電子管6p14功放電路圖

1、電子管6p14功放電路圖分析 作者：佚名圖片來(lái)源：不詳點(diǎn)擊數(shù)： 13更新時(shí)間：2009-10-21 -電子管6p14功放電路圖甲類放大器越來(lái)越受到人們的重視。究其原因一是甲類放大器不存在交越失真現(xiàn)象，不會(huì)產(chǎn)生刺耳的奇次諧波，這是音質(zhì)清純之關(guān)鍵所在。其二是甲類放大器一直工作在最佳狀態(tài)下，不會(huì)產(chǎn)生乙類放大那樣的開關(guān)失真。它的特點(diǎn)是可以取消大環(huán)路負(fù)反饋，從而避免了瞬態(tài)互調(diào)畸變，使動(dòng)態(tài)指標(biāo)大大提高。 本機(jī)專為書房設(shè)計(jì)，不求金玉其外，只求卓越其聲。采用電子管單管甲類放大電路，既出于對(duì)音質(zhì)的考慮，也考慮到業(yè)余制作推挽放大器時(shí)難以解決的管子配對(duì)問題。雖然電子管純甲類放大器效率較低，但它的功率儲(chǔ)備與晶體管功放

2、相比，可小至一半以下。有研究資料表明純甲類與乙類功率欲獲得相同音質(zhì)(指純甲類放大器功率不超出額定值)，后者須具有9倍于前者的功率儲(chǔ)備。所以，純甲類放大器的絕對(duì)效率可能要差一些，但相對(duì)效率卻相差不大。 電子管音質(zhì)溫文爾雅，一派儒家風(fēng)范，正有所謂中庸之道，加上電子管本身所特有的古典情調(diào)及懷舊氣息，足以給書房帶來(lái)無(wú)限溫馨氛圍。如果那些銘膽諸如kt88、kt100、845等，可稱為鴻儒的話，那么本機(jī)可稱為小儒，如果在您的書房里請(qǐng)入這樣一位小儒，您就等于覓到一位知音，憂郁時(shí)他會(huì)細(xì)聲款語(yǔ)來(lái)寬慰你，快樂時(shí)有他談笑風(fēng)生來(lái)助興，何樂而不為? 本機(jī)有如下特點(diǎn)： 1. 不失真輸出功率25w； 2. 電路簡(jiǎn)單，無(wú)需特

3、殊元件，并給出了部分元件代用經(jīng)驗(yàn)； 3. 本機(jī)頻響寬、失真低，電路中設(shè)有高低音調(diào)控制電路，使用方便。電路工作原理 整機(jī)電路圖見圖1。每個(gè)聲道只需2只管子。放大作用以音調(diào)網(wǎng)絡(luò)為界分為前后二部分。前一部分為電壓放大部分，后一部分為末前級(jí)與功放級(jí)。ve1、ve2選用高管6n2，以提高整機(jī)靈敏度。電壓放大級(jí)的主要技術(shù)指標(biāo)是放大倍數(shù)和頻率失真程度。6n2放大系數(shù)為97.5，足以滿足本機(jī)要求。采用阻容耦合，中頻區(qū)域的放大倍數(shù)最大，幅頻特性和相頻特性都很平坦。而低頻區(qū)域和高頻區(qū)域都以一定的規(guī)律下降。通常要提高上限頻率就要減小r4值，要延伸下限頻率就得增大c1值。經(jīng)反復(fù)調(diào)試，本機(jī)電壓放大級(jí)屏極負(fù)載電阻取值15

4、0k，c1用0.1f。末前級(jí)是典型的具有陰極電阻的自生偏壓兼越級(jí)負(fù)反饋的電壓放大器。 功放級(jí)選用低頻功率放大五極管6p14，該管在音響界中有“淑質(zhì)英才”的美名，其陰極面積大，壽命長(zhǎng)，尤其是跨導(dǎo)高達(dá)土1.3ma/v，靈敏度與功放效率均較高，是一種性能優(yōu)良的功放管，實(shí)際裝機(jī)試聽也證實(shí)了這一點(diǎn)。ve3的柵級(jí)電阻r11對(duì)音質(zhì)有一定影響，為獲取較好的頻響，本機(jī)取值較小為400k。五極管的主要優(yōu)點(diǎn)是放大系數(shù)較大，用作放大器時(shí)，可得到較高的放大倍數(shù)。同時(shí)因有簾柵極和抑制柵極的雙重屏蔽作用，它的跨路電容很小，如6p14就小于0.2pf，高頻損耗小。當(dāng)然，同三極管相比較，五極管用作放大器時(shí)，失真和噪聲都要大一些

5、。不過，本機(jī)裝制后聽來(lái)音色純凈自然，通透明快，噪聲根本聽不出，這與甲類工作狀態(tài)有關(guān)。 電源部分采用5z2p進(jìn)行整流，然后經(jīng)過型lc濾波電路對(duì)機(jī)供電。其中燈絲繞組、電壓放大級(jí)與功放級(jí)宜獨(dú)立繞制，以期減少相互干擾。具體制作經(jīng)驗(yàn)1元器件選用。 電子管ve1、ve2選用“j”級(jí)品6n2，可用6n1直接代換。ve3選用北京牌6p14，與之相同的管子型號(hào)為6bq5。本機(jī)對(duì)電阻、電容品質(zhì)無(wú)特殊要求，電阻用普通碳膜電阻即可。筆者所用的電阻皆為舊電子管收音機(jī)的拆用品。只是為電路工作穩(wěn)定起見，電阻的功率宜選取大些，筆者用的都是1瓦功率的規(guī)格。電容c1、c4、c5、c6、c7可用普通聚丙烯電容器，耐壓在400以上即

6、可。c2、c8為普通高壓電解，耐壓大于350v即可。c9、c10耐壓應(yīng)大于400v，有條件者應(yīng)優(yōu)先考慮用彩電電解。c3選用200pf云母電容。 電源變壓器功率應(yīng)大于100w，初、次級(jí)間應(yīng)加有屏蔽層，各組燈絲獨(dú)立繞制，繞制數(shù)據(jù)見圖1。電源變壓器鐵芯型號(hào)采用“geib-35”，截面積大于3547mm2。5z2p供電電壓為5v，用1.21mm漆包線繞24匝，電流應(yīng)3a。功放管6p14的燈絲供電電壓為6.3v，用1.21mm漆包線繞30匝，在中心處抽頭，即抽頭e，接至6p14陰極，可提高信噪比。扼流圖l可用ceib-22硅鋼片，疊厚22mm，用0.28mm漆包線繞2700匝。為使扼流圈不產(chǎn)生直流飽和，

7、在鐵芯上應(yīng)有空隙以增加磁阻。為此，鐵芯可采用對(duì)疊方式疊合，留下約0.5mm的空隙，空隙處塞上絕緣紙，繞圈能通過150ma電流即可。 輸出變壓器品質(zhì)高低對(duì)音質(zhì)大有影響，可購(gòu)買成品音頻輸出變壓器，功率為5w，初級(jí)阻抗為55.2k，次級(jí)輸出阻抗為416，型號(hào)為“opt-5-5”。 電位器rp1應(yīng)選用470k雙聯(lián)指數(shù)型音響專用電位器。rp2、rp3可用普通功率在2w以上的電位器。rp4用2w左右的100線繞電位器。2安裝與調(diào)試。 讀者可根據(jù)自身?xiàng)l件選擇安裝方式。筆者用的是電子管收音機(jī)底座，利用其原有的電子管座，變壓器及接線柱，安裝甚為便利。如為整潔起見，讀者也可采用印刷電路板，將電源變壓器售輸出變壓器

8、、扼流圈，電子管及大電解電容安裝于金屬板材底座上部，將印刷電路板安裝于底座內(nèi)部，這樣可以防止阻容元件因受高溫而導(dǎo)致參考變化。為防止干擾信號(hào)進(jìn)入，應(yīng)采取必要的措施。電源變壓器可直立安裝，用支架支起，使其高出底座一段距離，可以防止變壓器漏磁通過底板進(jìn)入電路而引起交流聲。電源變壓器線包與扼流圈線包相互垂直，并應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離輸出變壓器。ve1、ve2應(yīng)遠(yuǎn)離電源變壓器電解電容應(yīng)遠(yuǎn)離功放管，為了避免被烤得過熱而干涸失效。 各種零件的接線應(yīng)盡量短，走線不能亂，同一級(jí)元件應(yīng)靠近該級(jí)電子管，并保證一點(diǎn)接地。電子管柵極引線應(yīng)盡量短，并避免與屏極引線平行。屏極電路和柵級(jí)電路接線稍和底板離開一點(diǎn)，這樣可以減少一些潛在分

9、布電容量。燈絲引線最好絞合起來(lái)靠底板走，以減少因燈絲引起的交流聲。旁路電容器必須直接由管座或旁路點(diǎn)連到本級(jí)接地點(diǎn)。電容器的接線頭不能太長(zhǎng)，因?yàn)楸慌月返碾娏骱＝涣麟?，容易和其他線路感應(yīng)，而且長(zhǎng)導(dǎo)線本身有電感，對(duì)高頻電流形成感抗，這樣就降低了旁路的作用。要特殊注意ve1柵極引線要采用金屬屏蔽線，并且在靠近柵極一點(diǎn)將屏蔽層接地。只要能注意以上事項(xiàng)，仔細(xì)焊接，裝制無(wú)誤后，即可通電煲機(jī)試聽，無(wú)需做調(diào)整工作。d類功放在音響領(lǐng)域里人們一直堅(jiān)守著a類功放的陣地。認(rèn)為a類功放聲音最為清新透明，具有很高的保真度。但是，a類功放的低效率和高損耗卻是它無(wú)法克服的先天頑疾。b類功放雖然效率提高很多，但實(shí)際效率僅為50%

10、左右，在小型便攜式音響設(shè)備如汽車功放、筆記本電腦音頻系統(tǒng)和專業(yè)超大功率功放場(chǎng)合，仍感效率偏低不能令人滿意。所以，效率極高的d類功放，因其符合綠色革命的潮流正受著各方面的重視。由于集成電路技術(shù)的發(fā)展，原來(lái)用分立元件制作的很復(fù)雜的調(diào)制電路，現(xiàn)在無(wú)論在技術(shù)上還是在價(jià)格上均已不成問題。而且近年來(lái)數(shù)字音響技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)d類功放與數(shù)字音響有很多相通之處，進(jìn)一步顯示出d類功放的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。d類功放是放大元件處于開關(guān)工作狀態(tài)的一種放大模式。無(wú)信號(hào)輸入時(shí)放大器處于截止?fàn)顟B(tài)，不耗電。工作時(shí)，靠輸入信號(hào)讓晶體管進(jìn)入飽和狀態(tài)，晶體管相當(dāng)于一個(gè)接通的開關(guān)，把電源與負(fù)載直接接通。理想晶體管因?yàn)闆]有飽和壓降而不耗電，實(shí)

11、際上晶體管總會(huì)有很小的飽和壓降而消耗部分電能。這種耗電只與管子的特性有關(guān)，而與信號(hào)輸出的大小無(wú)關(guān)，所以特別有利于超大功率的場(chǎng)合。在理想情況下，d類功放的效率為100%，b類功放的效率為78.5%，a類功放的效率才50%或25%（按負(fù)載方式而定）。d類功放實(shí)際上只具有開關(guān)功能，早期僅用于繼電器和電機(jī)等執(zhí)行元件的開關(guān)控制電路中。然而，開關(guān)功能（也就是產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)的功能）隨著數(shù)字音頻技術(shù)研究的不斷深入，用與hi-fi音頻放大的道路卻日益暢通。20世紀(jì)60年代，設(shè)計(jì)人員開始研究d類功放用于音頻的放大技術(shù)，70年代bose公司就開始生產(chǎn)d類汽車功放。一方面汽車用蓄電池供電需要更高的效率，另一方面空間小無(wú)

12、法放入有大散熱板結(jié)構(gòu)的功放，兩者都希望有d類這樣高效的放大器來(lái)放大音頻信號(hào)。其中關(guān)鍵的一步就是對(duì)音頻信號(hào)的調(diào)制。圖1是d類功放的基本結(jié)構(gòu)，可分為三個(gè)部分：圖d類功放基本結(jié)構(gòu)第一部分為調(diào)制器，最簡(jiǎn)單的只需用一只運(yùn)放構(gòu)成比較器即可完成。把原始音頻信號(hào)加上一定直流偏置后放在運(yùn)放的正輸入端，另通過自激振蕩生成一個(gè)三角形波加到運(yùn)放的負(fù)輸入端。當(dāng)正端上的電位高于負(fù)端三角波電位時(shí)，比較器輸出為高電平，反之則輸出低電平。若音頻輸入信號(hào)為零、直流偏置三角波峰值的1/2，則比較器輸出的高低電平持續(xù)的時(shí)間一樣，輸出就是一個(gè)占空比為1：1的方波。當(dāng)有音頻信號(hào)輸入時(shí)，正半周期間，比較器輸出高電平的時(shí)間比低電平長(zhǎng)，方波的

13、占空比大于1：1；負(fù)半周期間，由于還有直流偏置，所以比較器正輸入端的電平還是大于零，但音頻信號(hào)幅度高于三角波幅度的時(shí)間卻大為減少，方波占空比小于1：1。這樣，比較器輸出的波形就是一個(gè)脈沖寬度被音頻信號(hào)幅度調(diào)制后的波形，稱為pwm（pulse width modulation脈寬調(diào)制）或pdm（pulse duration modulation脈沖持續(xù)時(shí)間調(diào)制）波形。音頻信息被調(diào)制到脈沖波形中。分頁(yè)第二部分就是d類功放，這是一個(gè)脈沖控制的大電流開關(guān)放大器，把比較器輸出的pwm信號(hào)變成高電壓、大電流的大功率pwm信號(hào)。能夠輸出的最大功率有負(fù)載、電源電壓和晶體管允許流過的電流來(lái)決定。第三部分需把大功

14、率pwm波形中的聲音信息還原出來(lái)。方法很簡(jiǎn)單，只需要用一個(gè)低通濾波器。但由于此時(shí)電流很大，rc結(jié)構(gòu)的低通濾波器電阻會(huì)耗能，不能采用，必須使用lc低通濾波器。當(dāng)占空比大于1：1的脈沖到來(lái)時(shí)，c的充電時(shí)間大于放電時(shí)間，輸出電平上升；窄脈沖到來(lái)時(shí)，放電時(shí)間長(zhǎng)，輸出電平下降，正好與原音頻信號(hào)的幅度變化相一致，所以原音頻信號(hào)被恢復(fù)出來(lái)，見圖2。圖模擬d類功放工作原理d類功放設(shè)計(jì)考慮的角度與ab類功放完全不同。此時(shí)功放管的線性已沒有太大意義，更重要的開關(guān)響應(yīng)和飽和壓降。由于功放管處理的脈沖頻率是音頻信號(hào)的幾十倍，且要求保持良好的脈沖前后沿，所以管子的開關(guān)響應(yīng)要好。另外，整機(jī)的效率全在于管子飽和壓降引起的管

15、耗。所以，飽和管壓降小不但效率高，功放管的散熱結(jié)構(gòu)也能得到簡(jiǎn)化。若干年前，這種高頻大功率管的價(jià)格昂貴，在一定程度上限制了d類功放的發(fā)展?，F(xiàn)在小電流控制大電流的mosfet已普遍運(yùn)用于工業(yè)領(lǐng)域，特別是近年來(lái)uhc mosfet已在hi-fi功放上應(yīng)用，器件的障礙已經(jīng)消除。調(diào)制電路也是d類功放的一個(gè)特殊環(huán)節(jié)。要把20khz以下的音頻調(diào)制成pwm信號(hào)，三角波的頻率至少要達(dá)到200khz。頻率過低達(dá)到同樣要求的thd標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)無(wú)源lc低通濾波器的元件要求就高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。頻率高，輸出波形的鋸齒小，更加接近原波形，thd小，而且可以用低數(shù)值、小體積和精度要求相對(duì)差一些的電感和電容來(lái)制成濾波器，造價(jià)相應(yīng)降低。但此時(shí)晶體管的開關(guān)損耗會(huì)隨頻率上升而上升，無(wú)源器件中的高頻損耗、謝頻的取膚效應(yīng)都會(huì)使整機(jī)效率下降。更高的調(diào)制頻率還會(huì)出現(xiàn)射頻干擾，所以調(diào)制頻率也不能高于1mhz。同時(shí)，三角波形的形狀、頻率的準(zhǔn)確性和時(shí)鐘信號(hào)的抖晃都會(huì)影響到以后復(fù)原的信號(hào)與原信號(hào)不同而產(chǎn)生失真。所以要