加拿大Bryston的分立元件大功率功放电路,High-power amplifier
加拿大bryston的分立元件大功率功放电路,high-power amplifier
关键字：分立元件放大器
作者：王焕章
加拿大bryston公司的功放主要用在专业和录音室等场合，产品在全世界享有祟高声誉，功率涵盖60～1000w的范围，但几乎所有功放电路的蓝本都相同，大多采用这种输出级。下面以最适合家用的3b(150w、8ω)为例，介绍该功放的完整主电路，如下图所示。
电路看起来似乎比较复杂，这是因为加拿大bryston作为世界顶级产品，承诺20年的质保期。其保护电路设置得非常完善，每个功率管都有单独的过流保护电路。其实放大电路原理非常简单明了，都是最基本的共射放大或共集放大（见下图）。
q1～q4组成互补差分输入级，q5、ql0为第二级共射推挽放大级，q15、q16（组成ube倍增器给末级提供适当的偏置电压和温度补偿。这里可以看到，由于输出级不同寻常，ube倍增器的设置也有不同。后面的电路就是着名的“四元互补对管式”输出级的结构，相对前述电路架构多了一级驱动管q7和q13，该输出级除了前述的不对称性失真极小外，还有一定的增益。
加拿大bryston的设计理念就是这样可使电压放大级不至于满摆幅状态，更有利于减少失真。输入级和主电压放大级电路也是全互补放大，这样如前所述必然存在的晶体管不对称性失真，用单端放大可能更为有利。但是这世界上没有完美的放大电路，单端放大也有它的不足，正负半周信号的上升速率不容易做到一致，特别是在高摆幅大功率的应用场合不容忽视。从整体角度来看，晶体管放大器输出管的不对称性失真占主要地位。而本电路中这个问题已经解决，前级电路的小功率管对称性相对好很多。
介绍电路原理后，我们来看看这个不起眼的电路带来的卓越性能指标：在满功率8ω、150w或4ω、250w这样超大功率输出时，20hz～20khz全频带内总谐波失真和互调失真均不大于0.007%，10khz以下失真率仅为0.001%左右，转换速率大于60v/μs，功率带宽1hz～l00khz，8ω/20hz时的阻尼系列数大于500。能有这样的失真度指标，除了电路元件取值恰到好处之外，四元互补对管输出级的电路组态自然功不可没，而且这种电路天生丽质，从根本上消除晶体管的固有失真。与深度负反馈电路及以前盛名一时的“ala电路”（靠运放提供失真校正电压）有本质的区别。
试制调整
整个电路都是常用的元器件，非常有利于自制且成本不高。输入级差分对管2n5210/2n5087可以用2sc2362/2sa1016代用，2n5550/2n5400可以用2n5551/2n5401代用。要注意的是：我国市面上2n5551/2n5401对管非常泛滥，质量参差不齐，最好选用安森美的原装管，也可以用2sc2705/2sa1145代替。放大器的频率补偿设置得非常完善，有足够的相位裕度不会出现自激。mje180可以用2sc3423或2sc3419代替。被动管和输出管必须使原装型号，并且要求严格配对，最好在10%以内，这个配对误差将直接影响失真度指标。电阻未标注功率的为1/4w、精度1%的金属膜电阻，小容量电容最好选择高频特性好的聚苯乙烯电容器。
线路板设计和整机布局对高质量的放大器的重要性不亚于电路设计。实际制作时将高电流脉冲的整流、滤波电源部分、双声道小信号前级电压放大部分、四元互补对管输出级及喇叭保护部分，分开单独设计，如右图所示，共4块电路板（小信号前级电压放大部分左／右声道各一块）。喇叭保护使用高可靠性的upc1237集成电路，单独的26v电源以免影响正、负主电源的对称性。
整机装焊完成检查无误即可上电，静态电流每管调至50ma左右即可，处于高效率ab类放大状态。
实际试听时发现该机音质与普通的功放根本不可同日而语，最明显的是乐器尾部细节完整了很多。低频宽松而又不乏力度，高频柔顺细腻，整体音色极为纯正。而且，该机保护电路非常可靠，长时间使用从未出现过故障。
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电路看起来似乎比较复杂，这是因为加拿大bryston作为世界顶级产品，承诺20年的质保期。其保护电路设置得非常完善，每个功率管都有单独的过流保护电路。其实放大电路原理非常简单明了，都是最基本的共射放大或共集放大（见下图）。
q1～q4组成互补差分输入级，q5、ql0为第二级共射推挽放大级，q15、q16（组成ube倍增器给末级提供适当的偏置电压和温度补偿。这里可以看到，由于输出级不同寻常，ube倍增器的设置也有不同。后面的电路就是着名的“四元互补对管式”输出级的结构，相对前述电路架构多了一级驱动管q7和q13，该输出级除了前述的不对称性失真极小外，还有一定的增益。
加拿大bryston的设计理念就是这样可使电压放大级不至于满摆幅状态，更有利于减少失真。输入级和主电压放大级电路也是全互补放大，这样如前所述必然存在的晶体管不对称性失真，用单端放大可能更为有利。但是这世界上没有完美的放大电路，单端放大也有它的不足，正负半周信号的上升速率不容易做到一致，特别是在高摆幅大功率的应用场合不容忽视。从整体角度来看，晶体管放大器输出管的不对称性失真占主要地位。而本电路中这个问题已经解决，前级电路的小功率管对称性相对好很多。
介绍电路原理后，我们来看看这个不起眼的电路带来的卓越性能指标：在满功率8ω、150w或4ω、250w这样超大功率输出时，20hz～20khz全频带内总谐波失真和互调失真均不大于0.007%，10khz以下失真率仅为0.001%左右，转换速率大于60v/μs，功率带宽1hz～l00khz，8ω/20hz时的阻尼系列数大于500。能有这样的失真度指标，除了电路元件取值恰到好处之外，四元互补对管输出级的电路组态自然功不可没，而且这种电路天生丽质，从根本上消除晶体管的固有失真。与深度负反馈电路及以前盛名一时的“ala电路”（靠运放提供失真校正电压）有本质的区别。
试制调整
整个电路都是常用的元器件，非常有利于自制且成本不高。输入级差分对管2n5210/2n5087可以用2sc2362/2sa1016代用，2n5550/2n5400可以用2n5551/2n5401代用。要注意的是：我国市面上2n5551/2n5401对管非常泛滥，质量参差不齐，最好选用安森美的原装管，也可以用2sc2705/2sa1145代替。放大器的频率补偿设置得非常完善，有足够的相位裕度不会出现自激。mje180可以用2sc3423或2sc3419代替。被动管和输出管必须使原装型号，并且要求严格配对，最好在10%以内，这个配对误差将直接影响失真度指标。电阻未标注功率的为1/4w、精度1%的金属膜电阻，小容量电容最好选择高频特性好的聚苯乙烯电容器。
线路板设计和整机布局对高质量的放大器的重要性不亚于电路设计。实际制作时将高电流脉冲的整流、滤波电源部分、双声道小信号前级电压放大部分、四元互补对管输出级及喇叭保护部分，分开单独设计，如右图所示，共4块电路板（小信号前级电压放大部分左／右声道各一块）。喇叭保护使用高可靠性的upc1237集成电路，单独的26v电源以免影响正、负主电源的对称性。
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