前级就有交流声，而且不管怎么调整接地点都无法消除。我在系统组合时也碰到这种问题，不管接地放在主电容地还是输入地，交流声还是存在。后来经过多次试验才发现时因为机壳均通过信号线地及三芯电源线在插线板上把地连在一起，构成了环路。这其实因为地线产生环路而导致干扰进入信号地，只要前后级只接一点到地，就解决了这个问题.最后试验功放接地放在音量电位外壳上一点接地。


             三极管功放



              MOS 管功放

               调试中

测试：
      通过 GW GFG8050 型函数信号发生器输入小信号，用日立 V—1565 100M 示波器观察 10Hz~20Hz 波形均没有失真，以下是示波器测试波形:

                20HZ 波形

                 5KHZ 波形

                  10KHZ 波形

                    15KHZ 波形  

                  20KHZ 波形

从上面波形看出，本功放高保真程度极高，没有出现自激现象。


     试听器材：
CD          MARANTZ CD57MK2 二手摩机至 CD67 MK2 线路
前级       YAMAHA CD50 二手修复的纯甲类前级
音箱        JBL 4312A  8Ω 75W-150W
               JBL 4301B  8Ω 50W-100W
音频线    二 手怪兽 RCA 头 + 75 欧同轴线 自制
音箱线     二手 线 自制


      器材连接：
   由 CD 输出信号至前级，由前级调整后分二路送给二台功放，因为前级采用纯甲类输出，信号强，内阻低，驱动二台功放毫无问题。音箱采用了 JBL4301B JBL4312A 监听箱是真实声音代表，而晶体管和场效应管功放也有同样的特点，因此各取所长，用晶体管功放驱动JBL4312A，场效应管功放推动 JBL4301B。


      试听评价：
    晶体管功放驱动 JBL4312A 声音细节刻画完美、爽朗通透、稳健扎实，大动态时毫无拖泥带水的感觉,这归功于功率大及有良好的阻尼系数，对音箱控制自如。场效应管功放驱动 JBL4301B 则是另一番滋味，音色清澈透明，细节纤毫毕现，低音极“松”，高音柔顺，特别是人声表现如泉水般甘醇、甜美，丰满、圆润，靓到极点。
    自己动手打造 Hi-Fi 器材，解决了不少技术难题，也走了不少弯路，不断的尝试，用实践积累知识，增长见识，开阔眼界。对发烧友而言，完工后沏一杯清茶，静静 坐在音箱前皇帝位上，把所有心思都沉浸在音乐之中，那可是一种享受




                                                               2014.10



      2014年的论文,供坛友参考       少了几张波形照片,找不到了

hongo

原装正品功放对管不容易买到。

羊见苗

地线问题很关键。

l123456l8

高保真音响很烧钱的爱好，90年代很流行

boatswain

广播论坛又复活了吗？

果果国

可以试试铝壳孪生场效应管效果不错，当年自己不懂便宜让给朋友一台后级，后来才知道里面用的孪生管是好东西，不过价钱也炒的贵

sun108512

DIY 高手，但说是发烧友有点不敢恭维！发烧友烧的是钱，而不是精打细算！

cdxwg

从无线电跨入到了无限垫。

guojizhou

穷人发烧系列，只要好的不要贵的的，值得提倡！

wqwq212

这几年好像玩高保真音响的人少了，楼主能够坚持真不容易。

wmshizheng

cdxwg 发表于 2023-8-6 21:03
从无线电跨入到了无限垫。

精壁。。。。。。

拆不停手

效果怎么样？来段视频欣赏下

xiemeiy

sun108512 发表于 2023-8-6 17:58
DIY 高手，但说是发烧友有点不敢恭维！发烧友烧的是钱，而不是精打细算！

音响发烧分DIY派、器材派，DIY分元件派、线路派，等等。品种多了

sun5320

玩音响的人不多了

happysea72

DIY音响的人越来越少了，都可以称为老一代了

a1361390

现在玩D类了，性能也很好，而且模块化的板子，卖来连电源变压器都省了，接上电和喇叭就能用

天使之音

很棒！铜板＋铝散热～～

昨天刚刚看了个视频，中国比较顶端的一套音响：龙吟
582万人民币。
发烧，是不是指花了钱之后。。。。。？？