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耳機擴大器設計早已屢見不鮮，其中有優劣、 簡單或精密之分。 本文所介紹的設計簡單明瞭， 且構成組件易於获取，不失為優良設計。

如今想在市面上找到獨立式耳機擴大器並不容易。 這種產品確實存在，在 Hi-Fi 市場特別常見，但價格可就不夠親切了。 比起這些高端電路，本文所介紹的設計雖然略為遜色，但其構成組件容易取得，呈現的音質也絕不會令人失望。

電路

本設計採用功率擴大器類型電路，電路由獨立組件構成（請參考圖 1）。 從輸入端開始依序可見音量控制（P1，利用接頭連接）和耦合電容 (C1)、差動擴大器（T1、T2）以及位於射極分支的恆定電流源 (T3)。 T1 和 T2 之間的預設 (P2) 用於設定對稱性，換句話說，輸出電壓設為 0 伏特 DC，等同於接地電位。 若要獲得最佳音質，必須讓兩個電晶體流過相同的集電極電流。 因此，電路圖中的測試點 F 與 G 的數值幾乎相等。 流入 T1 的基極電流會形成通過 R1 的輸入偏移。 如此會使 A 點的電壓 (V(A)) 形成負電壓。 我們對此電路原型進行快速測量，得知流入 T1 的基極電流約為 3 μA。 在沒有可變電阻 P2 提供輸出偏移電壓的情況下，VO 會超過 0.2 V：

VO = (1 + R6/R5) × V(A)
VO = (1 + 10/1.5) × 0.028 = 0.215 V

圖 1: 簡易耳機擴大器電路採用易得的組件 （所示為單一通道）。

因此，讓差動擴大器稍微以不對稱的狀態運作，便可去除偏移。 這也許不是呈現理想音質的最佳方法，但此方法確實可簡化電路。

恆定電流設定

為了盡可能以直線方式驅動 T4，射極分支的電流源 (T3) 大約設為 3 mA（通過二極體 D1、D2 與電阻 R4）。 聲音訊號隨後會通往驅動級 – T4，T4 則驅動更強大的輸出電阻（T6 和 T7）。 接著再加入 C4 以提供更高的內部增益。 輸出級的靜態電流大約設為 5 mA（通過 T5 和 R9）。 假設輸出電阻的增益 (hFE) 為 50，5 mA 的電流理論上可提供直流 0.005 A×50×32 Ω = 8 Vpeak 輸入 32 Ω。 然而，恆定電流源 T5 與通過 T7 基極射極接面的電壓降低（約為 1.5 V）造成了些許限制。 R11 與 R12（R10 與 R12）周圍的分壓器也應納入計算考量。 通過負載 (RL) 的最高電壓 Vmax 就會變成

Vmax = RL / (RL + R11 + R12) × (9 – 1.5) Vmax = 4.6 Vpeak

此數值大約等同於 3.26 Vrms，與上一頁規格所示的測量值相當接近。 如此一來，電路便可產生 (3.262/32) = 330 mW 輸入 32 Ω，足以讓流行樂與搖滾樂迷樂此不疲。 耳機與較長的屏蔽電線等電容負載相連時，輸出級途中的電阻 R12 會限制輸出電流並使電路維持穩定。 如此可避免發生短路時輸出電晶體產生過熱現象。 R10 與 R11 可維持電路的對稱性。 頻寬仍然明顯高於音訊頻寬（請參考規格），並不受回授電路中 C2 的值所影響。 為了在輸入端獲得較低的轉折頻寬，我們選用 4.7 μF 的 C1。 2.2 μF 的電容（易於取得）可形成 7 Hz（20 Hz 為 –0.6 dB）的轉折頻寬，仍屬於可接受範圍。 本電路原型的測量值已示於右側電路圖中。 這些數值僅為參考指標，並非严格要求。 當然，PN 接面、電晶體的增益、規格中的電流消耗均依組件製造商而異。

實驗

如果您不介意聽到些許雜訊，可將回授迴路的阻抗提升至大約 10 kΩ（但大部分的耳機仍然不會聽到雜訊）， 作法是將並聯電路中的 R5 和 R6 提高至 10 kΩ。 此時 T1 和 T2 的基極電流會產生互補作用。 如果想進行實驗，可將 R5 和 R6 分別換成 12 kΩ 和 68 kΩ 的電阻（若要追求完美，可使用 E96 系列的 11.5 kΩ 和 76.8 kΩ 電阻）。 這種做法雖然無法獲得明顯改善，卻可減少偏移。

建構電路

本電路已設計小型印刷電路板（請參考圖 2），您可透過 [1] 訂購。 從此網站也可下載 PDF 格式的電路板配置圖。 圖 3 為組件配置圖。通常最簡單的電路建構方式為

圖 4: 電路置入 ProjectCase 後的獨特外觀。

圖 3: 簡易耳機擴大器組件配置圖。

先焊接最低的組件（電阻、二極體），再繼續安裝較高的組件（電容、電晶體、接腳）。 如果耳機為立體聲版本，則需兩個電路板；此時必須將 P1 換成立體聲電位器，如此便可同時在兩個通道上控制音量。 如果音訊源已包含音量控制，則可省去 P1（在接頭上設置跳線，或免去實際的接頭，改用電線在電路板上焊接基座的引腳 1 和引腳 2）。 本電路（包含 P1）的最低輸入阻抗為 5 kΩ（P1 設為最大音量）， 可適用於絕大多數的現代音訊源。 請注意，本電路板的去耦電容 C1 可接受的引腳間距為 5 mm 與 7.5 mm。

您可採用兩顆 9V 電池作為電源。 含 1.5 A 橋式整流器，每供電軌 8200 μF/16 V 的 2x6 V，5 VA 變壓器則是另一選擇； 此時也可選用兩組電壓調節器加以強化。 雖然使用小型散熱器可避免輸出電晶體（T6 和 T7）短路，但實際上散熱器並非必要措施。 我們決定將此電路置入 Elektor ProjectCase [2]。 這種做法十分簡易，也可呈現獨特的外觀設計，使電子組件一目瞭然（請參考圖 4）。

圖 4: 電路置入 ProjectCase 後的獨特外觀。