DIY 2A3和300B单端甲类胆机(设计制作篇)
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本功放采用两级电压放大,都采用SRPP电路结构。
SRPP原是为高频放大而研制的电路,现在把它用于低频放大电路,理所当然可望获得更为宽阔的频率响应。
由于三极管放大的噪声要比五极管小,所以本机两级电压放大均采用三极管。
输入级特意选用了双三极管5814A,该管相当于12AU7的高性能管,目的在于最大限度地减小输入级的放大噪声。
由于5814A的放大因数(μ)低,采用SRPP电路能够提高该级的增益和降低其输出阻抗。
第2级电压放大采用12BH7A,该管适用于音频放大、振荡和脉冲放大,因而作为低频应用具有良好的性能保证。
该级工作电流取得较大,目的是为300B提供足够驱动力。
根据图1中5814A、12BH7A阴极电压和阴极电阻,可估算它们的静态工作电流。
(1)5814A静态工作电流I=6.7(v)/3900(Ω)=0.0017(A)=1.7(mA)(2)12BH7A静态工作电流I=5.8(V)/1500(Ω)=0.0038(A)=3.8(mA)上述两级电压放大的最大输出电压(削波点前)达到90V,足以满足推动300B的需要。
此外,两级电压放大级的噪声小,失真低,为整机采用无负反馈放大奠定了基础。
功率输出级300B采用初级阻抗为3.5k Ω的输出变压器,从图l中实测阴极电压可知其静态电流为I=64(V)/1000(Ω)=0.064(A)=64(mA)由此可见,300B的工作状态介于附表所示两种工作状态之间。
根据阴极电压可以估算出300B栅极推动电压为U=64(V)×0.7=44-8(V)≈45(V)。
显然,该值比电压放大级最大输出电压小得多,这有利于300B 获得足够的驱动且失真也较低。
300B栅极与输入级阴极之间的680k Ω(2W)电阻是电压放大级之间的负反馈电阻,可减小电压增益200左右,也能降低一些电压放大级的失真。
为了监视输出级工作电流,300B阴极经100kΩ电阻串有一只1mA电流表。
这样一来,使该电流表转换成100V电压表,由于300B阴极电阻为lkΩ,每伏读数相当于lmA电流。
DIY 2A3和300B单端甲类胆机(设计制作篇)一直想做一台2A3和300B通用单端胆机,可以将1993年购买的2A3用起来,而且刚把300B推挽机改为EL34和KT88通用推挽机(见《老树发新芽-2A3和300B推挽胆机》),换下了1992年版的曙光300B。
从设计和修改电路、购买半成品机箱、设计制作变压器和扼流圈,到实际动手制作安装调试,花了一年多的业余时间,到2013年10月完成。
之后两年多时间里又修改四次。
现在信噪比约90db,耳朵紧贴音箱才可听到一点非常轻微的哼声,稍微离开一点就听不到了。
听感:中高频很好,尤其中频失真很小,低频厚实而富有弹性。
一、设计线路本机电路图如下:乍一看,此电路电源是CLC滤波,然而第一个电容取值很小(0.68uf),只起到了使输出电压在0.9Vin~1.414Vin之间调节的作用。
带负载的情况下,Vin=352V和403V时,V out=308V和355V表明:Vout=0.88Vin,因此,其实仍是LC滤波。
最初LC滤波并没有采用聚丙烯电容与电解电容混合并联,而是用多个聚丙烯电容并联成180uf,结果通电试机感到哼声比较大,离音箱1米才听不到,而且不受音量电位器控制。
很明显,哼声来源于电源和输出级。
于是利用机箱剩余空间,增加了多个开关电源用的电解电容并联,使每声道总容量达到710uf。
用于开关电源的电解电容具有更小的ESR。
下面从理论上估算电源哼声的大小。
Vin=352VL=10HC=530uf+180uf=710ufV~= Vin/3.7LC=352/3.7×10×710=0.0134V=13.4mV功率管内阻ra与阳极负载RL(输出变压器)构成分压器,所以输出管2A3阳极处脉动电压:Va~=(ra×V~)/(ra+RL)=800×13.4mV/(800+2500)=3.25mV输出变压器只响应绕组两端的电压,因此它得到的哼声是:13.4mV—3.25mV=10.15mV在满输出之下,2A3的电压摆幅为92Vrms,信噪比S/N=20㏒(92/0.01015)=79.15db信噪比约80db,意味着靠近音箱仍可听到哼声。
2A3与300B通用放大器的制作看了这个题目,读者会问,2A3、300B是特性不同的两款直热式三极功率放大管,怎么能在一个电路上通用呢?是的,请听慢慢道来。
笔者起初制作了一台2A3的单端输出功率放大器,线路见图1,后来发现只要稍改动一下灯丝电路,用300B 也可以工作,后来就成为300B单端输出功放了,并且可以两管通用。
300B是众口皆碑的直热式三极功率放大管,有“胆球之皇”的美称,本来早就想制作一台,听听300B的音色,但由于300B的价格不菲,暂时还未拥有。
然而手中有一对2A3可以先用,以后再改用300B。
2A3是古老的专为音频领域设计的直热式功率放大三极管,音色甜美,胆味很浓,古老的电子管机都用2A3作功率放大。
随即便焊了一台4W的2A3单端机。
其实从2A3、300B的典型线路便可看出,只要稍加改动或者加一只开关就可以随时由2A3改为300B,或由300B改为2A3,非常方便,如果用电烙铁2~3分钟即可完成。
2A3与300B的音色不一样,2A3的中音丰润,低音也不俗,听女声或弦乐十分耐听,音乐感强,而300B 的高、中音明亮,有人称300B的堂音好,音乐感强,但低音不如2A3。
用此线路想听300B或2A3,随时可换,有条件者不妨试试,定会让你享尽耳福。
2A3、300B管特性如左下表。
制作此机的关键是要有通用的元件,电源变压器是用旧250W E1型变压器改制的,次级高压有一组140+50V 200mA的绕组,灯线有5V3A三组供300B和整流管用,6.3V3A二组供电压放大及推动级电子管用。
直热式三极功放管作单端输出时,两只三极管的灯丝不能共用一组电源供电,否则会有共阴极现象发生,对音乐感、音场、立体感等都有影响,所以用2A3时,灯丝供电要5V3A的绕组用电阻降压的方法进行,计算公式用,即=1Ω,降低电阻的散热功率要足够大,要5~10W的,本机用7W的。
2A3的屏压250V,可用到300V,300B屏压也是300V,但可用到400V,为了两者兼顾,B+直流高压取交流140V经倍压整流后得到300V 左右的高压再滤波。
2A3单端胆机制作来源:更新时间:07-06-27 23:54(本文由12ax7发布于HIFIDIY论坛,未经允许,严禁转载)这部2A3单端的前身原本是一部耳放,烧耳机也有好几年了,耳放做了不少,从最初的运放、运放+扩流、场效应管单端、6N6、EL84等阴极输出,到6V6牛输出单端,烧到最后,想以一部2A3直热单端耳放作为终结,筹划了很长时间,等机器装得差不多了,对耳机系统的烧度却降下来了。
这期间经历了一些人生变故,对发烧的认识也有了不少变化,而在客观环境上玩音箱的条件也不经意地成熟起来,对全频单元的兴趣在被压制了两年后终于可以变成现实了。
正好赶上耳机坛又一轮FOSTEX单元团购,于是就订了一对FE108EZ。
直热三极管单端+全频,是被很多前辈和烧友认可的较理想配置,看着自己还没调完的2A3耳放,经过一番并不太激烈的思想斗争,我决定把它改成一台单端功放。
好在电源牛、灯丝牛、扼流圈都可以留用,机箱作些小改动即可。
输出牛肯定要换,在材料网上找陈团长又订了一对2.5K:8的15W单端牛。
做耳放时,考虑到HD650所需的功率很小,并不需要2A3满功率输出,所以只用了一级6922共阴放大来推,现在改为推箱子的功放,就需要认真选择一下推动级的线路了。
我在网上收集了很多2A3单端的线路,查看了各论坛里关于这方面的讨论,经过纸上谈兵式的对比,加上我自己的一些偏好(比如喜欢用小九脚管、不喜欢并管等等),最终决定先做这样的前级线路:12AX7共阴放大、直耦12AU7阴极输出、然后电容耦合2A3。
网上搜来的线路中,这两张比较接近,只不过他用的是8脚的6SL7,我改用小9脚管而已。
我的实做线路如下:2A3这部分没什么特殊,都是按250V屏压、-45V栅负压、2.5K输出阻抗、3.5W 输出功率等标准参数来设计的,2A3的阴极电阻没弄到合适的,就用两只10W 的DALE金属膜电阻串联,阻值大约820左右。
在做耳放时我用了灯丝平衡电位器,但还是不能把交流声降到我满意的程度,后来准备改用直流灯丝,但还没等实施,大计划就变了。
DIY 2A3和300B单端甲类胆机(设计制作篇)一直想做一台2A3和300B通用单端胆机,可以将1993年购买的2A3用起来,而且刚把300B推挽机改为EL34和KT88通用推挽机(见《老树发新芽-2A3和300B推挽胆机》),换下了1992年版的曙光300B。
从设计和修改电路、购买半成品机箱、设计制作变压器和扼流圈,到实际动手制作安装调试,花了一年多的业余时间,到2013年10月完成。
之后两年多时间里又修改四次。
现在信噪比约90db,耳朵紧贴音箱才可听到一点非常轻微的哼声,稍微离开一点就听不到了。
听感:中高频很好,尤其中频失真很小,低频厚实而富有弹性。
一、设计线路本机电路图如下:乍一看,此电路电源是CLC滤波,然而第一个电容取值很小(0.68uf),只起到了使输出电压在0.9Vin~1.414Vin之间调节的作用。
带负载的情况下,Vin=352V和403V时,V out=308V和355V表明:Vout=0.88Vin,因此,其实仍是LC滤波。
最初LC滤波并没有采用聚丙烯电容与电解电容混合并联,而是用多个聚丙烯电容并联成180uf,结果通电试机感到哼声比较大,离音箱1米才听不到,而且不受音量电位器控制。
很明显,哼声来源于电源和输出级。
于是利用机箱剩余空间,增加了多个开关电源用的电解电容并联,使每声道总容量达到710uf。
用于开关电源的电解电容具有更小的ESR。
下面从理论上估算电源哼声的大小。
Vin=352VL=10HC=530uf+180uf=710ufV~= Vin/3.7LC=352/3.7×10×710=0.0134V=13.4mV功率管内阻ra与阳极负载RL(输出变压器)构成分压器,所以输出管2A3阳极处脉动电压:Va~=(ra×V~)/(ra+RL)=800×13.4mV/(800+2500)=3.25mV输出变压器只响应绕组两端的电压,因此它得到的哼声是:13.4mV—3.25mV=10.15mV在满输出之下,2A3的电压摆幅为92Vrms,信噪比S/N=20㏒(92/0.01015)=79.15db信噪比约80db,意味着靠近音箱仍可听到哼声。
300B单端胆机的实作简洁至上,只要在推动力足够的前提下,尽量减少放大器的级数,这是笔者制作线路的基本原则。
说到300B,玩电子管的都知道有多种线路,也实作过多种线路。
在制作过多款线路之后,笔者感觉有一款线路无论从实听效果还是线路结构上来说都是非常不错的,因此笔者特地把它写了出来,希望喜爱300B的读者能享受到其中的乐趣。
一.原理简介甲类单端作为一种古老、低效、功耗大的放大器,它依然以其独特而难以抗拒的魅力吸引着无数的音响爱好者。
无论甲类石机还是甲类胆机,笔者对它们均情有独钟。
大家都知道.一个放大器如果它的放大级数太多的话,无论你采取任何一种方式来减少失真,它的失真总的来说绝对要比级数少的要大,而且放大的级数愈多,相移的可能性就越大,通频带就会越窄。
本文所介绍的是一款两级的单端放大器,它就很好地避免了以上的一些情况。
大家都清楚,电压放大级的主要作用就是将音频信号放大到足够的振幅,以达到能够推动末级功率放大的目的,这就需要电压放大级首先应有足够的放大倍数,即能达到整个音频放大器所需要的灵敏度,其次还需要频率特性均匀,以及放大后的信号不失真。
由于五极管具有放大系数大、驱动力较强等特点,因此本机电压放大级就选择了五极管。
由于6J4P的特性曲线、屏压、屏流以及放大系数均较符合做本机的电压放大级,因此笔者选择了6J4P作本机的推动管(图1为6J4P特性曲线图)。
一般来说五极管的失真比三极管要大一些,但是通过正确的设计和必要的措施,无论从实听还是从测试指标上来说,五极管并不逊色于三极管。
功率放大则由300B担任,(具体的电路原理见图2),(图3为300B的特性曲线图)。
Rg1为电压放大级的栅极电阻,Rg2为功率放大级的栅极电阻,这一栅极电阻有两个作用:一是:使下一级的电子管能将栅偏压Eg通过Rg加到栅极上去,即作为Eg的直流通路,同时下一级电子管内电子从阴极流向屏极的过程中,或多或少总有一些电子落到栅极上,Rg就给这些电子一个直流通路,使栅极的电位不至于越来越负从而影响放大器的正常工作,因此栅极电阻又叫栅漏电阻;作用二是:将屏极回路输出的交流信号Rg电阻的取值不宜过大也不宜过小,当该电阻过大时,电子从栅电压送到下一级去。
2A3单端胆机制作来源:更新时间:07-06-27 23:54(本文由12ax7发布于HIFIDIY论坛,未经允许,严禁转载)这部2A3单端的前身原本是一部耳放,烧耳机也有好几年了,耳放做了不少,从最初的运放、运放+扩流、场效应管单端、6N6、EL84等阴极输出,到6V6牛输出单端,烧到最后,想以一部2A3直热单端耳放作为终结,筹划了很长时间,等机器装得差不多了,对耳机系统的烧度却降下来了。
这期间经历了一些人生变故,对发烧的认识也有了不少变化,而在客观环境上玩音箱的条件也不经意地成熟起来,对全频单元的兴趣在被压制了两年后终于可以变成现实了。
正好赶上耳机坛又一轮FOSTEX单元团购,于是就订了一对FE108EZ。
直热三极管单端+全频,是被很多前辈和烧友认可的较理想配置,看着自己还没调完的2A3耳放,经过一番并不太激烈的思想斗争,我决定把它改成一台单端功放。
好在电源牛、灯丝牛、扼流圈都可以留用,机箱作些小改动即可。
输出牛肯定要换,在材料网上找陈团长又订了一对2.5K:8的15W单端牛。
做耳放时,考虑到HD650所需的功率很小,并不需要2A3满功率输出,所以只用了一级6922共阴放大来推,现在改为推箱子的功放,就需要认真选择一下推动级的线路了。
我在网上收集了很多2A3单端的线路,查看了各论坛里关于这方面的讨论,经过纸上谈兵式的对比,加上我自己的一些偏好(比如喜欢用小九脚管、不喜欢并管等等),最终决定先做这样的前级线路:12AX7共阴放大、直耦12AU7阴极输出、然后电容耦合2A3。
网上搜来的线路中,这两张比较接近,只不过他用的是8脚的6SL7,我改用小9脚管而已。
我的实做线路如下:2A3这部分没什么特殊,都是按250V屏压、-45V栅负压、2.5K输出阻抗、3.5W 输出功率等标准参数来设计的,2A3的阴极电阻没弄到合适的,就用两只10W 的DALE金属膜电阻串联,阻值大约820左右。
在做耳放时我用了灯丝平衡电位器,但还是不能把交流声降到我满意的程度,后来准备改用直流灯丝,但还没等实施,大计划就变了。
精益求精2A3单端胆机制作
面板上的元件基本搞定,来张整体图,由于采用了6mm厚的面板,减震板和电位器固定螺丝以及小电源板的固定都使用了盲孔安装,这样面板的正面看上去就整洁多了。
顺利开机出声!首先关心的就是底噪哼声,调整平衡电位器后噪音非常满意,耳朵贴喇叭防尘罩上才能听到哼声,离开几公分就听不到了。
用失真仪测了下输出噪音电平,音量电位器关闭的时候只有0.65mv,全开的时候1.16mv,作为直热管已是很好的指标,了却心中一大顾虑。
方波测试:
输出电平超过15V的时候出现削波:
前面的测试,音量最大的时候,有1.16mv底噪,后来又更换了电压级小管的灯丝接地,具体看下图,由原来的0V端接地改为6.3V端接地,底噪在音量最小和最大的时候,都保持在0.67mv,完美!
整流管换上后低频细腻很多,层次感也增强了,就是压降比原来的多了几伏,屏压242V ,后面2A3慢慢淘吧,RCA有好多种,不好选啊~
100Hz和20Hz方波图:
再来几张完工图:
有网友说这台机器的功率小了,不过用来推灵敏度高点的箱子正好嘛!。
DIY 【1 】2A3和300B单端甲类胆机(设计制造篇)一向想做一台2A3和300B通用单端胆机,可以将1993年购置的2A3用起来,并且刚把300B推挽机改为EL34和KT88通用推挽机(见《老树发新芽-2A3和300B推挽胆机》),换下了1992年版的曙光300B.从设计和修正电路.购置半成品机箱.设计制造变压器和扼流圈,到现实着手制造装配调试,花了一年多的业余时光,到2013年10月完成.之后两年多时光里又修正四次.如今信噪比约90db,耳朵紧贴音箱才可听到一点异常稍微的哼声,稍微分开一点就听不到了.听感:中高频很好,尤个中频掉真很小,低频厚实而富有弹性.一.设计线路本机电路图如下:乍一看,此电路电源是CLC滤波,然而第一个电容取值很小(0.68uf),只起到了使输出电压在0.9Vin~1.414Vin之间调节的感化.带负载的情形下,Vin=352V和403V 时,Vout=308V和355V标明:,是以,其实仍是LC滤波.最初LC滤波并没有采取聚丙烯电容与电解电容混归并联,而是用多个聚丙烯电容并联成180uf,成果通电试机觉得哼声比较大,离音箱1米才听不到,并且不受音量电位器掌握.很显著,哼声起源于电源和输出级.于是应用机箱残剩空间,增长了多个开关电源用的电解电容并联,使每声道总容量达到710uf.用于开关电源的电解电容具有更小的ESR.下面从理论上估算电源哼声的大小.Vin=352VL=10HC=530uf+180uf=710uf×10×功率管内阻ra与阳极负载RL(输出变压器)构成分压器,所以输出管2A3阳极处脉动电压:Va~=(ra×V~)/(ra+RL)=800×输出变压器只响应绕组两头的电压,是以它得到的哼声是:—在满输出之下,2A3的电压摆幅为92Vrms,信噪比S/N=20㏒1015)=7db信噪比约80db,意味着接近音箱仍可听到哼声.为了进一步进步信噪比,须要给驱动级和输出级的电源增设一级LC滤波.只要这一级滤波器在100HZ处有20.5db的衰减,就可令信噪比进步到100db.20db的换算为比率是25:1,所以请求增设的这级LC滤波器AC分压比是Xl/Xc=25.假如采取180uf电容,则扼流圈只需达到1H就已足够.同时要留意采取内阻(直流电阻)尽量小的扼流圈,以削减直流电压降.我现实采取 1.5H~1.8H,Rdc=26欧的扼流圈,在70mA电流下的直流压降仅为1.8V,不会影响电子管本来的工作点.依据2A3与300B通用亲睦声.耐用.不极限应用的原则,线路参数设计盘算如下:(1)电源部分(a)阁下声道的高压供电分为两组自力的绕组,采取两个整流管.两个扼流圈.两组电容器进行整流滤波.不采取CLC滤波,采取LC滤波,使整流电压中的交换成分绝大部分降在扼流圈两头(实测有100多伏),下降输出电压紋波,但电源效力较低.(b)300B的高压B+为直流365V,减去输出变压器(直流电阻约100欧姆)的直流压降约7~8V和300B阴极偏压60V,300B的工作电压是手册划定尺度电压300V阁下;2A3的高压B+定为直流300V,减去输出变压器的直流压降约7V和2A3阴极偏压45V,2A3的工作电压是手册划定尺度电压250V阁下.两个整流管采取旁热式的CV2748(5AR4),削减对直热式2A3.300B的冲击.(c)电源变压器给300B供电的次级高压为交换405V,给2A3供电的次级高压为交换355V.用两个继电器(每个继电器内有两组10A转换触头)对405V和355V电压的4个抽头进行切换.(d)300B和2A3的灯丝采取交换供电,用1个继电器(每个继电器内有两组10A 转换触头)对5V和2.5V电压的2个抽头进行切换.(e)滤波电容采取聚丙烯电容和电解电容组归并联,个中美国EC的5MP和法国苏伦MKP无感金属化聚丙烯电容并联成两组140uf..美国EC的5MP电容的机能指标:类型:metallized Polypropylene(金属化聚丙烯)应用:工业和军用级开关电源机能:相对电解电容,较好的电气机能,没有“Roll-off”电容漂移,ESR:4毫欧,共识频率:1065KH,纹波电流:30amps,容值高达50uf,过压呵护:200%;完美的稳固性,低电介质接收(f)输入级管子的阳极工作电压用两个OB2(WY2)串联进行稳压(215V).电子管稳压可以使低频大讯号强劲有力,防止振铃,清除的感到.稳压后经10K阳极负载电阻降压至150V作为6J5GT(L63)的阳极电压.稳压限流电阻的选择盘算如下图:最后选用7.2K(10W).(2)线路部分(a)输入级的共阴极放大管不必6SN7GT,而用它的单管类型6J5GT(欧洲马可尼公司临盆的型号是L63),两声道两个输入管,互不干扰.(b)功率管采取2A3时,推进级的SRPP放大管用6SN7GT..这是因为依据Morgan Jones所著《电子管放大器》中结论:6SN7GT的原生掉真是合实用作驱动级的电子管中最低的,并且在150V阳压下,栅负电压为-4V,实测音量调节后输入交换3.5V旌旗灯号电压时,经SRPP放大后输出的不掉真推进电压是交换60V,知足推进2A3至满功率输出的须要.(c)功率管采取300B时,推进级的SRPP放大管可用6SN7GT,也可用5687,用克己的转换座实现.依据Morgan Jones《电子管放大器》,5687的原生掉真也很低,仅排在6SN7GT之后,其2次谐波掉真仅比6SN7GT高1db,3次谐波掉真虽比6SN7GT高13db,但低于E182CC.E288CC.ECC82等约2~16db.在180V阳压下,5687栅负电压为-7V,实测音量调节后输入交换5V旌旗灯号电压时,经放大后输出的不掉真推进电压是交换85V,知足推进300B的须要.(d)2A3与300B转换时,用1个继电器(每个继电器内有两组10A转换触头)对750欧和1000欧阴极电阻的2个抽头进行切换,实现阴极电阻的阻值转换.(e)EF184.E180F三极管接法时,单级可推进2A3和300B,是以应用6J5GT的空余管脚,接上EF184的阴极电阻,再克己转换座,并设置开关心除SRPP推进级.实测旌旗灯号电平1.7V时,EF184输出的交换电压达到80V,足以推进300B.(3)元件参数部分1、功率级输出变压器:初级阻抗采取2.5K.因为300B的参数手册上,300V屏压下的负载阻抗是3K,2A3的参数手册上,250V屏压下的负载阻抗是2.5K.斟酌到将会以应用2A3为主,所以采取2.5K.2、各级电子管的阴极偏置电阻:必须设计盘算,使其工作在栅压-屏流曲线直线段的中央地位,这就是A类放大的工作点.a)输入级6J5GT工作点阴极偏置电阻选用620欧.如想进一步进步输入管的线性规模,还可以选择430欧的阴极电阻,此时Vg=-3.4V,在150V阳极电压下,阳极电流8mA.因为调节性滤波电容最终由0.7uf 增大为1uf,所以增长2mA电流应当不至于影响输入级稳压管正常点亮工作.因为6J5GT阳极电阻不大(10K),可以预期其负载线比较峻峭,有可能产生掉真,所以在选择了工作点今后必须验证它的最大不掉真输出电压摆幅.先做6J5GT负载线:在6J5GT阳极电压Va.电流Ia与栅极电压Vg关系曲线图横轴上找到高压Vht=215V (即稳压管稳固电压)那一点;再求出在高压Vht =215V下,负载电阻RL=10K时的阳极电流:Iam=Vht/RL=215/10=21.5mA.衔接这两点做出RL=10K的负载线,正好经由过程工作点Q:Va=150V,Ia=6.2mA,果真很峻峭,如下图中的黑线.沿负载线向左,将栅极电压接近消失栅流的Vg=0V以前的Vg=-1V作为电压摆幅的限制点,对应电压是115V.沿负载线向右,一向到Vht=215V都没有限制点.于是:最大不掉真输出电压摆幅峰峰值是工作点电压与饱和限制点电压的差值的2倍:Vp-p=2×(150-115)=70V,最大不掉真输出电压摆幅交换有用值:Vrsm=Vp-p/2√因为本机调试时测得:输入现代音源尺度交换 2.0V旌旗灯号电日常平凡,6J5GT的输出电压是交换有用值21.76V,小于最大不掉真输出电压摆幅的交换有用值24.75V,所以不会产生掉真,阳极负载电阻RL及工作点阴极电阻Rk都是合适的.为了进步输入管的线性规模和不掉真输出电压幅值,可以选择560欧的阴极电阻,并且撤消稳压,阳极负载电阻增大为17K,使输入督工作点改为:Va=175V,Ia=8mA,Vg=-4.5V,此时V HT=310V,Iam=V HT/RL=310//17=18.3mA,做出负载线如上图中的红线,正好过工作点Q.Vp-p=2×(175-122)=106V,最大不掉真输出电压摆幅交换有用值:Vrsm=Vp-p/2√2=106/2.828=37.5V.此计划作为备用计划.6J5GT阴极电阻双方并联的交换旁路电容不但影响增益,并且其容量大小对低端频响有很大影响.我进行了盘算,看在本线路工作点前提下,用多大容量合适.依据Morgan Jones的著作《电子管放大器》一书,电子管本身的阴极等效电阻为:rk=(R L+ra)/(u+1)本线路中,R L=10K.电子管的ra和u的值将随阳极静态工作电流大小而变更,不克不及直接套用手册值.在电子管特征曲线图上作图得出,在Ia=6mA下,ra=9k,u=20,见下图:把作图求出的参数代入上式:rk=阴极等效阴极交换电阻rk与阴极偏置电阻Rk是并联关系,阴极总电阻:rk′=r k‖R k×Morgan Jones在《电子管放大器》一书中指出:“放大器要有优越的低频响应,不止靠准确的幅度响应,还须要相位和瞬态响应所受的影响最小,而相位和瞬态响应涉及的低频端比截止频率低10倍,所以平日将截止频率f-3db拔取为1HZ.”于是,与RK并联的交换旁路电容的容量为:Ck=1/2∏f-3db rk′=1/2××1×.我选用了470uf/16V瑞典长寿命电容,型号:PEG124.b)推进级6SN7GT和5687的工作点假如换管时阴极电阻也要跟着换,就比较麻烦,掉去了换管的乐趣,也不会随意马虎换管.最好是有一个两管和两种工作电压都通用的阴极电阻.应用栅压-屏流曲线作图,在365V和310V电压下,竟然正好有6SN7GT和5687都实用阴极电阻:620欧.6SN7GT的Vg-Ia曲线图,两种电压下的两个工作点用Q1和Q2标在图中.5687的Vg-Ia曲线图,两种电压下的两个工作点用Q1和Q2标在图中.SRPP电路的阴极交换旁路电容须要盘算在本线路工作点前提下用多大容量合适.Morgan Jones的著作《电子管放大器》指出:“SRPP电路中,上臂管子的阴极电阻Rk 是下臂管子的R L,因为其阻值相当低,这意味着确定有Av<u.”据此,下臂管子的R L=Rk.因为6J5GT相当于半个6SN7GT,所以在6SN7GT电子管特征曲线图上作图,得到与6J5GT 雷同的成果:在Ia=6mA下,ra=9k,u=20,rk=(R L+rark′=r k‖R k=(458×取f-3db=1HZ,则与RK并联的交换旁路电容的容量为:Ck=1/2∏f-3db rk′=1/2××10×263.4=604uf最接近的电容尺度值是680uf.我选用了从丹麦军用通讯装备上拆机的银壳680uf/10V 钽电解(实测1000 uf)和国产上海牌680uf/6.3V钽电解(实测980uf).c)功率管2A3和300B的工作点因为阳极电压和阴极偏置电阻都按尺度值设置,所以可以预期工作点也在尺度地位上.复核如下:1)300B工作点:因为300B的Va-Vg-Ia特征曲线图没有给出负载线,所以用数值逼近法作出2.5K的负载线:Va=475V,Ia=188mA.沿着负载线向左,与Vg=0V的交点处,Va=112V:沿着负载线向右,与Vg=-120V的交点处,Va=450V:所以阳极交换电压摆幅的峰峰值是Vpp=450V-112V=338V,交换有用值是Vpp/2√2=119.5Vrms.输出功率P=V2/R=1202西电300B手册上,在阳极电压300V,阳极电流60mA下给出的输出功率是6W.2)2A3的工作点:在2A3的Va-Vg-Ia特征曲线图上,从工作点沿着负载线向左,与Vg=0V的交点处,Va=105V:沿着负载线向右,与Vg=-87V的交点处,Va=365V:所以阳极交换电压摆幅的峰峰值是Vpp=365V-105V=260V,交换有用值是Vpp/2√2=92Vrms.输出功率P=V2/R=922RCA的2A3手册上,在阳极电压250V,阳极电流60mA下给出的输出功率是3.5W.英国Audio Note Kit 1功放输出管的阴极交换旁路电容的容量是220uf,同理,也须要校验在本线路工作点前提下是否合适.因为本线路输出管的Va.Vg.Ia.R L,R L=2500欧姆,Rk=750欧姆,等效阴极交换电阻:rk=(R L+ra)/(u+1)阴极总电阻:rk′=r k‖R k×750)/(634.6+750)设定f-3db=1HZ与RK并联的交换旁路电容的容量为:Ck=1/2∏f-3db rk′=1/2××1×343.7=463uf最接近463uf的电容容量尺度值是470uf.我在8个220uf/100V瑞典PEG124长寿命电容中,实测遴选容量230uf阁下的,两只并联成约460uf.二.设计制造变压器和扼流圈1.电源变压器初级:220V加屏障次级:400-340-0-340-400(V)(0.18A)——L声道B电400-340-0-340-400(V)(0.18A)——R声道B电0-2.5-5(V)(3A)——L声道300B&2A3 的A电0-2.5-5(V)(3A)——R声道300B&2A3的A电0-6.3(V)(3A)——前级(6J5+6SN7)×2或(EF37A+5687)×2的A电0-5(V)(5A)——5Z4P×2的A电采取武钢H12 35WW270全新退火片,磁通17000,114×95,舌宽38, 0.35片厚,叠厚70mm,截面26.6c㎡.但是武钢H12的概况绝缘不好,直接叠片可能产生涡流,造成较大的铁损,于是又买了一半叠厚(35mm)的日本Z11硅钢片,与武钢H12穿插应用,剩下的武钢片只能丢弃.盘算时取磁通12500,从盘算图查出截面26.6c ㎡的变压器功率425W,每伏圈数1.37N/V,取1.4N/V.电流密度j=2.5A/m ㎡时,d=2××j)1/2×(I)1/2 电流密度j=3.0A/m ㎡时,d=2××j)1/2×(I)1/2 一般电源变压器电流密度取j=3.0A/m ㎡38×70骨架尺寸如下:窗口尺寸:宽即可绕线圈厚度(74.6-42.8)÷2=15.9㎜,长51㎜(1) 初级高压220V,1.37N/V,301匝×(1.9)1/2=0.896㎜,取0.9㎜,S=0.636m ㎡查表,0.9㎜漆包线最大外径0.99㎜,51.8㎜长度可绕51÷0.99=51.5匝,取51匝,330匝绕301÷51=5.9层,5㎜,厚度6×(0.99+0.05)=6.42㎜屏障层厚度0.2㎜,两侧垫5×2=0.3㎜,初级厚度6.42+0.5=6.92㎜骨架内尺寸周长(42.8㎜+73.7㎜)×2=233㎜初级线圈一匝平均长度=233㎜+6.42㎜××301匝=74m ,留20%余量74×××90=0.510㎏,现实买了0.57㎏(2)次级高压800V×2, 1.37N/V,1097×2=2193匝1/2=0.31㎜, 电流0.2A(200mA),×(0.2)查表,0.31㎜漆包线最大外径0.36㎜,51㎜长度可绕51÷0.36=142匝,2193 匝绕2193÷142=15.44层,取16层,层间垫绝缘5㎜,绕组间垫绝缘0.15㎜,厚16×(0.36+0.05)+0.15=6.71㎜.×次级线圈一匝平均长度=261㎜+6.71㎜××2193匝=603m ,留20%余量603×1.2=724mS=0.0755m㎡××724= 0.486㎏,现实买了0.5㎏2+6.71=13.63㎜(3)次级灯丝5V×3, 1.37N/V,21匝×1,1.5N/V,9匝合计:30匝1/2=1.45㎜,最大外径1.56㎜,S=1.65m㎡,51㎜长度可绕51÷1.56=33匝,一×(5)层可绕下.绕组间垫绝缘0.15㎜,外包绝缘层0.3㎜,厚度1.56+0.15+0.3=2.01㎜线包总厚度=(1)+(2)+(3)=13.63+2.01=15.64㎜,窗口宽度15.9㎜,另有0.24㎜余量,OK.高压绕好后线包外周长:(42.8+12)×2+(73.3+12)×32匝××1.2=10.8m,取11米××11=0.161㎏,现实买了0.16㎏已知前提: 1.初级电压(V1)220.00 伏特2.功率(P)350.00 瓦3.次级高压电压(V2)1620.00 伏特4.次级高压电流(I2)180.00 毫安5.次级低压电压(V3)21.30 伏特6.次级低压电流(I3)4000.00 毫安7.填入估量铁心导磁率(6000-12000)12500.00 高斯8.铁心面积:(ST)26.26 平方厘米盘算: 1.每伏特匝数(N) 1.37 匝/每伏特2.初级匝数(N1)301.60 匝3.次级高压匝数(N2)2220.87 匝4.次级低压匝数(N3)29.20 匝5.初级线直径0.92 毫米6.次级高压线直径0.31 毫米7.次级低压线直径 1.45 毫米2.10H/200mA扼流圈实测铁芯78×65×32(㎜),是舌宽22㎜的EI22×32铁芯c㎡4㎡窗口面积:39㎜×14㎜=546m㎡=5.46c㎡去掉落线圈骨架占用空间,可绕线的窗口面积:35㎜×12㎜=420m㎡=4.20c㎡m㎡时,线径是0.7乘以电流(A)的开平方,即:××=0.35㎜)1㎜漆包线,加漆包0.05㎜,现实线径0.36㎜,则窗口宽度35㎜,一层绕35㎜/0.36㎜=97.2圈;层间不垫纸,则窗口厚度12㎜,可排下:12㎜/0.36㎜=33层; 总计可绕97×33=3201圈.每圈平均长度=骨架截面周长+线包厚度×2=(26×2+35×2)+12×2=146㎜ 每只扼流圈用线长度=3201圈×0.146米=467米,2只934米. 盘算每个扼流圈直流电阻:R =ρ×L/S 式中,L =导线长度,单位:米, S =导线截面,单位:m ㎡,线径d=0.31㎜,r=0.155㎜,S=0.0755m ㎡ R=2×467÷气隙:现实垫了一张咭片厚度,约0.3㎜. 盘算电感量:L=uN 2S/l 公式中u :铁芯导磁率(H/m )——1(H/m )=T/(A/m),10000Gs=795,773(A/m)=1T 10000Gs =0.01257(H/m )滤波扼流圈的铁芯体积V.线圈匝数N 和空气隙lg,是由三个有互相关系的电气参数,即:电感量L.直流磁化电流I 和线圈两头的交换的电压U~而决议的.滤波扼流圈的磁路是由铁芯的磁长度1和空气隙lg 两部分构成.固然磁路长度大于空气隙lg,但这两部分是不克不及直接相加的.因为这两部分的导磁率μ是不合的,在空气隙中的导磁率是1,而在铁芯中的导磁率视铁芯的饱和程度而定.磁中有空气隙的,其有用导磁率μe 一般在100~1000,削减10~100倍.按保守的削减100倍盘算,由此,磁通密度10000Gs 铁芯的导磁率:u=(H/m )l :铁芯平均磁路长度(m ).铁心是大EI22铁芯,即只有舌宽是22,外尺寸与EI26雷同, Lc=[(78+68)+(39+14)×2]÷2 =0.126m,查表雷同. N :线圈匝数=3201S :铁芯磁回路截面积(㎡)4㎡ 盘算值L= uN 2S/7×(3201) 2×÷如铁芯是舌宽26,叠厚32㎜ c ㎡ 盘算值L= uN 2S/7×(3201) 2×÷3.输出变压器铁芯规格:114×mm 片厚,叠厚60mm.德国进口高磁导率.高磁饱和强度,低矫顽率E 型铁芯初级/次级阻抗:2.5KΩ/6Ω,8Ω初级铜阻:90Ω,次级铜阻0.45Ω(8Ω段情形温度25°测试)电感量: 参加直流DC60mA----37H 参加直流效力:>92%频响:8.7Hz--50KHz (-1dB ),以1KHz 0dB 为参考点.相位:20Hz--16.74°,20KHz--14.67°,40KHz--28.31°,以1KHz 0.34°为参考点. 变压器本身频率响应的测试a) 幅频特征测试低频端高频端b) 相频特征测试20HZ20KHZ(3)方波频响测试左20HZ左1000HZ左10KHZ左20KHZ右20HZ右1000HZ 右10KHZ右20KHZ (4)阻抗测试(5)绕制电源变压器和扼流圈电源变压器和扼流圈做好落后行了带额定负荷试验.图片中的集束电灯泡和电阻是试验所用的负载.三.装配买了一个半成品机箱,来时开好了电源变压器方孔.功率管孔.面板旋钮孔以及机后的接线柱和插座孔,其他电子管装配孔.电流表装配须要本身开.装配时尤其留意要使输出变压器与电源变压器铁芯互相垂直,下图中电源变压器是卧式装配的,则输出变压器只能立式装配,以防止受电源变压器的漏磁干扰.接线按照通例,一点接地点即接机箱外壳点选在旌旗灯号输入插座处,并且用1.5平方软线引到输入级和推进级电子管的接地母线上,旌旗灯号线屏障层在插座处那一端接地,在输入电子管这一端不接地,如两头接地将会引入较大噪声,其他不久不多说了.上图是最初哼声比较大时的接线,机内没有电解电容.四.开音调试(1)调试电源.先不接入电路和电子管,用两组电灯泡代替功率管负载(2×60mA=120mA电流),用电阻代替输入级和推进级电子管负载(2×30mA=60mA电流).在共计180mA电流下持续通电12小时,8月份情形温度28度时,电源变压器只有温热,扼流圈不发烧.接着磨练前级稳压电路在电压较低时可否正常工作.选择在市电较低(215V)时,开启所有家用电器,工资使供电电压下降至210V和208V,插上所有电子管,接好假负载(8欧25W电阻),通电后稳压管能正常点亮,稳固电压相符请求,验证了在低电压且机子满负荷时,稳压管能起稳压感化,达到了设计请求.(2)给机子通电后,校验各级的直流和交换工作状况是否正常.第一步测量各级电子管的工作点也就是栅负压是否相符设计请求,测试成果与依据栅压-屏流图作出的数值完全一致,几乎没有差别.第二步测试阳阴极间电压是否相符手册和设计请求.测试成果完全相符.第三步测试输入级对旌旗灯号的放大是否达到10倍的请求,测试成果:输入交换1.7V 旌旗灯号电日常平凡,输出电压交换18.5V,放大倍数10.88,知足请求.第四步测试在输入旌旗灯号电压交换1V~2V时,推进级的输入电压是否超出栅负压,输出电压是否达到2A3和300B所需的推进电压请求.测试成果:6SN7GT推2A3,高压305V,栅负压-4V,音量调节后旌旗灯号电压交换3.5V,6SN7输出的推进电压交换60V,知足请求.6SN7GT推300B,高压365V,栅负压-5V,音量调节后旌旗灯号电压交换4.7V,6SN7输出的推进电压交换80V,知足请求.5687推300B,高压365V,栅负压-8V,音量调节后旌旗灯号电压交换5V,5687输出的推进电压交换85V,知足.不必再说,5687推2A3更知足请求.(3)检讨评估哼声程度.如前所述,当发明哼声较大,并且不受音量电位器掌握后,在机箱内部有限的空间增长了6个电解电容和2个扼流圈,使信噪比有很大进步,见下图:c)测试音源的输出电平交换有用值装备平均值刹时最大值美国麦景图电子管调谐器McIntosh MR-65 AC 1.08V(0.98V)德国瑞华士REVOX B225 CD机美国狮龙PM-9805AC 1.04V(0.93V)(5)测试20HZ~20KHZ的方波频率响应波形为什么要调试音频装备时要测试方波频率响应?因为音频旌旗灯号是由无限多的基波与泛音谐波组合而成的,HIFI音频器材必须完全地重现这些组合波形才是完美的高保真器材.假如器材机能不良,就会丧掉音源波形信息,特殊是高频泛音信息,所以听感细节缺少.韵味乏陈.味同嚼蜡,松喷鼻味.质感缺掉.依据傅里叶定律,方波是由无限多次正弦波组合而成的,用方波测试功放的频率响应,比正弦波测试更代表现实音频旌旗灯号,更能反响功放器材的动态机能.今朝采取正弦波的测试办法是不完美的,根本上只能反应其静态本质,所以造成指标好.但听感不好的现象.以下是6J5WGT+6SN7WGT+2A3时的方波频率响应图:左100HZ左10KHZ右40HZ右1KHZ右20KHZ未完,下篇是——修正调试篇,具体介绍了四次改良的设计.盘算.作图.测试的全进程.。
浅谈300B单端甲类胆机的问题与解决方案2012-09-18 13:23:16 来源:发布者:半山版权:原创[书签]:评论:点击:1073导读:采用什么办法来提升300B单端甲类胆机的低频段表现力,前级放大兼推动采用什么样的电路比较好。
整流滤波采用什么样形式比较合适..300B这只有着几十年历史的直热式三极管,其独特的声音魅力不知迷倒了多少发烧友。
它哪美丽的中频与高频,温醇悦耳,柔美动人,通透流畅,声音圆润,有着非比寻常的吸引力。
而低频段表现力采用什么办法来提升?前级放大兼推动采用什么样的电路比较好?整流滤波采用什么样形式比较合适?笔者通过多台多电路的(300B单端)装机经验,在这一台胆机(见外形图片)上较好的解决了上述提出的问题,与大家切磋,共同提高而已。
一、前级兼推动放大电路,应当把非线性失真特性摆在第一位去考虑在大多数情况中,如果一部放大器它的非线性失真在没有降到一定程度情况下,而去谈功率放大、拓展频率响应的举措也就失去了意义。
就目前各种杂志上介绍的300B电路,大多采用6J8P+300B或者是6N9P(SRPP)+300B 电路,而6J8P采用五极管接法直推300B,笔者仿制过,就其音质而言;无可非议。
但在播放大动态音乐时,出现深而不实的现象非常严重。
且电路复杂,五极管做电压放大时的失真和管子的帘栅电压有相当大的关系,帘栅电压低则失真小,反之则大。
问题是电压低输出动态也相应变小,推300B自然成问题,而笔者将其6J8P(前苏联的6Ж8)直接设计为三极管接法,相关阻容元件只有三个,而推动级采用6N8P(前苏联6H8C)做SRPP放大,相关阻容元件只有四个,且结构简单、线性好、过载能力强、电路相移少、输入阻抗高、输出阻抗低、在担任电压放大的同时,也提高了推动电流。
俗话说“多一个香炉,就多一个鬼。
”不好伺候。
而这一款前级兼推动电路,加上电源电路总共使用了十个元件,放大性能特别好,输入波形与输出波形(量程不一样)几乎可以重叠。
DIY 2A3和300B单端甲类胆机(设计制作篇)一直想做一台2A3和300B通用单端胆机,可以将1993年购买的2A3用起来,而且刚把300B推挽机改为EL34和KT88通用推挽机(见《老树发新芽-2A3和300B推挽胆机》),换下了1992年版的曙光300B。
从设计和修改电路、购买半成品机箱、设计制作变压器和扼流圈,到实际动手制作安装调试,花了一年多的业余时间,到2013年10月完成。
之后两年多时间里又修改四次。
现在信噪比约90db,耳朵紧贴音箱才可听到一点非常轻微的哼声,稍微离开一点就听不到了。
听感:中高频很好,尤其中频失真很小,低频厚实而富有弹性。
一、设计线路本机电路图如下:乍一看,此电路电源是CLC滤波,然而第一个电容取值很小(0.68uf),只起到了使输出电压在0.9Vin~1.414Vin之间调节的作用。
带负载的情况下,Vin=352V和403V时,V out=308V和355V表明:Vout=0.88Vin,因此,其实仍是LC滤波。
最初LC滤波并没有采用聚丙烯电容与电解电容混合并联,而是用多个聚丙烯电容并联成180uf,结果通电试机感到哼声比较大,离音箱1米才听不到,而且不受音量电位器控制。
很明显,哼声来源于电源和输出级。
于是利用机箱剩余空间,增加了多个开关电源用的电解电容并联,使每声道总容量达到710uf。
用于开关电源的电解电容具有更小的ESR。
下面从理论上估算电源哼声的大小。
Vin=352VL=10HC=530uf+180uf=710ufV~= Vin/3.7LC=352/3.7×10×710=0.0134V=13.4mV功率管内阻ra与阳极负载RL(输出变压器)构成分压器,所以输出管2A3阳极处脉动电压:Va~=(ra×V~)/(ra+RL)=800×13.4mV/(800+2500)=3.25mV输出变压器只响应绕组两端的电压,因此它得到的哼声是:13.4mV—3.25mV=10.15mV在满输出之下,2A3的电压摆幅为92Vrms,信噪比S/N=20㏒(92/0.01015)=79.15db信噪比约80db,意味着靠近音箱仍可听到哼声。
为了进一步提高信噪比,需要给驱动级和输出级的电源增设一级LC滤波。
只要这一级滤波器在100HZ处有20.5db的衰减,就可令信噪比提高到100db。
20db的换算为比率是25:1,所以要求增设的这级LC滤波器AC分压比是Xl/Xc=25。
如果采用180uf电容,则扼流圈只需达到1H就已足够。
同时要注意采用内阻(直流电阻)尽量小的扼流圈,以减少直流电压降。
我实际采用1.5H~1.8H,Rdc=26欧的扼流圈,在70mA电流下的直流压降仅为1.8V,不会影响电子管原来的工作点。
根据2A3与300B通用和好声、耐用、不极限运用的原则,线路参数设计计算如下:(1)电源部分(a)左右声道的高压供电分为两组独立的绕组,采用两个整流管、两个扼流圈、两组电容器进行整流滤波。
不采用CLC滤波,采用LC滤波,使整流电压中的交流成分绝大部分降在扼流圈两端(实测有100多伏),降低输出电压紋波,但电源效率较低。
(b)300B的高压B+为直流365V,减去输出变压器(直流电阻约100欧姆)的直流压降约7~8V和300B阴极偏压60V,300B的工作电压是手册规定标准电压300V 左右;2A3的高压B+定为直流300V,减去输出变压器的直流压降约7V和2A3阴极偏压45V,2A3的工作电压是手册规定标准电压250V左右。
两个整流管采用旁热式的CV2748(5AR4),减少对直热式2A3、300B的冲击。
(c)电源变压器给300B供电的次级高压为交流405V,给2A3供电的次级高压为交流355V。
用两个继电器(每个继电器内有两组10A转换触头)对405V和355V电压的4个抽头进行切换。
(d)300B和2A3的灯丝采用交流供电,用1个继电器(每个继电器内有两组10A 转换触头)对5V和2.5V电压的2个抽头进行切换。
(e)滤波电容采用聚丙烯电容和电解电容组合并联,其中美国EC的5MP和法国苏伦MKP无感金属化聚丙烯电容并联成两组140uf.。
美国EC的5MP电容的性能指标:类型:metallized Polypropylene(金属化聚丙烯)应用:工业和军用级开关电源性能:相对电解电容,较好的电气性能,没有“Roll-off”电容漂移,ESR:4毫欧,共鸣频率:1065KH,纹波电流:30amps,容值高达50uf,过压保护:200%;完美的稳定性,低电介质吸收(f)输入级管子的阳极工作电压用两个OB2(WY2)串联进行稳压(215V)。
电子管稳压可以使低频大讯号强劲有力,防止振铃,消除的感觉。
稳压后经10K阳极负载电阻降压至150V作为6J5GT(L63)的阳极电压。
稳压限流电阻的选择计算如下图:最后选用7.2K(10W)。
(2)线路部分(a)输入级的共阴极放大管不用6SN7GT,而用它的单管类型6J5GT(欧洲马可尼公司生产的型号是L63),两声道两个输入管,互不干扰。
(b)功率管采用2A3时,推动级的SRPP放大管用6SN7GT.。
这是因为根据Morgan Jones所著《电子管放大器》中结论:6SN7GT的原生失真是适合用作驱动级的电子管中最低的,而且在150V阳压下,栅负电压为-4V,实测音量调节后输入交流3.5V信号电压时,经SRPP放大后输出的不失真推动电压是交流60V,满足推动2A3至满功率输出的需要。
(c)功率管采用300B时,推动级的SRPP放大管可用6SN7GT,也可用5687,用自制的转换座实现。
根据Morgan Jones《电子管放大器》,5687的原生失真也很低,仅排在6SN7GT之后,其2次谐波失真仅比6SN7GT高1db,3次谐波失真虽比6SN7GT高13db,但低于E182CC、E288CC、ECC82等约2~16db。
在180V阳压下,5687栅负电压为-7V,实测音量调节后输入交流5V信号电压时,经放大后输出的不失真推动电压是交流85V,满足推动300B的需要。
(d)2A3与300B转换时,用1个继电器(每个继电器内有两组10A转换触头)对750欧和1000欧阴极电阻的2个抽头进行切换,实现阴极电阻的阻值转换。
(e)EF184、E180F三极管接法时,单级可推动2A3和300B,因此利用6J5GT的空余管脚,接上EF184的阴极电阻,再自制转换座,并设置开关切除SRPP推动级。
实测信号电平1.7V时,EF184输出的交流电压达到80V,足以推动300B。
(3)元件参数部分1、功率级输出变压器:初级阻抗采用2.5K。
因为300B的参数手册上,300V屏压下的负载阻抗是3K,2A3的参数手册上,250V屏压下的负载阻抗是2.5K。
考虑到将会以使用2A3为主,所以采用2.5K。
2、各级电子管的阴极偏置电阻:必须设计计算,使其工作在栅压-屏流曲线直线段的中间位置,这就是A类放大的工作点。
a)输入级6J5GT工作点阴极偏置电阻选用620欧。
如想进一步提高输入管的线性范围,还可以选择430欧的阴极电阻,此时Vg=-3.4V,在150V阳极电压下,阳极电流8mA。
由于调节性滤波电容最终由0.7uf增大为1uf,所以增加2mA电流应该不至于影响输入级稳压管正常点亮工作。
由于6J5GT阳极电阻不大(10K),可以预期其负载线比较陡峭,有可能产生失真,所以在选择了工作点以后必须验证它的最大不失真输出电压摆幅。
先做6J5GT负载线:在6J5GT阳极电压Va、电流Ia与栅极电压Vg关系曲线图横轴上找到高压Vht=215V (即稳压管稳定电压)那一点;再求出在高压Vht =215V下,负载电阻RL=10K时的阳极电流:Iam=Vht/RL=215/10=21.5mA。
连接这两点做出RL=10K的负载线,正好通过工作点Q:Va=150V,Ia=6.2mA,果然很陡峭,如下图中的黑线。
沿负载线向左,将栅极电压接近出现栅流的Vg=0V以前的Vg=-1V作为电压摆幅的限制点,对应电压是115V。
沿负载线向右,一直到Vht=215V都没有限制点。
于是:最大不失真输出电压摆幅峰峰值是工作点电压与饱和限制点电压的差值的2倍:Vp-p=2×(150-115)=70V,最大不失真输出电压摆幅交流有效值:Vrsm=Vp-p/2√2=70/2.828=24.75V由于本机调试时测得:输入现代音源标准交流2.0V信号电平时,6J5GT的输出电压是交流有效值21.76V,小于最大不失真输出电压摆幅的交流有效值24.75V,所以不会产生失真,阳极负载电阻RL及工作点阴极电阻Rk都是合适的。
为了提高输入管的线性范围和不失真输出电压幅值,可以选择560欧的阴极电阻,并且取消稳压,阳极负载电阻增大为17K,使输入管工作点改为:Va=175V,Ia=8mA,Vg=-4.5V,此时V HT=310V,Iam=V HT/RL=310//17=18.3mA,做出负载线如上图中的红线,正好过工作点Q。
Vp-p=2×(175-122)=106V,最大不失真输出电压摆幅交流有效值:Vrsm=Vp-p/2√2=106/2.828=37.5V。
此方案作为备用方案。
6J5GT阴极电阻两边并联的交流旁路电容不仅影响增益,而且其容量大小对低端频响有很大影响。
我进行了计算,看在本线路工作点条件下,用多大容量合适。
根据Morgan Jones的著作《电子管放大器》一书,电子管本身的阴极等效电阻为:rk=(R L+ra)/(u+1)本线路中,R L=10K。
电子管的ra和u的值将随阳极静态工作电流大小而变化,不能直接套用手册值。
在电子管特性曲线图上作图得出,在Ia=6mA下,ra=9k,u=20,见下图:把作图求出的参数代入上式:rk=(10+9)/(20+1)=0.9047K阴极等效阴极交流电阻rk与阴极偏置电阻Rk是并联关系,阴极总电阻:rk′=r k‖R k=(904.7×620)/(904.7+620)=367.88欧姆Morgan Jones在《电子管放大器》一书中指出:“放大器要有良好的低频响应,不止靠正确的幅度响应,还需要相位和瞬态响应所受的影响最小,而相位和瞬态响应涉及的低频端比截止频率低10倍,所以通常将截止频率f-3db选取为1HZ。
”于是,与RK并联的交流旁路电容的容量为:Ck=1/2∏f-3db rk′=1/2×3.14×1×367.88=432.8uf最接近432.8uf的电容容量标准值是470uf。
我选用了470uf/16V瑞典长寿命电容,型号:PEG124。