胆机设计概论
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胆机的设计和制作
虽然电子管体积大,耗能高,需要高压直流才能工作,也不便于集成,但是如果将电子管应用于音频放大,却有一般晶体管不可比拟的优势,这是因为电子管功放放出来的声音含有大量偶次谐波,偶次谐波虽然是一种失真,但让人感到非常舒服。
现在市场上也有用电子管作为主放大器件的有源音箱,但价格在1000元左右。
基于电子管的良好音频特性,笔者也为自己的电脑制作了一台电子管放大器(俗称胆机)和一对利用小型全频喇叭制作的音箱,用它们组成的电脑音效系统,效果不错。
准备工作
电子管放大器的电路设计如图1所示。
这是一个典型的单端甲类电子管放大器的电路图。
图中两声道共用了3只电子管,其中12AT7是双三极管,在此用作电压放大和推动作用,左右声道各用一半,其引脚为小9脚,第①脚和第⑥脚分别是两个三极管的阳极,第②脚和第⑦脚是栅极,第③脚和第⑧脚是阴极,第(多脚和第(p脚是灯丝,第(9脚是灯丝的中点。
如果用12.6V点燃灯丝,则第(D、⑤脚接灯丝电源,第⑨脚接地;如果用6.3V点燃灯丝,将第④、⑤脚短接,再和第⑨脚接灯丝电源即可。
6V6GTA是一个柬射四极功率管,其引脚为大8脚,第①、(D脚不用,第(参、⑦脚为灯丝,第(蓟脚为阳极,第(D卿为帘栅极,第(D脚是栅极,第(多脚是阴极。
此管国内的代号是6p6p,它在单端甲类工作方式下,可输出4W的功率,驱动电脑音箱绰绰有余。
电源部分的3只7W和一只5W的电阻可选用优质线绕电阻或陶瓷电阻,使用功率更大的,可以提高工作稳定性。
其它可选用1W的优质金属膜电阻。
音量电位器是100k11的双联指数式产品。
图中0.1仙F的耦合电容可选用国产纸金属化电容,笔者用的是上世纪90年代的产品,编号为CJl0,0.1斗F/
12AT76V6GTA
10一10
●四川李定川
400V的产品,实际使用效果很好。
如果有其它同规格的MKP(金属化聚丙烯)介质电容也可以用在这个地方。
6V6GTA的阴极电容可选用耐压在35V以上的产品,可用容量在2201zFN4701.zF&间的电解电容,笔者用的是耐压lOOV的英国IC3300.F电解电容。
此电路制作时要用到3个变压器、1个电源变压器,2个输出变压器,电源变压器可以选用老武的电子管收音机上的变压器,输出变压器可能不太好买。
此外,还要准备一个机壳。
自己制作机壳最好用厚2.0ram以上的铁板制作,机壳的形状随个人喜好而定。
制作过程
电子管放大器因为电路简单,制作时无需PCB(印刷电路板),比较发烧的做法是采用搭棚焊接,即利用元件的引脚将要连接的点直接焊到一起。
笔者在制作时为走线方便,采用两块质量较好的3ram厚胶木板,并在板上钻孔,然后铆上有通孔的镀银铆钉,胶木板的一面安放元件,元件的引脚通过铆钉的通孔。
另一面作为焊接面,将元件焊到胶木板上,在焊接面的元件引脚上焊上连接线。
图2是元件布线图。
3只470D.,/lIW的陶瓷电阻是立式安装的,便于散热。
放大部分的线全部从电路板的一边引出,以便安排整个电子管放大器的布局。
电源部分用4只1N5408整流二极管整流,两个一组串联在一起,用作全波整流,滤波用的是两组CRC的形式,滤波效果较好。
注意滤波用的电阻功率要大,最好用10W以上的,有条件的话可以用扼流圈滤波。
因为扼流圈的滤波效果比CRC要好,这时电源变压器次级高压只需要230V即可,电阻可只用一个或者不用,看最后的B+电压而定,电压高的话,可用一只电阻将B+电压降低。
图3是放大板的布局,其中灯丝线(图中横穿三个电子管座的绞合线)是用两根特富龙镀银线紧密绞合在一起,然后用绞合线将3只电子管的灯丝引脚并在一起,接到电源变压器的灯丝绕组(6.3v)上。
6"q6GTA的阴极电阻为270ll,由于我手头没有2701"l的大功率电阻,就用了一个680掰7W和一个4701"1/11W的无感陶瓷电阻并起来代替了。
两路单端电子管放大器要驱动喇叭工作,一对输出变压器是必不可少的,由于使用6V6GTA的超线性接法,所以我买的交压器也特地要求厂家制作时将超线性端引出引脚。
图2中的sp线就是接输出变压器的超线性接头的,p是接输出变压器的接头,E是接地的,B+则是接电源250VDC的。
音量电位器可以安装在前面板上,这样调节音量时比较方便,但要注意,从音频输入RCA端子到音量电位器之间的连线最好用质量好的屏蔽线,以免杂音干扰。
音量电位器到放大板audioin接线也要用屏蔽线。
整个机器和外界的连线有交流进线、连接电脑声卡的音频线、连接音箱的喇叭线。
接喇叭的喇叭座和接音频线的RCA座应选用质量较好的镀金的产品,交流输入的IEC端子(电脑机箱后面接220V市电的那个黑色端子)用250W10A的即可。
这些座子和端子都可安装在整机的
家庭电子韧
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后面板上,RCA座和交流输入座间的距离应尽量大些。
交流开关也可安装在后面板上,虽然开机时略有不便,但避免了交流线在机内走线太长而带来干扰。
我在制作时用了一个小辅助变压器和一个继电器,辅助电源变压器220V输入没有开关,直接经过保险输入220V交流电,输出20V交流经过整流滤波稳压后,驱动继电器线圈和一个开机指示用的蓝色发光二极管。
最后我在驱动线路上加了一个小信号开关,来控制整机的开关。
注意事项
(1)制作时,应先将整流滤波板和放大板的元
件焊好,变压器等要先用螺丝固定到机壳底上,变
压器和机壳之间应加垫一层橡胶皮或别的物质,
以减小变压器的振动给音质带来的不良影响,然
后将整流滤波板和放大板安装到机壳里,整理好
它们之问的走线,然后将线一根根焊好,多余的线
剪去。
所有的地线要接到机壳上,并且要一点接
地。
接地点一般选在IEC座附近就可以了。
(2)制作完成后,应仔细检查所有的连线是否
正确,是否有漏接的地方,电解电容的极性是否接
反,若焊接无误,先将机内的焊锡渣、剪掉的元件
脚等清理干净,然后加电开机调试。
调试前一定要
将喇叭接到机器上,不然加电是要烧掉机内输出
变压器的!另外,因为机内有高压,在发现有漏电的情况下不要加电,解决问题后再开机。
(3)开机时先不要插电子管,加电后用万用表量一下灯丝的电压(量的时候要注意安全),应在6.3"7左右,B+的电压在420V左右,其他的地方如果没有不良反应(如发热、冒烟等),就可以插上电子管试机了。
(4)断开交流开关要等一分钟左右,等滤波电容里的电放完后再插上电子管。
插电子管时,用手指捏住12AT7管子的下方,将它插到管座上。
对于6V6GrA,一定要拿住管子的底座再将它插到管座上,不要用手捏着玻璃壳插管。
电子管都插到管座上并确认很牢固的时候就可以开机了。
将音量电位器调到音量最小位置处,打开交流开关。
(5)如果电子管没有屏极发红,输出变压器没有嗡嗡响,再用万用表量量各点的电压,灯丝电压6.3V,B+应该降到了250V左右,6V6GTA第③脚电压是230V左右,第(9脚电压在240V左右,3301zF电容两端电压是11V左右,此时6V6GTA的屏流在40mA,12AT7第①脚、(9脚的电压应是80V左右,第③脚、第③脚是lV。
总结此电子管输出功率较小,但因为它工作在单端甲类的状态下,对喇叭有很强的驱动能力,当配合灵敏度较高的全频小喇叭使用时,在10平方米的房间内可以获得不错的声压效果。
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图3
舢舢皿舢“一JL耻舢.址舢““耻.址轧舢扯舢舢JL4L4L4L.‘lL.‘止—止,址.1lL.址|‘IL舢.‘_L—止.耻.址—止.址舢舢.址.1lL.址—-L—止舢—止—止—止—址J坦胆机由于具有发烧友倾心不已的迷路。
其实故障症结就出在大容量电容上,原来胆机次级
春几人音乐重放魅力,因此在胆机发烧友圈中高压绕组+B滤波电容随意加大后,由于电压高开机时HIt,a=u常常可见因囊中羞涩而自行组装胆机,由充电电流变得很大,变压器次级高压绕组会因过负荷
—j于有些发烧友理论知识的欠缺或购到的而烧断。
处理措施是更换电源变压器后再将+B滤波电蓬.元器件质量欠佳,从而出现令人料想不到容恢复为470txF容量即22作恢复正常。
磊耍筠盒巍釜囊裂旁鬈霎薯嚣舅蓄掌要价格备孑鬻嚣鼍哿蒜兰菩藿臀竺罘膂墨友’:鉴。
右时间后发现开机时电子管灯丝忽然很亮随后熄灭,五i斤耄1.有部分发烧友组装的胆机放音无手摸到机壳金属部分时感觉麻手漏电,关机后触摸变端7差g'-声,经检查是电源变压器次级高压绕组烧压器温度很高。
经笔者检查变压器初级绕组与铁芯之2莹毁,据机主自述得知胆机原本工作正常,间有几百千欧电阻值(正常应为无穷大),判定是电源专苜只是近日在进行摩机时囡觉得高压绕组+变压器生产工艺水平差而产生漏电故障,换品质优良i置昌B滤波电容容量只有4701,zF,而晶体管功放电源变压器试机,结果所有电子管灯丝不亮,原来是过重的+B滤波电容常常是成千上万微法,于是高交流电压窜入电子管灯丝而烧坏,更换新电子管后^将其换为4700wF电容,试机不久电源变压试机,机器恢复正常。
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◆L一器发出焦糊味,经查是次级高压绕组开
日家庭电子10一11。