近年来盛行的KT88输出功率大,但听感似乎不尽如人意,似乎只是声音大,音效无甚优势。这一现象说明其声压频率特性均衡性差,入耳敏感的中音区比高、低音区声压差过大,二是说明其声压的细节表现力差。因此,若采用直热管驱动将会有明显改观。4PIS如采用RC耦合电压放大电路.驱动推挽输出级势必增设倒相电路.同时电阻负载也使4PIS动态范围受限,影响输出级的效果。本文中采用4PIS功率放大状态,通过驱动变压器实现最佳负载的匹配,在最佳负载电阻上得到低失真、大幅度驱动信号。同时通过变比为I:I+l的驱动变压器完成倒相功能,驱动A.ABI类大功率输出级。
同为小型功率管作为驱动级,采用电压放大和功率放大模式有完全不同的概念。A.AB1类输出级量无需功率驱动,但将驱动级处于最佳匹配负载阻抗的功率输出状态,可以发挥大动态,低失真的优势。而功率管电压放大状态设计重点是得到高幅度电压输出,因而必然采用大负载电阻(或大电感阻流圈、驱动变压器)。任何功率管在此阻抗失配的情况下,输必高电压几乎不可能,实际上动态线性区极小,非线性失真也随之增大。工作于阻抗匹配状态的功率放大器组成驱动级,最佳负载阻抗较低(一般A类单端极少超过50000.本例4PIS仅3000Ω).以保证有足够的直线性工作区。随之而来的是低负载阻抗,使驱动变压器初级电感无需很大即可满足Hi~Fi放音足够的低频延伸.因而驱动变压器的绕制工艺简化。以往的电压放大模式驱动变压器初级电感常在50H~150H,绕成1:1.其总匝数惊人,过多的匝数使分布电容增大,“大公嗓”加剧。
附图是4PIS功率状态驱动2xKT88的超线性50w后级放大器电路。各级放大电路有以下特点:
一、输出级特点
2xKT88输出级根据英国KT88开发商GE公司提供电路数据,工作于超线性放大状态,基本数据如下:
板极+G2电压550v.电流静态值2x50mA;栅负压-72V;静态板耗(每管)27.5W,负载阻抗(板一板极)4.5kΩ;第二栅抽头比40%,第二栅极负反馈量约-9dB;KT88UL状态内阻1.52kΩ。在上述状态下当栅.栅极输入信号2x70Vp-p时,输出功率IOOW.THD约为2%。当输入信号为2x52Vp-p时输出功率52W,板流峰值198mA.THDl.5%以下。
本例中采用第二种驱动状态,其直流工作点与前者相同,由于输入信号减小为2x52Vp-p,使最大信号时板流峰值198mA.输出功率降低为52W,工作区内线性大为改观。
由于直流工作点不变,欲得到100W输出功率只需提高输入信号幅度为2x70Vp-p即可实现,但THD稍有增大。
二、4PIS驱动级参数
本机设计输出50w.故末级驱动信号仅为50Vp-p两组反相位信号。4PIS驱动级工作于五极接法A类功率放大状态,其数据如下:
板极电压210V;第二栅极电压210V;总计阴极电流(Ia+lg2)为32+6.5mA,栅负压-8v.自给栅负压电阻Rk’-SW38.5mA=208Ω.选用标称值210Ω1W电阻。当输入7Vp-p信号时输出功率为1.5W左右,在3500Ω的最佳负载端输出电压有效值为Uo=1,5Wx3500Ω,的方根值72.5Vrms,峰值为IOIVp-p。为了得到两组反相位驱动信号.4PIS采用驱动变压器输出,初级、次级匝数比为I:I+I.在两组次级上各接人7kΩ电阻,则反应到初级的阻抗为3.5kΩ.同时在两次级上得到反相位和初级电压相等的两组驱动输出。
三、首级和负反馈设计
前级仍采用2127S三极接法RC耦合放大器.2J27S采用210V供电,负载电阻Ra=56Ω,和前述电路相同,其开环增益约为14倍以下,而4PIS驱动级电压增益约14倍(输出101V,输入7V值).则前级电路总增益达到196倍,这就是说末级欲得到50Vp-p驱动信号.放大器输入灵敏度应达到50V/196=255mVp-p。作为纯后级功放增益显然过高.一般输入灵敏度以500mV~lVp-p为准,以降低前级噪声和避免大信号失真。如按800mV计算,则前级有60倍增益已足够,此多余的约+lOdB增益,可以在前置级与驱动级之间加入-lOdB的负反馈以平衡整机增益,同时改善前级4PIS五极管的高内阻特性和非线性失真。至此本机前后级分别采用独立的负反馈;输出级为一9dB的第二栅负反馈,前置级和驱动级间加入一10dB的串联电压环路反馈,对整机特性大有改善。前后级独立负反馈,每路反馈量较小,放大级数小,相移也小,使放大器更趋稳定。