AT59-001.jpg

  目前,NAD公司在台灣製造的NAD 3020型前後級綜合擴大器,在全世界各地都受到頗高的評價,謂其為同價格的擴大機中的極品,而3020在台灣也是音響店中的暢銷品。在這個擴大機中,有一個非常獨特的設計叫做軟性削平(Soft Clipping)。根據NAD公司的廣告上說,軟性削平電路能使晶體擴大機輸出過荷時,能保持聲音的柔美,而不像一般晶體機有硬而刺耳的大量諧波失真出現,也就是具有真空管機的音色,並且可由諧波失真的頻譜分析上明顯的看出二次諧波大量減少。由於我一向對於這一類新的想法感到很有意思,而NAD公司有著保密的傾向,一直沒將電路奧妙公諸於世,因此就自己嘗試著去實驗自己設計具有類似功能擴大機電路,試完了順便報告一下,一方面騙些稿費另方面可交點音響朋友,合樂而不為。

硬性削平與軟性削平

  在進行一項實驗之前必須先了解實驗的對象,否則就像瞎子摸象一般,茫然不知如何下手。在此我們當然先要知道什麼是硬性削平什麼是軟性削平。

  請先參考圖一,B就是硬性削平失真情況,它發生於一般電晶體擴大機的輸出電壓需求過大,超過擴大機所能輸出的電壓時產生的,這時擴大機會有著非常大的失真,其中包含著大量的偶次諧波失真,會造成刺耳吵雜的感覺。特別請注意圖一中的圓圈部份,這是我們最感興趣的地方,尖而平直。再請看圖二,加上軟性削平電路後的削平現象,圖二中圈內是一個圓而平滑的角,硬性削平的尖角變圓就成了軟性削平。真空管機在輸出過大信號時具有此種特性,可能是真空管機的音色被評為柔美而一直有人喜愛的原因之ㄧ。

AT59-002.jpgAT59-003.jpg

電路設計

AT59-005.jpg

  現在已經知道了軟性削平的需要,所以開始實驗。首先試用了圖三的電路,原理是利用Zener在超過一個定值電壓後導通,在這個轉折點是圓滑升起,可以參考Zener的特性曲線,而在未達此電壓前Zener呈無限大之電阻性,也就是開路,由此我們可知圖三中之擴大電路的放大倍數在未超過Vz + Vzf 時,增益是

 R +Rf
─── ,在超過 Vz + Vzf 時,超過部分的增益為[R +Rf //(Rcs + Rz)]/R。而Zener的圓滑轉折點的特性    R

和增益的變化,我們可以由此電路得到軟性削平擴大器。這個電路看起來不錯,但是裝在實驗板上一試就有令人不爽的感覺,因為Zener 的電壓不太準,要挑出兩支一樣的才能得到對稱輸出,否則示波器上看起來非常不順眼(我用Tektronix 475A,用在此種實驗似乎大材小用)。因此又拆拆動動的搞成了圖四的模樣,只用一支Zener,用四支1N4148作成橋式整流,動作電壓變成 Vz + 2Vdf,由於Vdf的電壓差很小,輸出變成了很對稱的波形。當然如果要做兩聲道就必須有兩支相近的,但總比排出四支接近的容易多了,而且如果精打細算一番,兩者在成本上幾乎一樣,所以建議您要試就請試圖四。

AT59-006.jpg

裝置建議

  如果您看了後,想試一下這電路的效果,那您必須先決定軟性銷平電路的動作點,按3020之設計是定在擴大機輸出峯值電壓的 -3dB處,也就是約0.7峯值電壓,因此您要先用示波器找出您試驗的擴大機不削平的峯值輸出,再決定您所用的Zener要用幾伏的,如果沒有剛好的規格,用最接近的。在選定Zener後就要決定Rcs的值,這個電阻決定了超過動作點部份的增益,也就影響了頂部的形狀,由於每個人買到的Zener和Diode的電阻性不一定相同,而擴大機本身的增益設定也不一樣,因此,Rcs只有自己試,當然Rcs比Rf要小得多,可以一面看示波器一面換,決定了Rcs也對電路工作上的變化更了解。

AT59-004.jpg

後記

  軟性削平的構想是非常出色的,而電路只是大家玩些花樣各做各的。我個人覺得抄襲完整電路並不表示你會什麼,抄別人的想法而自己設計電路是進了一級,能有自己的構想才是高手。今天我抄NAD的構想,但以後我希望能有自己的構想,也願所有音技的朋友都能做到這一點。(通訊處:台北市木柵路三段29巷16號)

轉載音響技術第59期NOV 1980 NAD軟性削平電路的實驗˙王文忠/

    全站熱搜

    蘇桑 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()