瑞典摩機(jī)俠,Allen Wright (可惜在2年前英年早慚)說過這樣的話:
"一部膽機(jī)的音色,50%是取決于電源。"在燒友圈內(nèi)也有此一說:DIY玩音響,不外乎是玩電源。近段時(shí)期,筆者潛水于不同的網(wǎng)站,著力探究放大電路音頻信號與供電電源的蹤跡,好奇于在兩者之間是否存在任何不良的正與反方向的相互影響。如果有影響,又如何能夠避免兩者間的不良交互影響,讓最完美的音樂自然地源源流暢。
路版在電源方面多有建樹,讓大家得益菲淺。亦受路版的影響和鼓勵,小弟今天做個(gè)讀書和制作小結(jié),與兄弟們分享和參考。
位于西安高陵的涇河渭水同游共暢,卻仍然是湜湜其沚,清濁分明。音響放大器中,被放大的音訊好比一條清澈的涇河,供電電源系統(tǒng)則可比作水急波濤的渭河。清濁兩澗。幾十年來,愛樂DIY人一代又一代不斷地改良和開發(fā)更為完善的供電電源。為了一個(gè)完善的供電電源,HiEnd者往往不惜工本地投入高達(dá)整套放大器糸統(tǒng)的30%甚至50%的成本??v然如此,中外古今,確實(shí)能夠稱得上是完美的供電電源的卻是罕如鳳毛麟角。大多數(shù)的供電電源,更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒能夠達(dá)到讓完美的音樂自然流暢的那般境界,真是令人困惑茫然。
但是,若作個(gè)逆向性地思考,問題的根本是否因?yàn)橐纛l信號竄迥于供電電源糸統(tǒng),干擾供電電源,故而從時(shí)相上改了還原放大的音頻信號,又或更要害的是因?yàn)橐纛l信號竄迥于供電電源糸統(tǒng),牽扯甲類放大器使其偏離線性工作狀態(tài)!不少愛樂DIY認(rèn)同這個(gè)問題的存在。如何具體用儀器去確認(rèn)這些問題,則有待兄弟們的努力了。如果問題確實(shí)是如此這般,又如何用簡單而又實(shí)用的方法將音頻信號與供電系統(tǒng)"分隔"開來,杜絕音頻信號竄迥于供電電源糸統(tǒng),從而減少它們之間的相互不良影響?
要解決這個(gè)問題,首先來回顧下音頻信號在放大糸統(tǒng)的環(huán)路。下面是音頻信號在帶有陰極旁路電容的共陰放大的信號環(huán)路,參照圖:
第一個(gè)音訊環(huán)路是輸入回路(綠色劃虛線);
共陰放大器,柵極輸入音頻信號由陰極旁路電阻/電容接地成了一個(gè)環(huán)路。其實(shí),電子管柵極輸入阻抗并不是無限大的。有道是:“理論上說當(dāng)一個(gè)電子管接入低音頻頻率時(shí),柵極輸入阻抗可被假定為無窮大。然而,在大多數(shù)情況下,這種假設(shè)會引發(fā)嚴(yán)重的誤導(dǎo)傾向。需要小心留意的是其靜態(tài)和動態(tài)阻抗差異"。這種將柵極輸入阻抗定為無窮大的假設(shè),往往使人忽略了陰放大器中柵極輸入音頻信號由陰極旁路電容接地所構(gòu)成的環(huán)路。換句話來強(qiáng)調(diào),如果使用了陰極旁路電容共陰放大,柵極輸入音頻信號由陰極電阻/旁路電容接地就構(gòu)成環(huán)路。單獨(dú)地從此環(huán)路觀察,音訊在此環(huán)路流通仍是涇河的清晰源泉段。
第二個(gè)音訊環(huán)路,輸出回路(紅色的與劃虛線環(huán));
當(dāng)輸出變壓器作為放大級輸出耦合負(fù)載時(shí),經(jīng)放大后的音頻信號從屏極流過輸出變壓器負(fù)載兩端,再流過電源濾波/退藕電容而接入地端,然后經(jīng)由電阻/陰極旁路電容回到電子管的陰極。被放大后正反極向的音頻信號隨著音頻波交替往返于此第二環(huán)路。這好比是涇河的中游段。請注意,在第二個(gè)環(huán)路中,音訊串行于兩個(gè)電容。 一個(gè)是電源濾波/退藕電容陰極旁路電容,另一個(gè)則是陰極旁路電容。第一個(gè)環(huán)路與第二個(gè)環(huán)路兩環(huán)相扣,它們的扣接之處就是陰極旁路電容!
第三個(gè)環(huán)路是電源供應(yīng)(PSU)環(huán)路(灰色點(diǎn)線環(huán));
由此圖可見流至電源濾波/退藕電容的音頻信號,有部分會竄入到電源PSU中,然后接地,攜同流經(jīng)電源濾波/退藕電容的音頻信號一道,經(jīng)由陰極旁路電容回到電子管的陰極。只有在兩種條件下,流至電源濾波/退藕電容的音頻信號,不會竄入到電源PSU。第一種條件是在一個(gè)完美的A類放大器的情況下,供電系統(tǒng)將僅僅是補(bǔ)償負(fù)載放大器的能量耗失。第二條件,如果供電系統(tǒng)的濾波/退藕電容是完美的,即對所有頻率都是零阻抗,當(dāng)流至電源濾波/退藕電容的音頻信號,全部部經(jīng)過這個(gè)完美電接地,而不會讓部分音信竄入到電源PSU中。但是,在實(shí)際當(dāng)中完美的A類放大器或一個(gè)完美的濾波/退藕電容是根本就不存在的。若使用傳統(tǒng)供電系統(tǒng),音頻流與供電源流就必然共享一段回環(huán)路。這就好比是涇河的中下段,涇渭合流了!湜濁難分???在這個(gè)音頻流與供電源流共享路段當(dāng)中,又是要通陰極旁路電容。這個(gè)陰極旁路電容正是扼守住三環(huán)之咽喉。三關(guān)一纛是這個(gè)陰極旁路電容。至此,兄弟們就不難解為什么陰極旁路電容對整個(gè)放大器糸統(tǒng)的調(diào)校聲效果有如此強(qiáng)大的效力。在調(diào)校膽機(jī)時(shí),有人小心翼翼地增減或調(diào)換陰極旁路電容, 有人干脆不用陰極旁路電容,以犧牲頻寬為代價(jià)。
除了前述竄迥于供電電源糸統(tǒng)的不良音頻信號,下面接著來看看傳統(tǒng)供電電源系統(tǒng),感性地認(rèn)識下渭水是如何的渾濁。要改善傳統(tǒng)的供電電源系統(tǒng),簡單的做法是增加濾波電容容值,從而加大能源儲存,延長平均電壓的穩(wěn)定時(shí)段。然而,這種做法最明顯的弊端是大電容的等效串聯(lián)電阻(ESR)對音頻頻響低劣的非平直性。這就意味著供電電源糸統(tǒng)不平直的內(nèi)阻,它所提供的負(fù)載電功率也不能保持平直,隨之而至的是對不同音信頻率的變異失真。問題更糟糕的是傳統(tǒng)供電電源系統(tǒng)中的LC或CLC網(wǎng)絡(luò)常?;蚨嗷蛏俚貖A雜有寄生震蕩,其共振頻率常常落在5至15Hz范圍中,造成嚴(yán)重的互調(diào)干擾。供電電源系統(tǒng)不平直的內(nèi)阻和跟隨的寄生震蕩,加上殘留的交流電壓波紋和晶體管開關(guān)噪音,這些都是渾濁渭水之源。一旦清澈涇河被渭水所染,要品嘗到純凈的涇河水就幾乎是不可能的事情。要HiEnd高保真度更何從談起!
如何去保持涇渭分明,實(shí)現(xiàn)完美的音樂保真,享受純美的音樂?可能的解決方案有二——
第一:凈潔供電電源系統(tǒng)
a) 采用低噪整流管,
b) 優(yōu)化CLC,CRC網(wǎng)絡(luò),有個(gè)優(yōu)化CLC,CRC網(wǎng)絡(luò)的英文版仿真軟件可在此下載:http://www.duncanamps.com/psud2/download.html
c) 合理布局走線,貓版在這方面有獨(dú)到的造就,十分可貴,
d) 加置降低內(nèi)阻和平順頻響特性的電源穏壓器,可參考G版,路版的相關(guān)貼。采用串聯(lián)或并聯(lián)電壓穩(wěn)壓電源都是可行而有效的辦法。電源穩(wěn)壓器的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它兩端較大幅度的電壓降,造就相當(dāng)?shù)哪芰績?,并在很大程度上減輕音頻信號竄入到整流系統(tǒng)。另外電源穩(wěn)壓器可提供更為平直的低內(nèi)阻。設(shè)計(jì)優(yōu)良的電子管穩(wěn)壓器在10 Hz頻響的內(nèi)阻可降到1至4Ω左右。對于一個(gè)內(nèi)阻抗只有4Ω的供電電源系統(tǒng)的功效可相當(dāng)于一個(gè)配有4000μF的旁路電容傳統(tǒng)供電電源系統(tǒng)。可以想象下,一個(gè)4000μF的高耐壓電容的價(jià)值會是如何昂貴,而其體積也會是如何碩大。故而,如此大容量的電容實(shí)際應(yīng)用程度是非常不靠譜的。
但是,傳統(tǒng)供電電源系統(tǒng)加入穩(wěn)壓器后,音頻信號與電源流共竄回環(huán)的現(xiàn)象仍然存在,沒能將它們成功地分隔開來。
第二:將音頻信號與供電系統(tǒng)"分隔"
1)屏極扼流圈濾波/陷波器,
2)有源帶通濾波器,回旋器Gyrator,
3)音頻超頻寬超高阻的恒流源。
屏極扼流圈充當(dāng)濾波/陷波器的使用,可以說是由來已久。但是,屏極電感充當(dāng)濾波/陷波器有其先天的缺陷,一是它有限的頻寬,二是它陷波后的繼發(fā)能量泄放,引致互調(diào)干擾。
有源帶通濾波器(回旋器Gyrator), 正好克服了屏極扼流圈充當(dāng)濾波/陷波器的先天不足。并且很容易地以成本百分之一的價(jià)位,模擬出300H或更大的扼流圈。又可以輕松地根據(jù)膽管的老化程度調(diào)節(jié)的工作閾點(diǎn)。更不用說的是有多少空間被節(jié)省下來。使用復(fù)合Cascade 式MOSFET的有源帶通濾波器可提供更為優(yōu)秀的電源紋波抑制和隔離。將有源帶通濾波器代替Mu-隨放大的陰極電阻,將有利于改善輸出阻抗。有源帶通濾波器成功的例子不少。
「膽機(jī)寶典」有很好的有源帶通濾波器(回旋器Gyrator)舉例。路版近期也有成功的設(shè)計(jì)(http://bbs.hifidiy.net/thread-822086-1-1.html)。有興趣的兄弟可參考路版的帖子。
恒流源 (Constant Current Source/Sink, 縮寫CCS;也有人稱之為恒流穩(wěn)壓器,constant current regulator,使用的縮寫CCR。不管其稱呼或制作如何變化,它們都持有一個(gè)共同持點(diǎn):無論單元兩端的電壓變化如何變動,流過單元的電流不變。上述的有源帶通濾波器是恒壓不恒流,CCS是恒流不恒壓,它們卻是異曲同功。
雖然對膽機(jī)SRPP電路其本身或稱謂還沒有一個(gè)統(tǒng)一的定論,SRPP的上管所擔(dān)當(dāng)?shù)慕巧簧偃苏J(rèn)為是一個(gè)CCS,起到相當(dāng)?shù)?隔離"功效。也有貌似SRPP的電路,以其下管充當(dāng)真正的CCS。
時(shí)下流行的方法卻是使用晶體管作獨(dú)立的音頻超頻寬超高阻的恒流源。在我們DIY中許多人會認(rèn)為石(晶體管)加入到膽系統(tǒng)中是正統(tǒng),不倫不類。事實(shí)上,設(shè)計(jì)得當(dāng)?shù)木w管CCS可更充分地讓膽機(jī)獨(dú)特的美麗音色表現(xiàn)出來。
(以下是有關(guān)晶體管恒流源工作原理。如果兄弟你覺得純技術(shù)理論枯燥,不妨跳過這些段落。)
晶體管恒流源是如何工作的?
晶體管恒流源的工作原是基礎(chǔ)于Ebers-Moll 模型。(Erno Borbely是一名電子工程師,專注于模擬電路,特別是音頻領(lǐng)域。他在音響界著述豐碩,經(jīng)常有新鮮的點(diǎn)子和電路面世。他創(chuàng)作過一個(gè)“全FET并聯(lián)穩(wěn)壓器”在網(wǎng)絡(luò)上算是鼎鼎大名,堪稱低噪聲穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)的典范之作。)
首先,可以把一個(gè) NPN 電晶體作為一個(gè)三端的被動元件, 工作時(shí)有下面幾個(gè)性質(zhì):
1.集極 (collector) 的電位, Vc, 遠(yuǎn)高于射極 (emitter) 電位, Ve。
2.基極-射極 (base-emitter),基極-集極 (base-collector) 的行為 “基本上” 是兩個(gè)二極體。
3.每個(gè)電晶體有最大容許的集極電流, Ic 和基極電流, Ib ,CE 壓差, Vce。
4. Ic 基本上與 Ib成正比。Ic= ? x Ib
以上的性質(zhì)稱為電晶體的簡化 Ebers-Moll 模型 (Simplified Ebers-Moll model, SEM model)。
這個(gè)SEM模型就是恒流源的工作騶型:
·Ic 與 Ib都流經(jīng)射極, 但是 Ic遠(yuǎn)大于 Ib。
·Ib 是因?yàn)榛鶚O電位高于射極電位,BE 二極體處于導(dǎo)通狀態(tài)。
·Ic的形成并不是因?yàn)?BC半導(dǎo)體處于導(dǎo)通狀態(tài)。把 Ic當(dāng)成是電晶體的本性,當(dāng) BE 導(dǎo)通時(shí), 除了Ib 以外, 另有一股電流自集極流向射極。這個(gè) 特性告訴大家:小電流 Ib可以控制大電流 Ic。更準(zhǔn)確的說法是:基極-射極的電位差, Vbe 控制電流 Ic, 而且基極-射極之間有內(nèi)在電阻。如果利用這種 “Vbe控制電流 Ic” 效應(yīng), 這個(gè)電晶體模型稱為 Ebers-Moll 模型 ( EM model)。Ic與Vbe的關(guān)系稱為 Ebers-Moll 方程式 (Ebers-Moll equation)。
·Ic 并不會因?yàn)榧瘶O電位, Vc的改變而劇烈變化. BC 間的二極體被看著是處于逆向偏壓的狀態(tài)。
·對 NPN 電晶體來說, Vb 大約是Ve + 0.6伏特 。對 PNP 電晶體來說, 則是 Ve大約是Vb + 0.6伏特。所以,如果在 BE 兩端加上 0.6 到 0.8 伏特以上的電壓時(shí),會有巨大電流由基極流向射極, 呈現(xiàn)短路的現(xiàn)象。
再進(jìn)一步,如果在基極上加上電壓 Vb > 0.6 V, BE 將會導(dǎo)通,而且 Ve = Vb – 0.6 V。Ic 只與Vb, RE有關(guān)。不論 Vc是什么, Ic都不會改變! NPN 電晶體構(gòu)成了一個(gè)恆流源。只要 Vb, RE不變就會有恒定的電流流經(jīng)負(fù)載。
晶體管制作CCS可以有多種不同的選擇。采用耗盡型MOS場效應(yīng)(depletion mode mosfet)例如DN2540,IM450,是現(xiàn)行一些非常方便可行而十分有效的方法。
例如使用Supertex公司的DN2540 制成復(fù)式恒流源,當(dāng)一個(gè)外加直流電壓范圍從50 V到200 V,即超過100 V范圍的變化,但是,所測得的流通直流電流變化仍然小于0.5 mA。
設(shè)計(jì)良好的恒流源將是一個(gè)音頻超寬,阻抗超高的恒流器。對于傳統(tǒng)整流濾波器最棘手的低頻段,恒流源的表現(xiàn)尤其的出色:
IXYS 10M45S cascoded 協(xié)同2SK170 Blue 構(gòu)成恒流源的頻段阻抗:
20Hz 54MΩ
1kHz 24MΩ
20kHz 1.18MΩ
100kHz 261KΩ
Supertex DN2540 cascoded 協(xié)同2SK170 Blue 構(gòu)成恒流源的頻段阻抗:
20Hz 20MΩ
1kHz 22.5MΩ
20kHz 3.6MΩ
100kHz 747KΩ
另測,一個(gè)用二只DN2540裝成的復(fù)式改良型CCS,在10 Hz至40KHz的范圍內(nèi),阻抗仍然保持大于1.5MΩ。
CCS也可以串在電源穩(wěn)壓器上(通常是取代R1電阻)。其電源抑制比 power supply rejection ratio (PSRR)可高達(dá)114dB,也即是0.000002。而傳統(tǒng)的CLC,CRC等無源濾波器一般只能獲得-60dB(1/900,即大約 0.001)的PSRR。兩者間的PSRR 差別非常巨大。
CCS可以加載在膽放的屏極上,也可以代替陰極電阻/電容。它最主要的特色是在寬大的頻段上保持極高的阻抗,它可以真正有效地將音頻信號環(huán)路和電源"隔離"開來。請留意,在引述恒流源的分隔或隔離時(shí),為什么總是帶著雙引號?因?yàn)橛行屑抑赋?,將電源電路隔離并不是CCS的主要功能。
屏極負(fù)載中使用CCS的主要理由是為了確保放大器的線性負(fù)載,從而將諧波失真降低,增益提高。
CCS例圖:
復(fù)合型:CCS
CCS可以輕易宜舉地可以將音訊信源與電能源兩環(huán)拆開,有效地防止音頻信號竄擾供電電源,而從杜絕其對音頻信號的時(shí)相干擾和防止其對甲類放大器線性工作狀態(tài)的不良影響。
使用CCS有幾點(diǎn)需要慎重考慮之處:
1.第一信號環(huán)路不需要CCS,
2.同一信號環(huán)路只需要一個(gè)CCS,
3.陰隨級的CCS只能加于陰極旁路上。
4.CCS不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的CLC或CRC無源濾波器或穩(wěn)壓器;從DC至2MHz,CCS的PSRR電源抑制比十分的岀色。然而,到2MHz是-17dB,CCS的PSRR電源抑制比和一般供電系統(tǒng)上的負(fù)載電阻相當(dāng)。當(dāng)超2MHz,CCS有一個(gè)較大的噪聲增益,例如,在5.6MHz是6.5dB,在100MHz是3.4dB。當(dāng)然,如此高端的頻段已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人類的可聽域,但是,它的存在仍然會影響音訊的放大與輸送。相比于傳統(tǒng)的穩(wěn)壓器,CCS僅在1MHz以下的頻段才顯示出其PSRR優(yōu)越性能。所以說CCS不能代替CLC或CRC無源濾波器或穩(wěn)壓器。相反,是需要它們協(xié)同一道工作。無論CCS制作或安裝在什么位置,都必須小心高頻振蕩噪音或加置適當(dāng)?shù)母哳l噪聲過濾,可行的方法包括在CCS旁邊并上一個(gè)R-C串聯(lián)單元作陷波處理。
總而言之,無論是CCS恒流源或是有源帶通濾波器(回旋器Gyrator),如果使用得當(dāng),可確保涇渭分明,湜湜其沚!盡享品涇河甘潤,思渭水奔涌。
閱至此刻,不知兄弟們是否認(rèn)同:CCS和有源帶通濾波器的認(rèn)識和應(yīng)用已經(jīng)將電子管音頻放大器引入??到一個(gè)更高線性的別具青春活力的時(shí)代?
最后,兄弟們還記得前面提過的那個(gè)扼守三環(huán)的陰極旁路電容?如果在同一環(huán)路上已經(jīng)加入了屏極CCS,這個(gè)陰極旁路電容就盡可能地加大容值,以此拓展頻寬。如果這個(gè)大容值的陰極旁路電容質(zhì)量欠佳,可并聯(lián)小容值的電容作頻響調(diào)整。這般處理之后,兄弟你的這臺膽機(jī)除了改善了的高頻和中頻的還原保真外,它打出的低頻將會是拳拳到位,蕩氣回腸,將是 一臺令人刮目相看,具時(shí)代氣息的膽機(jī)。
補(bǔ)充些屏極CCS和輸出取點(diǎn)的相關(guān)例圖,供參考。
膽耳放,置于屏極的簡單型CCS(IXYS 的10m45, 25mA), 放大膽管是7KY6。元件的具體參數(shù)在http://www.ecp.cc/less-pressivo-build.html
新加入Q2和R10,將它變成cascoded復(fù)式CCS, 功效進(jìn)一步改良:
留意屏極輸出取點(diǎn),這個(gè)取點(diǎn)與W兄指出的在那個(gè)地方加屏極CCS相關(guān)。
機(jī)殼接地方法不當(dāng)可產(chǎn)生額外的地環(huán)噪音。此論題與本文有多少補(bǔ)充作用,更為方便起見,就將它主要部分移過來,供參考。
例圖是在下現(xiàn)用的機(jī)殼接地方法。
Active 電源火線
Neutral 電源零線
Earth 電源地線
35A Bridge 35安整流橋(留意極向)
Chassis 機(jī)殼
Connect to Chassis 聯(lián)接機(jī)殼
Power Supply Circuit 主機(jī)電源
Zero Volt Line 主機(jī)"地端"
Insulated Connector 絕緣墊
此例圖的出處:http://sound.westhost.com/earthing.htm
附原作者有關(guān)此機(jī)殼(機(jī)箱)接地方法注解的譯文:
「地環(huán)破解器的工作原理是在地環(huán)中增加了阻抗。減少了環(huán)路的電流,進(jìn)而破解環(huán)路。與電阻并聯(lián)的電容將射頻信號引接到機(jī)箱,這有助于防止射頻干擾。最后,二極管橋堆是為事故電流提供通道。建議使用一個(gè)大規(guī)格,(35A)型的機(jī)箱,因?yàn)檫@將能夠應(yīng)付可能發(fā)生非常高的故障電流,而不會變成開路狀況。留意橋堆的接線方法,兩個(gè)AC端子合接一起,兩個(gè)直流端子也合接一起。其他連接的方式會是危險(xiǎn)的,切不可這樣做。
在重大事故中,二極管橋堆中的一個(gè)(或多個(gè))二極管可能會失效。失效的半導(dǎo)體(幾乎)總是處于短路狀態(tài)。只有當(dāng)事故電流繼續(xù)存在或者是連接導(dǎo)線被燒斷,失效的半導(dǎo)體才會處開路狀態(tài)。大電流的橋堆具有非常堅(jiān)實(shí)的導(dǎo)體貫通性能,被擊斷變成開路的橋堆是非常罕見(至目前為止,我從沒遇到過被擊斷變成開路的大功率橋堆)。橋堆的使用意味著正反兩個(gè)極向都有兩個(gè)并聯(lián)的二極管,所以失去保護(hù)作用的可能性是非常小的。
如果使用地環(huán)破解器,將所有的音響輸入和輸出接口與機(jī)箱絕緣是至關(guān)重要。如果不是這樣做的話,就會立馬毀掉這個(gè)地環(huán)破解器,零電位直接地與機(jī)箱相通,沒有獲得任何好處。
通常在機(jī)箱電源插座的地線點(diǎn)與分電閘之間有一個(gè)1V RMS噪聲電壓。這個(gè)小電壓,也許有0.2-0.5歐姆總阻抗,即會引至2~5安培回路電流,所有這些電流是流通在過機(jī)信號線的屏蔽層上。這足以造成的一種和普通音信非常相似的電壓差,從而被放大器放大引起交流聲。如果此電流是通過地環(huán)破解器10歐姆的電阻,它就會被降到小于200mA,在過機(jī)信號線上造成的電壓差也就非常小,不再會引起可聞的交流聲。
切不要將巿電的地線間接或繞行到機(jī)箱的集中(星狀)接地點(diǎn)上。這樣做的話,將會和機(jī)內(nèi)的變壓器抅成一個(gè)半環(huán)或全環(huán)回路。應(yīng)盡可能選擇合理的機(jī)箱集中接地點(diǎn)或變壓器的擺位,以確保避免造成這種環(huán)路。這樣做可能會相互矛盾,但是正確的接地方式,確保最大限度地減小交流聲和最大程度的安全保護(hù),通常應(yīng)該不會是相互排斥的。兩者都重要,而且兩者都必須被兼顧于最終設(shè)計(jì)理念中。
地環(huán)破解器通??梢苑乐?0Hz或60Hz的交流聲竄入到音信中,如果聽到的是100Hz或120Hz的交流聲(這種交流聲通常是較為清脆),那就是接錯了電源線,是變壓器感應(yīng)形成的錯頻電流。大尾魚拙譯于2013年夏」
回到本篇主題相關(guān)的恒流器CCS。
有位西人,名叫 Gary Pimm,是一位在Tectronix示波器公司工作了20多年的電子工程師,在西方DIY界頗為活躍,也正是這位仁兄于10多年前首次將TI的TL431作為基準(zhǔn)恒壓應(yīng)用在五極膽管制作的恒流器, 見Kenny 兄弟第30樓的帖子。他認(rèn)為: 膽管放大器中採用有源負(fù)載(CCS)相對于無源的屏極電阻負(fù)載有幾大優(yōu)勢:1. 使膽完全處于Mu運(yùn)行狀態(tài),2. 低失真,3. 大大提高了電源噪聲抑制比。此西人在近6, 7 來, 卻也十分熱衷于耗盡型 MOSFET制作的CCS。耗盡型MOSFET與增強(qiáng)型(enhancement mode) MOSFET最大的差別是簡易的單個(gè)電阻可作自偏,并處于常通(門偏置處于零)狀態(tài)。
圖左側(cè)是耗盡型MOSFET,圖右側(cè)是增強(qiáng)型enhancement mode MOSFET
Supertex DN2540, IXYS 10M45S 都是耗盡型MOSFET。IRF820是增強(qiáng)型 MOSFET。下面是他的有關(guān)幾只不同耗盡型MOSFET制作的CCS測量圖:
縱座標(biāo)是阻抗,橫座標(biāo)是頻率。
暗藍(lán)色線(靠圖的下層):DN2540 簡易式CCS
淺明藍(lán)色線(靠圖的上層): DN2540 復(fù)式CCS
綠色線: 單只IRF820的 CCS
緊貼綠色線那條線: 單只IXYS 10M45S的CCS
紅色線: 2G歐電阻
紫色線: 本測量硬件的最大敏感上限
Hi-End 人保持純膽傳統(tǒng),繼續(xù)用膽管制作有源Gyrator 或CCS,尤其是選用五極管的制作,這故然是無可厚非。然而,Morgan Jones寫的【膽機(jī)寶典】(一本難得的好書)有那么幾個(gè)段落關(guān)于恒流器的制作。引述如下:
…過去膽放大器設(shè)計(jì)的'黃金時(shí)代'和現(xiàn)代膽放大器設(shè)計(jì)之間的真正主要區(qū)別是在于現(xiàn)代的膽放大器設(shè)計(jì)釆用了近似完美的有源元件去取代無源元件。
五極膽管可制成一個(gè)極為出色的恒流器,但是在制作上頗有不便之處?!鍢O膽管還有產(chǎn)噪音的傾向,可能不適宜于唱放或敏感前放的第一放大器的CCS?!杂斜匾碚医鉀Q方案。
在考慮新的辦法時(shí),與當(dāng)年的膽機(jī)設(shè)計(jì)者有別的是,今天的我們有幸地能夠使用晶體管或運(yùn)算放大器去解決這個(gè)問題。晶體管制作恒流器,是晶體管應(yīng)用于改善膽機(jī)的一個(gè)最完美的例子。
如果有位金耳朵對比了上述五極膽管的制作CCS(包括採用了基準(zhǔn)恒壓器)代替屏極負(fù)載(電阻), 串疊増強(qiáng)型MOSFE CCS和串疊消耗型MOSFET CCS, 并告訴我們這三者之間不存在音質(zhì)差別的話,燒友當(dāng)然會釆納制作最簡單的那一種,即是串疊消耗型MOSFET CCS。事實(shí)也正是如此。用兩個(gè)耗盡型depletion MOSFET 加上三個(gè)小功率電阻制作的復(fù)式CCS,總投入金錢為數(shù)微小,但卻足以嫓美用五極膽管制作的高性能恒流器。
二個(gè)DN2540串疊及10M45s和DN2540串疊。
以串疊CCS為基礎(chǔ),再添加數(shù)個(gè)電阻,電容,或多一個(gè)耗盡型 MOSFET,即可以將其改造成為一個(gè)優(yōu)良的Gyrator。更何況串疊消耗型MOSFET CCS還可以出色地代替陰極電阻。
也難怪乎,在近十年CCS或Gyrator 的國際DIY制作領(lǐng)域中, 耗盡型MOSFET被廣泛地釆用,甚具王者風(fēng)范,大有舍我其誰之勢!
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