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高保真立體聲耳機的電聲性能越來越好。它的聲音不受房間聲學條件的影響，也不會影響旁人的工作或休息，更有利于聆聽者全神貫注地領略音樂的旋律、節奏和感人的氣氛。再加上耳機聽音系統的成本低、音質好，日益受到發燒友的青睞。不過，利用一般功放的耳機插口聆聽音樂的效果還不夠理想，比較好的辦法是為耳機專門定制一臺耳機放大器，現在已成為用耳機欣賞音樂的共識。 本文介紹用3只電子管組裝的低阻抗線路放大器兼32Ω耳機放大器，它采用差動推挽放大和變壓器輸出，電路簡單容易制作，又可一機二用，值得有興趣的耳機愛好者仿制。 一.電路和原理 圖1為本機電原理圖（只畫出左聲道，電源則為左右聲道共用）。整機放大部分只用3只MT電子管。一只12AT7/ECC81雙三極管作左、右聲道的輸入級，一只12Au7/ECC82雙三極管作一個聲道的差動推挽輸出級。由于這個電路本身具有倒相作用，因而可省去一級倒相電路，簡化了電路結構。 輸入端設有兩組輸入端子A、B，可用開關切換。為了改善整機特性，輸入級加有來自輸出級的負反饋。反饋量取lOdB比較適中。該管也可選用12AU7，不過增益略低，本電路選用12AT7，以保證增益和必要的負反饋量。 輸出級采用12AU7作推挽放大，如前所述它兼有倒相作用，故它無需輸入反相信號而只有一個信號輸入端。這個電路初看起來不太容易理解，其實它就是我們熟悉的差分放大器。在晶體管電路中，差分放大器是司空見慣的，在電子管電路中差分放大器的使用相對比較少見。下面稍微說明一下。 圖2就是電子管差分放大器的基本結構。 這個電路結構與晶體管差分放大器完全相同。它有兩個信號輸入端子，兩個信號輸出端子，陰極共用一個電阻。屏極采用電阻作負載。差放的運用相當靈活。它可以在兩個輸入端子上都加信號，也可以只在一個輸入端子上加信號。而輸出信號可從兩個輸出端子上得到，也可從一個輸出端子上獲得。 下面為常見的3種工作方式。 （1）當兩個輸入端加上同相位、同幅度的信號時。在兩個輸出端子上得到同相位、同幅度的輸出信號。如作推挽輸出時，則兩者信號相互抵消，這對抑止輸入噪聲的輸出十分有利。 （2）當兩個輸入端加上反相的同幅度信號時，輸出端則得到兩個幅度相同的反相輸出信號。 （3）當僅在一個輸入端加上信號時，兩個輸出端上將獲得幅度相同、相位相反的輸出信號。 本機輸出級采用單端輸入信號（另一輸入端接地）、雙端輸出信號的工作方式（屏極用一輸出變壓器代替兩個負載電阻）。它既有（3）點的倒相作用，又有（1）點的抑噪作用，電路又簡單。 為了提高差分放大電路的對稱性及其特性，圖1輸出級兩只三極管陰極采用了恒流源電路，為此使用了一塊LM317穩壓IC.作為耳機放大器，額定輸出功率有100mW已經足夠，本機采用12AU7作差分推挽放大，屏極電壓取180V，屏極電流約7.5mA，柵偏壓約一6V，采用輸出變壓器的初級阻抗為。10kΩ時的A類最大輸出功率約150roW.此時屏極功耗為180V×7.5mA=1.35W，不到12Au7最大屏極損耗的一半，是相當安全的。 最后要說明，本機作耳機放大器使用時，供阻抗為32Ω的耳機配合16Ω端子使用，此時輸出級的實際負載阻抗為20kQ.當作線路放大器使用時，同樣使用16 Q端子。不過為了避免因配接的后級功放輸入阻抗不同而造成本機輸出級的負載阻抗大幅度變動，16 Ω端子應并聯一只33 n（2W）電阻到地。另外，本機的增益約3.2倍，作為線路放大器且與CD機直駁使用時，本機顯得增益過大，此時最好在輸出端接入圖3所示的衰減網絡。選擇適當的衰減量；使系統正常聆聽時本機的音量電位器的轉角行程為一半左右，這樣可使本機工作在最佳狀態下。至于作為耳機放大器，線路放大器以及配接衰減網絡之間如何實現相應的轉換（用適當的轉換開關等），請制作者根據自己的實際需要自行設計，這里不再贅述。 二.元件和制作 本機大部分元件都很一般，圖1中已注明了要求，未注明要求的電阻均選用1/2 w的。穩流源所用的電阻（50 Q、82 Q）和燈絲穩壓IC所用的電阻（240t2、100t2、2k Ω）宜用1％誤差的電阻。高頻相位補償網絡（200pF‘、30kΩ）中的電容可選用一般的云母電容器。 輸出變壓器采用日本平田電機制作所的FE—10一lO，其外形尺寸和接線端子如圖4所示。主要特性如下： （1）輸出功率：10W（50Hz） （2）頻率響應：20Hz～50kHz（一ldB，輸入4v，2rn=ZP） （3）一次側電感：l 0 0 H（1mW），最大50H（50Hz） （4）一次側容許DC電流：雙管90mA（不平衡電流4mA）? （5）功率損耗：0.41dB（16 Ω） （6）一次側DC電阻：410Ω輸出級陰極恒流源采用可調三端穩壓IC接成恒流電路，采用LM31 7T可安裝在小型散熱片上，并注意與底盤之間的絕緣要可靠。為使穩壓Ic作為恒流器件使用，只需在L=M317T輸出端接一電阻即可達到規定的恒流值。該電阻可用1.25（v）/I（A）來求得。本機輸出級每管電流為7.5mA，兩管為15mA即O.015A，故R=1.25V/O.015A=83 Q，圖l中選用82 Ω。LM317T正常工作時要求其輸入至輸出端之間的壓降大于3V.本機輸出級陰極對地電壓約6v，其輸出端子對地電壓為1.2 5V，輸入端子電壓則可在4.25V以上，能滿足正常工作要求。在LM 3l 7T輸入端子和12AU7陰極之間的50Ω電阻是用來檢測陰極電流所設。燈絲供電采用LM3 50T穩壓（也可采用LM317T），安裝時應加小型散熱片。安裝時無論LM 3l 7還是LM350其3個端子切勿搞錯。 圖5為本機面板、底盤上下主要元件布置示意圖。電源和輸出變壓器均安裝于底盤上面，其中輸出變壓器臥式安裝。所有大電解電容器均臥式安裝在底盤下面。電子管及上述電解電容附近都設置了支架，以便直接搭接相關元件。 信號輸入端引線采用雙芯屏蔽線。圖6為雙芯屏蔽線的使用圖示。雙芯屏蔽線中的兩根芯線分別為信號線的“熱端”和“冷端”，屏蔽層則接地。也就是說在屏蔽層中沒有流過信號，因而信號不易受到其他雜散電流的干擾。 配線完成且檢查無誤之后可通電試驗。首先斷開電源二次側高壓接線，然后在不插入電子管的情況下接通電源，檢查各管燈絲電壓是否正常。該電壓約為12.3V.如偏差過大，可微調LM350調整端對地的電阻值（100Ω）。 燈絲電壓正常后，可斷開電源并恢復電源高壓接線。然后插好各電子管再次接通電源，聽和看整機有無異常聲響或其他情況。如無異常情況，可用萬用表測試各管陰極電壓。通常，只要陰極電壓正常，管子的工作狀態就多半沒有什么問題。 輸出級的有效屏極電壓約180V，陰極電壓約一5.6V.屏極電流可測量陰極50Ω電阻上的壓降得知。實測為1 5.6mA，每管電流為7.8mA.三端穩壓IC上有3V壓降就能進行正常的穩流工作。 現在來看一下本機的各項實測性能。 四、輸入/輸出特性 本機增益為3.2倍，削波前的輸出電壓為2.6V，因此在33Ω耳機上輸出功率可達205mw，是設計值的1.3倍以上。這對耳放來說功率已十分充裕。圖7為本機輸入/輸出特性，隨著輸入信號增加，在削波之前出現“圓頂”失真，能看到真正削波時的輸出功率實際上達到270mW。 （2）頻響特性 圖8為本機頻響特性。作為耳機放大器，測試時功率取30mW.由圖可見lOHz時為一0.3dB，100kHz時為一1.3dB，無疑是一款寬頻帶耳放。圖中還給出了10mV時的特性，這是推挽輸出變壓器在小輸出下工作時初級電感有所降低所引起的。不過低頻的下降也僅0.8dB，仍是相當優秀。 （3）失真特性圖9為本機的失真特性。10mw輸出時100Hz的失真為O.15％，1kHz失真為0.1％，10kHz為O.12％，應該說還算不錯。 其他特性方面，也都不錯。阻尼系數在33 n負載下，20Hz～20kHz全頻段范圍內達到8.3.這對獲得良好的低音重放是很重要的。左右聲道的分離度lkHz時達到一70dB.高頻20kHz一般不超過一60dB，完全沒有什么問題。用耳機欣賞音樂時，殘留噪聲也是一項重要指標。本機低達0.03～0.0 41"12V，這對于靈敏度為lOOdB/mW的耳機，即使音量置于最大位置，也完全聽不到任何噪聲。本機方波響應也很好，接上0.1 u F純電容負載也不必擔心電路會產生振蕩。 |
