动态甲类偏置组件的原理和使用

当前各类家用功放，以甲乙类放大器为主，即使工作于甲类状态，厂家由于成本等原因，使放大器小功率时处于甲类，大功率时工作于甲乙类。而输出级一旦转为推挽工作，其开关失真总是难以避免。功放输出端出现开关失真，必将导致功放输入级产生瞬时过荷和互调失真。扬声器本身不是纯阻性，当扬声器阻抗下降后，输出级静态电流Io=（Po/2RL）^-2：设计的甲类功放就出现开关失真，进一步增大静态电流可以消除交越失真，但成本会大幅上升。因此甲类功放是以消耗满负荷静态电流来换取最大输出功率，是低效率的“甲类音质”。                                  

动态偏置电路使功放输出级兼有甲类不载止和乙类高效率的优点，常称为超甲类，功放输出级静态电流按甲乙类设置，当扬声器阻抗下降时，输出功率是成倍增加，是新技术，高效率的“甲类音质”。

笔者经过多年探索和实践，总结传统动态偏置电路存在的不足之处，根据当代功放的设计理念，设计了一款结构简单、电路新颖的“动态甲类偏置电路”，用本偏置电路制作的功放其性能和音质可达到较高水准，如果电源有足够容量、功放输出管有足够的电流输出能力，即使在满负荷输出情况下、负载接近短路时，依然不会出现开关失真和交越失真。                                  

原理简介                                                                   

 因为这项技术正在申请专利，只能以原理框图的形式做简单介绍，见图１，框图中的A1、A2捡测功率级输入端激励信号并加以放大，分别控制电压源E1、E2，使AB两端的电压发生变化。E3可调电压源，确定输出级的静态工作电流。峰压电路限制过激励防止输出级瞬间饱和出现开关失真 。                                                                          

DJ组件主要特点                                                         

1、电路连线少，共三条管脚，方便老机改造。                                                        

2、一致性好，调试容易，简化了装调工艺，便于批量生产。                                                        

3、具有电流倍增效应 ，适合输出级多管并联，降低输出内阻，提高带载能力。                                          

4、具有双端调制特性，能产生偶次谐波，美化音色。                                                             

5、可以组成超甲类，也可以组成滑动甲类功放。                                                           

6、调整外接电阻，控制起控点，可以小功率起控，也可大功率时再起控。                                   

7、存在问题：DJ组件无法进行温度补偿，老机改造需重新设定温补。                                                   

                                        DJ组件连线方法                                                              

1、  脚A接功率放大输入级高电位端。                                                                     

2、管脚B接功率放大输入级低电位端。                                                                                    

3、管脚D接地为动态偏置，不接地为固定偏置。                                                           

4、DJ组件上方W1调整动态偏置的起控点。                                                              

5、DJ组件上方W2调整输出级的静态电流。                                                            

6、通过DJ组件管脚A管脚B的静态工作电流应小于40mA，推荐值为5-20mA。                                                     

DJ组件选择方法                                                     

根据功放输出电路的方式、或甲乙类时AB端的静态工作电压来选择DJ组件。图四功放输出级是由BJT管组成的二级射极互补电路，工作在甲乙类时，AB两端电压VAB=4×0.55V=2.2V，查表一，应选择〔DJ-2.0V-0755〕组件。上机前先将组件上部W1、W2逆时针旋到底。                                                                                                 

DJ组件使用方法                                                             

1、将〔DJ-2.0V-0755〕 组件 按图四连好，K1、K2、K3任意，顺时针调节组件上部W2，使功放输出级静态电流为10MA-30MA。

2、K1任意，K2、K3闭合时，功放输出级为滑动甲类偏置，转换效率低，但音色好，适合小功率输出。

3、K1任意，K2闭合，K3断开时，功放输出级为超甲类偏置，转换效率高，音色好，特别适合大功率输出。

4、动态甲类偏置起控点的调整：图四电路中K2闭合，K1、K3任意，在放大器输入端送音频信号，调整音量电位器，DJ组件AB管脚电压在原静态电压上增加，其增加的幅值与输出功率大小成正比。                                                                              

5、  输出时起控方法：K1、K2闭合，K3任意，顺时针调节W1，使DJ组件AB管脚电压上升。                   

6、  率输出时起控方法：K1、K3断开，K2闭合，调节电位器W，使DJ组件AB管脚电压上升。                                  

DJ组件使用案例                                                          

例㈠   设输出功率大于5W之后，DJ组件起控。                                                                     

1、调节DJ组件上方W2，使功放输出级静态工作电流Io=（Po/2L）^-2=（5/2×8）^-2=0.56A                         

2、图四中K1、K3断开，K2闭合，在功放输入端送入1KHZ音频信号，调整音量电位器，输出功率5W时， 调节图四电路中电位器W，使DJ组件AB管脚电压上升。                          

例㈡    用温控开关使功放输出级在滑动甲类和超甲类之间自动转换。                                  

选择常闭温度开关代替图四中的开关K3，紧贴在功放管散热片上，图四中的K1、K2闭合，散热片温度低于温度开关设定值时，功放输出级工作在滑动甲类，转换效率低，散热片温升很快，但音色很好，具有等响度特点，当散热片温度上升到温控开关设定值后，温控开关断开，功放输出级自动转为超甲类状态，转换效率提高，散热片温升得以控制。                                                                                               

             图一                                          图四                                       

         A                                                     +VCC                                          

             A1                                                                                                                         

E1                                                                                                                                          

                                                                                    A                                                                                     

       D            E3                       K1         B               K3                                         

                                                                                                                                                                                  E2                                                                                                                                                                                                                                                                        

       A2                                                                                     

                                                    K2                                                          

                                                            -VCC                                                    

        B                                                                                                                                    

   产品型号表示方法                                 DJ组件外形尺寸和产品型号                               

图三                                    图二  单位mm                                           

                          〔

    组件生产地         16                                                                             

〔0755〕表示深圳          A     D     B                                        

     管脚AB端静态电压 单位V            7.62                                        

     甲：汉语拼音第一个字母                                                                    

     动：汉语拼音第一个字母                          

表一