Aleph-X and WenSan-A15

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版主: Jeff, Korping_Chang

Aleph-X and WenSan-A15

文章wensan 發表於 週三 12月 31, 2003 5:13 am

最近在網路上常看到很多人在「瘋」「Aleph-X純A類後級」,
聽說是音響大師Nelson Pass加持,從Aleph-5變化而來,
符合「Simple is the Best!」音響原則的電路。
偏偏看了半天,就是搞不清楚「Aleph-X純A類後級」到底是什麼東東?
連「裝機報告」都看不到電路圖,還要自己去Download...............
我只好去把它Download回來,電路如下:
圖檔

看了一下電路,嗯...............
看起來電路很簡單嘛...............
簡單的兩級放大電路,輸出採用「古老的」「靴鞋帶提昇電路」...............
利用差動放大電路的兩個輸出的相位相反的特性,
做成BTL橋接放大器而已嘛!...............

話說「古時候」﹝大約三十年前而已啦!﹞...............
那時PNP型的電晶體很少,又很貴,所以那時候採用單端推挽的放大電路,
常常以NPN型電晶體用「靴鞋帶提昇電路」做輸出,
讓輸出擺幅可以更靠近正電源的電壓...............
PNP型電晶體普遍了以後,音響放大器大都採用互補推挽電路,
「靴鞋帶提昇電路」已經很罕見了...............
不過想想也對,現在P通道的MOSFET也是貴得離譜,
難怪Nelson Pass會「復古」去搞「靴鞋帶提昇電路」...............

不曉得這個電路的頻寬、失真、阻尼因數...等等的規格如何?
才兩級放大而已,沒有驅動級、功率級...............
開環路增益一定不高,我想「規格」不會很好吧?...............
不過在「Simple is the Best!」的大原則下,應該無所謂才對...............

這個電路就這樣看著...............看著...............
忽然腦海裡有一絲靈光一閃而過!
咦!...............
二十年前我玩非平衡訊號轉成平衡訊號的電路時,
發生兩個輸出的直流電位一起往上或往下整個偏掉的情形,
似乎跟這個電路有點類似?!...............
趕快把這個電路的「等效電路」畫出如下:
圖檔

Aleph-X的電路接法就好像兩個放大器的同相與反相輸入對調相接,
如果放大器的開環路增益非常高的話,
電路中的兩個輸出Vo1、Vo2的直流電位無法確定!
例如當Vi1=Vi2=0時,只要Vo1=Vo2,不管其直流電位為何,
回授電路分壓下來,兩個放大器的同相與反相輸入的電位都會相等,
並沒有「誤差訊號」可以放大,所以Vo1、Vo2的直流電位是任何值都可以!
甚至Vo1、Vo2的直流電位整個偏到V+或V-時,電路都還可以工作,
只是這時候的「工作方式」變成一個放大器負責輸出正半周,
另一個放大器負責輸出負半周,如此而已!

這個狀況我實際遇到過,不相信的話,您用兩個OP IC裝起來看看!

不過Aleph-X的開環路增益「肯定」不高,
所以Aleph-X的兩個輸出的直流電位就算會偏,應該也不會整個偏掉...............
況且這是特別標榜「純手工打造」的電路,
就算直流電位偏掉,只要用「純手工」的方式,「用力」把他「調」回來就可以了...............
...............難怪電路上有不少可變電阻準備讓您好好「調一調」...............

再繼續看著個電路,看著...............看著...............
忽然腦海裡又有一絲靈光一閃而過!
咦!...............
如果前級的輸出有串電容的話,那麼這個電路的直流電位對「地」而言不是「懸空」了!
難怪兩個差動輸入端都有一個68K電阻拉到「地」...............
等效電路如下:
圖檔

可是68K電阻放在這裡好嗎?
如果這68K電阻有能力把電路的直流電位拉住,表示它一定搶走不少「回授訊號」...............
...............開環路增益已經不高了,「回授訊號」還被搶走一部份,好慘!...............
不如犧牲一點輸入阻抗,把這個電阻移到前面去,如下面這個等效電路所示:
圖檔

這個電路要加上「直流伺服控制」好像也有那麼一點點困難!...............
真的要加的話,必須做兩方面的「直流伺服控制」...............
一個是控制兩個輸出一起對「地」的直流漂移。
一個是控制兩個輸出「相對」的直流漂移。
對「地」的直流漂移可以從差動電路的電流去控制。
「相對」的直流漂移恐怕還得產生相反的控制訊號分別控制兩邊的電路才行。

唉!...............
想想還真是「三十年風水輪流轉」,...............
二十幾年前,我從國小的時候就自己用「裸銅線」繞鐵片,想作蜂鳴器...............
結果把家裡總開關的保險絲給燒了!從此體認到「漆包線」與「裸銅線」的差異...............
國中的時候開始裝放大器,五石、六石AM收音機...............
大約五專二年級開始在「音響技術雜誌」發表放大器電路設計方面的文章騙稿費...............
初學了一點「微積分」就去探討放大器的迴轉率問題,還發表了一篇「你的放大器有多少迴轉率?!」
甚至為「音響技術雜誌」規劃了一個前後級放大器套件,寫了一連串電路分析的文章...............
那時候我寫的文章最喜歡挑「音響技術雜誌」其他文章的毛病,
還畫了一個「四個電晶體、兩級非差動互補推挽」的「A類15W」的電路,
來對當時的「Low TIM原則」加以嘲諷!
惹得「音響技術雜誌」那個「比梁老大還大的梁老大」,
化名「退伍兵仔」出來點名批判「這不是一個好電路!?」...............
當時畫的電路如下:
圖檔

沒想到二十年後,簡單的兩級放大竟然「鹹魚大翻身」,「飛上枝頭當鳳凰」...............
趕緊再把這個電路翻出來研究研究...............

當時由於沒有SPICE可以馬上「tune」電路,
忽略了「非差動互補推挽」電路回授分壓電阻相當於輸入級電晶體的射極電阻,
會影響到輸入級的電壓增益。所以電路修正如下:
圖檔
PSpice模擬的頻率響應、相位響應曲線如下:
圖檔

Aleph-X的電路雖然簡單,其實也加了不少「妝扮」!
所以我把「WenSan-A15」加上恆流源,電路如下:
圖檔
PSpice模擬的頻率響應、相位響應曲線如下:
圖檔

實際可以裝配的電路大致應該如下:
圖檔
PSpice模擬的頻率響應、相位響應曲線如下:
圖檔

也可以改用MOSFET,電路如下:
圖檔
PSpice模擬的頻率響應、相位響應曲線如下:
圖檔

其實「妝扮」這個電路還有很多玩法,只不過我如果都把它玩完了,那別人玩什麼?
還是留給喜歡玩電路的玩家自己動腦筋玩玩看!
:( 誰能了解Low TIM的奧義!?
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wensan
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文章nomo 發表於 週三 12月 31, 2003 12:51 pm

真好!可以理解這多東西! :clap: :clap: :clap:
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nomo
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文章Luker-Chen 發表於 週三 12月 31, 2003 1:12 pm

:clap: :clap: :clap:
Luker-Chen
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文章FireDragon 發表於 週三 12月 31, 2003 7:01 pm

:clap:
使人前進腳步不是希望是意志
使人停止腳步不是絕望是放棄
FireDragon
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文章David Lin 發表於 週三 12月 31, 2003 11:03 pm

文山兄,

在下有幾個電阻不明尚請指教
以WenSan-15基本圖來說
1.R4 , R10的設置所為何事?
2.R9 & R5的干係何在?如何取其值?

謝謝
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David Lin
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文章wensan 發表於 週四 1月 01, 2004 8:52 am

David Lin 寫:文山兄,

在下有幾個電阻不明尚請指教
以WenSan-15基本圖來說
1.R4 , R10的設置所為何事?
2.R9 & R5的干係何在?如何取其值?

謝謝


R4 , R10是直流回授,R9 & R5是交流回授。
R9 & R5的分壓就是回授訊號。
回授電路轉換為戴維寧等效電路後,
戴維寧等效電壓為回授電壓,
戴維寧等效電阻則相當於輸入電晶體的射級電阻,
所以回授電路的阻值會影響輸入級的增益,必須越小越好!
但回授電路的阻值變小等於加重輸出端的負載,
所以回授電路從負載電阻這邊看進來的阻值須比負載大個五至十倍才行!
:( 誰能了解Low TIM的奧義!?
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wensan
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文章David Lin 發表於 週四 1月 01, 2004 12:21 pm

感激不盡!
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David Lin
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