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反接制动顶级高保真放大器电路

阅读:721发布:2020-05-12

专利汇可以提供反接制动顶级高保真放大器电路专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及的 反接 制动 顶级高保真 放大器 电路 ,它采用完全不同于 现有技术 的反接制动方式,实现了放大器对扬声器更为完美的控制。本发明巧妙地利用在末级功放元件回路串接 二极管 的办法,使放大器对扬声器惯性振动施予反接制动。其工作方式类似于 电机 制动时所施行的反接制动。鉴于反接制动优于现有技术中的阻尼制动,因而本发明实现了放大器对扬声器更为完美的控制。本发明极大地提高了音响系统的 质量 ,是继OTL、OCL及BTL电路后又一技术进步。,下面是反接制动顶级高保真放大器电路专利的具体信息内容。

1、反接制动顶级高保真放大器电路利用外电源对扬声 器音圈惯性振动施予反接制动。其特征是,串接在放大器 末级功放元件回路的二级管对扬声器音圈惯性振动所感生 的电讯号整流产生与外电源极性相反的直流电压。外电源 中和这一电压时,强制音圈停止惯性振动。
2、根据权利要求1所述的反接制动顶级高保真效大器 电路,其基本要求为三种类型反接制动末级功放电路(其 中包括功放元件并联)。    
3、由反接制动末级功放电路所演化出的类似电路。

说明书全文

发明涉及的是制作顶级高保真(Hi-end)声频放大 器,其特征是,该放大器对扬声器系统的控制通过反接制 动方式实现。

现有技术中声频功率放大器通过阻尼方式实现对扬声 器系统的控制。由于扬声器纸盆存在惯性,当输入扬声器 的驱动信号为另时,扬声器的纸盆并不能立刻停止振动, 因惯性其音圈将继续在磁场中振动,并产生感生电压。现 有技术中之各种功率放大器电路(不管半导体或是电子管), 均靠末级功放器件的内阻及滤波电容对扬声器音圈中的感 生声频电压短路而实现对扬声器惯性振动的阻尼制动。这 一方式称为阻尼制动,类似于冲击式电流计在将其线圈短 路时实现的阻尼制动。

放大器对扬声器系统惯性振动控制的优劣是衡量音响 系统最为重要的指标,对一个理想的音响系统而言,放大 器应当实现对扬声器完完全全的控制。亦即是,扬声器在 完成上个“音符”的振动后,立即停止(即没有惯性)并 立刻开始下一个“音符”的振动。事实上扬声器系统不可 能没有质量、也不可能没有惯性。因此,能否使扬声器立 即停止惯性振动,其关键是放大器的制动功能。如前所述, 现有技术中的顶级高保真放大器之诸电路依靠短路时音圈 在磁场中运动的阻而制动,亦即是惯性振动,因受到阻 尼而最终停止,所以,这一制动的时间较长,现有技术中 衡量这一阻尼过程的指标称为阻尼系数,近似等于扬声器 系统的电阻与末级功放元件之内阻与连接线电阻之和之比 值:Fd=RL/(Ri+Rc),按照此公式,为了增强放大器对扬 声器的控制,现有技术中采取了以下办法:

A)减少末级功放元件的内阻Ri,其办法是将多只末 级功放元件并联,譬如,在金噪子A100中末级功放每一桥臂 由10只M0SFET管构成;

B)制造低电阻的传输线材,如此产生了各种昂贵的 所谓神经线,如荷兰高度8N(99.999999%)喇叭神经线, 甚至用贵重金属金、制作传输线材等。    

本发明的目的是采取另一种完全不同于现有技术的方 式,即反接制动方式实现功率放大器对扬声器系统惯性振 动之更为完美的控制。这一方法类似于交流三相异步电机 通过继电器使二相反接,利用外电源使电机反转的力量( 配合速度继电器)强制电机制动。因为反接制动利用强大 的外电源能量,实现了强制制动,因此制动时间很短,其 效果优于阻尼制动。

在声频功率放大器中如何实现对扬声器惯性振动之反 接制动呢?本发明中实现这一制动方式的奥妙是,在末级 功放电器中巧妙地连接半导体二级管,一方面,该二级管 对扬声器惯性振动产生的复杂电讯号整流,经整流后的直 流讯号的极性恰好与外电源极性相反,因此,强大的外电 源将极性相反的扬声器惯性电压中和,而强制扬声器的惯 性振动停振,换句话说,流经音圈的中和电流产生的振动 与惯性振动的方向恰好相反,因而强制音圈停振,另一方 面,鉴于二极管的电压、电流特性,选择适当的二级管时, 在末级功效管正常工作的范围内,二级管的电压降恒定在 0.3-0.8伏之间,因此毫不影响末级功效的正常工作,当 功放元件电流达到饱和时,二级管的电压降增加,因而实 现了柔性剪峰。此外,对破坏性电流,此二极管还兼有保 护功放管的功能,以下是常见的三种类型末级功放改成反 接制动功放之电路:

(一)反接制动OCL功放电路[附图(1)、附图(2)]

附图(1)中电路是大家熟知,使用音响对管(NPN, PNP)及推动管的末级OCL功放典行电路。唯一不同的是, 本发明将4只二级管D1、D2、D3、D4分别与三级管T1、T2、 T3、T4串联。等效电路为附图(2)中电路。

扬声器音圈在磁场中惯性振动时,在M点与接地点G之 间感生了一个复杂的电讯号(有各种不同的频率分量及相 位,不能视为简单正弦波)。这一感生电压被整流后,在P 点产生一个相对地为负的直流电压,在N点产生一个相对地 为正的直流电压,因为直流电压不能通过滤波电容,所以不 能形成回路,但由于此电压正好与外电源的极性相反,故被 外电源中和,强制音圈停止惯性振动。        

如果没有二级管,则音圈中的感生电压将通过三级管 的内阻及滤波电容短路,这便是传统技术中的阻尼制动, 而不是反接制动。

(二)反接制动桥式功放(BTG)电路[附图(3)、附图(4)]

附图(3)中电路是众所周知的桥式功放电路,唯 一不同的是,本发明将8只二级管D1、D2、D3、D4、D5、 D6、D7、D8分别与晶体管T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、 T8串联,等效电路为附图(4)中的电路,很容易看出, 扬声器音圈惯性振动产生的电讯号被桥式整流后,其直流 电压极性恰与外电源极性相反,如前所述,外电源中和极 性相反的直流电压,所流经音圈的电流强制音圈停止惯性 振动。

如果没有这8只二级管,则音圈中感生的声频电压将 通过左、右桥臂的三级管及滤波电容构成回路,音圈的惯 性振动将被阻尼制动,而不是反接制动。

(三)反接制动桥式电子管功放电路[附图(5)]

附图(5)中电路系电子管桥式功放电路(发明专 利号95104928.3),唯一不同的是在4支电子管T1、T2、T3、 T4的屏极与阴级分别串接4支二极管D1、D2与D3、D4。很 清楚,扬声器惯性振动所产生的电讯号分别被4级管 桥式整流后,产生的直流电压极性与外电源极性恰好相反, 因此,此功放电路具有反接制动能

很明显,如果取消二级管,则制动方式将是阻尼制动, 而不是反接制动。

综上所述,本发明利用在末级放元件回路中串接二级 管的方法,实现了对扬声器惯性振动之反接制动。反接制 动是利用外电源,对扬声器音圈惯性振动施予的强制性制 动,其效果优于阻尼振动,在电动机的制动过程中,反接 制动优于阻尼制动是众所周知的。

附图(6)为本发明的一个具体实施实例:

A、前级放大器

前级放大由两支6N3双三级管担任,第一只6N3担任电 子管负载型阴极接地串联放大,第二只6N3担任电子管负载 屏极接地串联放大,四支2.3V稳压管分别提供栅负压

由上述两只6N3双三级管制作的前级放大器,具有低噪 声、低失真、宽频带以及对强讯号有局部电流正反馈功能, 参考发明专利(95104928.3)

B、反接制动OCL末级功放[附图(6)]

对管Tip41c/Tip42c担任电流驱动,4对东芝音响对管 2SAI301/2SC3280并联功率输出,反接制动由10支高频中功 率二级管担任(可用高频中功率三级管接成二级管代替), 本实例中用C4350接成二接管。    

C、电源

实施例中使用双电源分别对前、后级放大器供电、 滤波电路采取二级管多次整流、梯级电容滤波电路,对前 级放大器供电所用的阶梯电容滤波的级数为5,电压为2 对后级功放所用的级数为4,电压为±50V,参考发明专利 (95104928.3)。

实际效果

本发明的上述实施例是由反接制动OCL末级功放,电子 管串联前级放大器及多次整流,梯级电容滤波电源共同组 成的胆石混合放大器,配合我自制的无分频器音箱(发明专 利94103477.1)。根据本人数月的聆听,其主观评价如下: 该音响系统除了高效率、高声压、大动态、逼真的临场感 等优点外,更为明显的是强有力、欢快、活跃的节奏,丰 满、柔和、清晰的层次,给予一种全新的音乐感受,这是 其它音响系统不能比疑的。

上述胆石混合放大器及无分频器音箱配合普通CD机 (SHARP DX670)、普通讯号线、喇叭线、电源线,其音响 效果(主观评价)远远超过金噪子405合并式功放,日本第 一音响VRDS-10N CD机,金噪子讯号线,英国天朗D700同 轴音箱,8N高度风神经喇叭线、日产电源滤波线组合音响 效果。

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