[耳放耳机] [设计实做]9015、9013全分立单端甲类电池供电小耳机放大器

本文分享了使用9015和9013晶体管设计的全分立单端甲类电池供电小耳机放大器的制作过程,涵盖了电路设计、元件选择及实际操作经验,旨在为HiFi爱好者提供DIY参考。

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电路如图,采用两节5号镍氢电池串联供电,也可用5号碳性或碱性电池或锂电池。推荐使用32欧姆、灵敏度大于100dB/mW的耳机。三极管已经配对好,各管hFE值标注在图纸上,实际值与标注值有少许出入。现正在进行元件布局,电池盒上带有电源开关,是用502胶水粘在电路板上的。慢慢制作,希望能够成功。

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<think>我们面对的用户意图是查找关于高甲类HiFi放电设计或相关信息,具体问题是“高甲类HiFi放电设计原理图”。需要按照任务要求进行网络搜索,然后整合信息生成回答,最后添加相关问题部分。首先,通过调用网络搜索工具检索相关关键词,如“high-endclassAHiFiheadphoneamplifiercircuitdesignschematic”等,获取权威来源(如专业音频论坛、电子设计网站、知名厂商技术文档等)的信息。根据搜索到的信息,高甲类设计的关键点包括:1.甲类大原理:工作在晶体管的线性区,导通角360°,无交越失真,但效率低、发热大。2.电拓扑:常见甲类(SEClassA)或推挽甲类(Push-PullClassA),更普遍。3.核心元件:低噪声晶体管/JFET、精密电阻、音频专用电容,电源设计需低纹波。4.设计要点:低输出阻抗(驱动耳机)、高电流输出能力、宽频响、低失真(THD<0.01%)。整合搜索到的典型电方案:-分立元件设计:如JFET输入级+MOSFET输出级的甲类结构,参考PassLabsAMB等开源设计。-集成电方案:如LME49600等高速缓冲器+甲类偏置,但高设计通常倾向分立元件。提供可操作的设计步骤(避免步骤词,用换行分隔):设计甲类需注重线性电源、低噪声大级、甲类偏置的输出级。电源部分采用环形变压器+多级滤波,稳压电使用低噪声LDO或分立稳压。大电选择JFET或BJT差分输入级,恒流源负载,电压大级采用共射/共源结构,输出级为MOSFET甲类,并加入直流伺服电消除偏移。保护电需包含过流和温度监测。示例原理图描述(不直接粘贴,整合关键信息):一个典型设计是两级大:第一级为JFET差分对(如2SK170)搭配恒流源,第二级为MOSFET(如IRF610)输出,静态电流设定在100-200mA。反馈网络使用低温度系数电阻,反馈量约20dB。输出串联低阻值电阻(如0.47Ω)作电流平衡。公式规范:涉及大电计算时,如静态电流设定公式:$$I_q=\frac{V_{bias}}{R_{source}}$$,其中$V_{bias}$为栅极偏置电压,$R_{source}$为源极电阻。代码规范:如需计算元件参数,提供Python计算示例:```python#计算甲类输出级静态电流(位mA)defcalc_quiescent_current(v_supply,r_load):#理论最大峰值电流:I_peak=V_supply/r_load#甲类工作需满足Iq>I_peaki_peak=v_supply/r_loadiq=i_peak*1.2#留20%余量returniq*1000#转换为mA#示例:±15V电源,32Ω负载iq_required=calc_quiescent_current(15,32)print(f"Requiredquiescentcurrent:{iq_required:.1f}mA")```最后生成相关问题部分,需基于用户原始问题及回答内容,列出3个相关问题。注意:所有引用信息需自然融入回答,禁止集中标注;避免第一人称;公式和代码严格按格式。</think>针对高甲类HiFi放电设计原理,结合专业音频设计规范和典型电架构,关键设计要素如下: ### 电源设计 采用低噪声线性稳压电源,双对称供电(如±15V) - 大容量滤波电容阵列(总容量≥20,000μF) - 多级RC/LC滤波网络 - 甲类偏置电流需额外30%功率余量 $$P_{diss} \geq 1.3 \times (I_q \times V_{supply})$$ 其中$I_q$为静态电流,$V_{supply}$为供电电压 ### 大级架构 **输入差分对** - JFET或低噪声BJT(如2SK170/2SJ74) - 镜像电流源负载 - 恒流源尾电流(1-3mA范围) **电压大级** - 共源共栅(Cascode)结构 - 带宽扩展补偿电容 - 工作点设定: $$V_{DS} \approx \frac{1}{2}V_{supply}$$ **输出级** - MOSFET甲类(如IRF610/IRF9610) - 静态电流设定公式: $$I_q = \frac{0.6}{R_{source}}$$ 典型值100-300mA(32Ω负载) - 热补偿偏置电 ### 关键电模块 ```text +--------------+ +---------------+ +---------------+ | 差分输入级 |------>| 电压大级 |------>| MOSFET输出级 | | (JFET对管) | | (Cascode) | | (Source输出) | +--------------+ +---------------+ +---------------+ ↑ ↑ ↑ 信号输入 频率补偿 耳机输出 ↓ ↓ 恒流源偏置 热耦合偏压 ``` ### 性能优化措施 - 直流耦合径 - 分布式退耦电容(0.1μF陶瓷+10μF钽电容组合) - 星型接地拓扑 - 输出阻抗<1Ω(使用公式计算): $$Z_{out} = \frac{1}{g_m} || R_{source}$$ - THD控制:<0.001%@1kHz ### 热管理 - 每声道≥0.5°C/W散热器 - 热敏电阻温度补偿 - 铜基板MOSFET安装 参考设计资源:Douglas Self《小信号音频设计》第11章,Pass Labs Aleph电拓扑,AMB Audio β22开源设计文档。
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