LM3875標準功率放大器  作者:cya

 

緣起
話說2006年年中,小弟到「小松鼠的窩」版主阿犬大家裡磕牙,話題自然圍繞音響設備、DIY線路打轉。閒聊中,聊到PRBS網站裡所示範組裝的Gain Clone後級,做工精美、小巧玲瓏;說著說著,犬大突然說:你要不要裝裝看,我正好有一組NS的LM3875T,可以送你,前提是必須要把它裝起來。我心想:網路裡LM3875的組裝說明這麼多,哪還會有什麼問題。就厚臉皮接收了犬大的一對3875OP。

構想
回家後,仔細參考PRBS網站裡,由Vincent大主筆的「簡約主義的極至-GainClone後級裝機報告」;還有國外網站有關GainCard的介紹與Gain clone相關DIY網站,大致重點有三:1.主放大線路路徑極短,2.採用小型主濾波電容與大功率變壓器,3.電源與放大線路分開裝箱。

可是,就我現有的材料,第一點做得到;第二點做不到,沒有大功率變壓器(不想去繞,貴、麻煩),只好採用較大的濾波電容;第三點不想做,貴、麻煩。因此,做出來的結果,就不能說是GainClone了,只能說是LM3875標準放大線路的應用。

決定作法後,想到先前我製作DZ TDA7294後級的經驗,採用Real Audio站裡的整流濾波及雙電源穩壓模組,效果還不錯。於是,這次還是採用Ben大的模組,只是架構由雙聲道混合共用電源,變成左右聲道各自分離的作法。各聲道線路簡說:電源部分--市電→開關→開機緩衝模組→變壓器→整流濾波模組→雙電源穩壓模組→放大線路;訊號部分:前級輸入→放大模組→喇叭保護器→輸出。

 

看圖說故事



經過幾個月的備料與裝模組,終於要開始裝機了,其間還請教Ben大有關MonoMono裝機的注意事項、緩開機Relay的驅動線路、喇叭保護器的線路,感謝Ben大鉅細靡遺的耐心講解,小弟獲益良多。
圖說:整機使用模組大集合,機箱採用原山牌。

 



本次裝機採用的變壓器,兩個環型規格:30-0-30V,3A,EI型規格:12-0-12,1A。



Real Audio站裡的整流濾波模組。整流二極體使用FR-602,耐壓AC100V,最大供電流6A,四個二極體各並上一個Bennic XPP 0.022uf/400v小電容。主濾波電容:Panasonic UP 15,000uf/50v,Nichicon MUSE KZ 1,000uf/50v,並入的小電容有電解10uf、PP0.47uf。



Real Audio站裡的雙電源穩壓模組。由於大家裝LM3875後級都是採用+30V-0V--30V的供電,小弟也不想自作聰明,一樣。因此,穩壓模組也必須改成高電壓的模式(請參閱http://www.diyrealaudio.com網站裡小弟先前的紀錄--雙電源穩壓板加大版)。這兩個模組的線路圖與零件表在Real Audio網站裡都找得到。



開機緩啟動模組是小弟自己搭的,線路則參考PRBS網站裡,Michael Chen大與PRBS大的開機緩衝線路,Relay採用Omron G2R 24V,兩個Thermistor是金電子買的SG-307(這個用大功率的水泥電阻也行,下次採用,便宜多多)。模組裡的LM-317除供電給緩開機Relay之外,還負責供電給喇叭保護器,喇保採用DZ雙聲道喇叭保護器,採用這個因為原本就有,相片中還可看出小弟略微修改過,修改依據Ben大的指導。注意:因為由緩衝模組供電,所以喇保的整流二極體要拆除。



這個LM3875標準線路放大模組,作法請參閱PRBS網站裡Vincent大的說明,為什麼說是標準放大模組?原因是放大線路依據NS原廠LM3875 DATA sheet裡的線路製作,一共才10個零件,再加上最後並在電源濾波電容的小PP電容,也才12個,有興趣的網友,不妨做做看,很簡單。特別說明,綠色的電容是Nichicon Muse ES系列的無極性電容,因這電容作用是負回授,雖然一端是接地極,仍然改用無極性電容。這是經高人指點滴(賣狗陳大大)。從這個模組,各位看官可以看出,小弟對電阻的要求不高,國產或是進口的,手裡有啥就用啥。



開始組裝了。首先,將機箱後檔鋁板拆下,依自己安排的孔位鑽孔。小弟因為要將放大模組鎖在後板,怕散熱不足,因此才又加上兩片散熱片。



再來,將變壓器固定於預設的位置,EI變壓器前方的端子台是用來將市電水線與變壓器的初級地端相連接。這個原山的機箱很好用,但有個缺點,底板太薄,裝前級還好,裝後級就有點力不從心了,前蓋版未鎖上前,整個底板被變壓器的重量壓到成弧形。



接著,將整流濾波模組與開關,固定於前蓋版的裡面,將變壓器的次級線與輸出電線銲好後,再鎖回機箱底板。



由於空間有限,穩壓模組只能放在環型變壓器的上方,所以要用銅柱墊高,功率晶體也要另外找位置。這次功率晶體小弟採用Toshiba 2SC5242與2SA1962 130W的品種,採用原因:手邊有、功率高於LM3875的輸出56W及散溢功率125W。
註:這個模組在安裝的時候,忘記拍照了,所以只能裝完後再補拍。



裝好穩壓模組後,OP先不要裝,先調整供電給OP的電壓,作法:將供電回路先連起來,上電,此時濾波模組的輸出電壓應在+-42∼44V之間;再來量正電部分的OP座,量第7腳與地極,調整VR1,使之成為35V,因為我用OP604,它的輸入電壓差可達50V,所以調成35V,若是使用其他OP,請仔細查閱DATA sheet,勿使這個電壓大餘額定的電壓差。負電的部分,則量測另一個OP座的第四腳與地極間的壓差,調整VR21,調成-35V。調完後,關電。裝上OP,進行下面的測試。



OP裝好後,再次上電,現在則是調整穩壓模組的輸出電壓。量正電,調整VR2,使正電輸出為29∼30V;量負電,調整VR22,使負電輸出為-29∼-30V。當然兩個要調成一樣,另一個聲道依樣畫葫蘆。調好後,關電,進行下個步驟。



這個步驟算是重點,裝入LM3875放大模組。進行之前,記得將需要的電源線、訊號線先銲上模組,銲在哪兒請參考LM3875 DATA sheet。鎖上模組後,記得檢查有沒有接腳、電線與機箱接觸,因為是搭棚的,所以要注意!
接著將電源線與穩壓板輸出端相連,訊號輸入線與輸入RCA端子相連,輸出訊號線留著,等等連到喇叭保護器。



裝入喇叭保護器前,一樣,先將需要的電線銲上;電源線、接地線、由放大模組來的訊號輸出線,以及由喇保到輸出端子的喇叭線。線接好後,鎖入喇叭保護器,再將喇叭線連到喇叭輸出端子;接地線下地(下地位置在試機的部分會提,記得看到最後)。



線路連接說明:電源線--橋整的交流電輸入接到小EI變壓器的次級,EI電壓器的初級110V接開關,0V接市電水線。
環型變壓器電源--將兩顆環型變壓器的110V接到熱敏電阻的同一端,熱敏電阻的另一端則拉一線到開關,環型變壓器的0V一樣接市電水線。
喇保電源--將喇叭保護器的+端接到LM317穩壓線路的輸出電容+端,喇保的0端接緩衝模組的0端。
開機顯示LED--LED的+端串上2k歐姆電阻,接LM317穩壓線路的+端,0端接緩衝模組的0端。
電線接好後,即可固定開機緩衝模組。
各模組都裝好後,連接市電火線到開關,市電水線接到變壓器初級的0端(就是小EI變壓器前方的黑色端子座)。



裝機至此,算完成80%了,剩下20%就是檢查與調整。
檢查重點:各模組間電線連接是否穩固?電源回路是否正確?訊號回路是否正確?



檢查完成後,可以上電試機囉!插上電源線,按下開關;YA!沒爆炸、沒冒煙、LED亮了,可喜可賀!這樣表示裝機一切正常,準備試聽。
還沒還沒,試聽前,還要量量有沒輸出直流!



電表切到DCV的200m檔,接上喇叭端子,直流輸出在20mV以內,可以試聽了。


試聽

接上系統後,依序開機:Player、前級(音量關到最小)、後級。上電後約10秒,後級喇保的relay啟動,HUM~~~,一陣輕微的哼聲傳來,雖然哼聲並不大,但令人不爽!將前級音量慢慢轉大後,音樂聲流出;嘿,好清晰的感覺,聽了幾首常聽的曲子後,發現LM3875的能力不錯,各頻段表現都中規中矩;這部後級的音場定位十分出色,可能與MonoMono裝法和加裝了穩壓電源的關係吧!其他的細節,小弟再另請公証做評論,此不贅述!
聽了一陣子,對於小哼聲還是耿耿於懷,於是請教Ben大。討論的結果,Ben大認為我的地線系統未將電源部與訊號部分開,並指導小弟正確的作法。電源的部分一般都不會有錯,錯的是將訊號的地線與電源地相接了。原先小弟錯誤的接法是:將輸入與輸出的地線、喇叭保護器的接地線通通接到穩壓板的地端,這樣會出聲音沒錯,可是會哼!正確的接法是:訊號輸入的地線要接到放大模組的訊號地(在此模組裡,指的是負回授電容的接地端),輸出地線與喇保接地線則要接到放大模組的地端,而不是穩壓板的地端。
最後,再由任一穩壓板的地端拉一線下機殼,記得只能選一邊,另一邊則靠RCA端子與前級的地端相接。經過修改後,此機的哼聲完全消除。爽,感謝Ben大耐心的指導!