單端甲類小膽機(jī)的制作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

1、單端甲類小膽機(jī)的制作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)1、現(xiàn)在很多自己動手制作膽機(jī)的朋友很多都是按照一些參考電路來仿制，其對參考電路中的很多技術(shù)參數(shù)心中并不清楚，只是照葫蘆畫瓢，心中沒底自然設(shè)計(jì)出的成品就不一定能達(dá)到預(yù)期的效果。我根據(jù)自己的一點(diǎn)點(diǎn)知識和經(jīng)驗(yàn)與大家共同探討一些膽機(jī)設(shè)計(jì)、制作中的問題。如有不妥望大家批評指正。本文主要探討單端甲類小功率膽機(jī)中的一些問題，因?yàn)榧最悊味四憴C(jī)是音色最好的電路形式一，也是發(fā)燒友們自制較多的電路形式之一。 2、由于電子管電路及其應(yīng)用的知識是上個世紀(jì)五六十年代的教科書中才有，以后基本上就沒有傳授電子管知識了。所以稍年輕一些的發(fā)燒友對電子管知識了解得不是很透徹。輸出功率的考慮1、輸出功率的

2、計(jì)算方法有很多不同的版本，各版本的計(jì)算結(jié)果基本相同，只是計(jì)算所需的參數(shù)不同?，F(xiàn)提供一個比較簡便的計(jì)算公式供大家參考：I2×R/2。式中I2為靜態(tài)電流的平方，R為輸出變壓器初級阻抗又稱負(fù)載阻抗。經(jīng)過大量的實(shí)踐這個公式的結(jié)果是比較準(zhǔn)確和實(shí)用的。2、甲類單端膽機(jī)這種形式一般采用單只功率管進(jìn)行放大，受功放管自身最大耗散功率的限制，輸出功率一般都不會很大，常見的電路中輸出功率一般在1W-15W之間。表1是一些常見功放管組成的甲類單端功放電路的輸出功率和一些常用參數(shù)。    表1中的輸出功率值與屏極工作電壓和負(fù)載阻抗(輸出變壓器初級阻抗)有很大關(guān)系，任何一個數(shù)據(jù)的變

3、化都會引起輸出功率值的變化。適宜使用的場合與所用音箱的靈敏度有關(guān)，靈敏度越高使用面積越大。電子管型號 燈絲電壓燈絲電流 最大屏極耗散功率 管腳形式 電源變壓器功率 輸出功率 適宜使用的場合 KT88,6550   6.3V/1.6A  40W  8腳管座 150W   15W  30平米以上的房間 EL34,6CA7  6.3V/1.5A  25W  8腳管座 120W 11W 15-30平米的房間 6L6G,6P3P   6.3V/0.9A 19W  8腳管座 1

4、00W  8.5W 15-30平米的房間 807,FU-7 6.3V/0.9A 25W 5腳管座 100W 10W 15-30平米的房間 6P14,EL84   6.3V/0.76A  12W 小9腳管座 80W 5.4W  15平米以下的房間 6P15 6.3V/0.76A 12W 小9腳管座 80W 5W 15平米以下的房間 6V6,6P6P  6.3V/0.45A  12W  8腳管座 70W 3.8W 15平米以下的房間 6P1 6.3V/0.5A  12W 小9腳管座 70W 5W 15平米以下

5、的房間 屏極工作電壓的考慮    在電子管手冊中我們都能查到功放管的典型應(yīng)用參數(shù)，一般都有屏極工作電壓這個參數(shù)，例如6P1電子管的屏極電壓手冊上推薦為250V，有很多制作圖紙和發(fā)燒友在實(shí)際制作中都按照這個參數(shù)來選擇電源變壓器的交流輸出電壓，實(shí)際上這樣是不好的，并不能很好的發(fā)揮功放管的性能，因?yàn)樵谄良壔芈分写休敵鲎儔浩?。輸出變壓器的初級線圈是有直流電阻的，當(dāng)靜態(tài)電流流過初級線圈時便會產(chǎn)生電壓降，這時加到電子管屏極的直流工作電壓就會降低，其它參數(shù)隨著屏極電壓的改變也相應(yīng)變化，我用下面的圖1和表2給大家說明。從圖1中我們可以看到按照手冊上提供的屏極工作電壓接上輸出變壓

6、器后，真正供到電子管屏極的工作電壓比手冊中的典型工作電壓下降了22V，下降了22V后整個功率管的其他參數(shù)有何變化呢？請看表2的對比。手冊中參數(shù)   有輸出變壓器時的參數(shù)   屏極工作電壓V 250 屏極工作電壓V 228 簾柵壓V  250 簾柵壓V  228 柵負(fù)壓V  12.5 柵負(fù)壓V  11.4 屏極靜態(tài)電流mA   44 屏極靜態(tài)電流mA   38 最大屏極電流mA   88 最大屏極電流mA   76 簾柵電流mA 

7、;      7 簾柵電流mA       6 屏內(nèi)阻K         42.5 屏內(nèi)阻K         44.5 跨導(dǎo)mA/V 4.9 跨導(dǎo)mA/V 4.67 輸出功率W 5 輸出功率W 3.97 從表2中可以看到其數(shù)據(jù)的變化，由于現(xiàn)在對輸出變壓器的頻響要求比早期要求更高，初級線圈的匝數(shù)也多，直流阻抗較大。所以我們在自制膽

8、機(jī)時屏極供電電壓一定要考慮輸出變壓器初級線圈產(chǎn)生的直流電壓降，這樣才能達(dá)到手冊中提供的應(yīng)用參數(shù)。輸出變壓器的考慮    輸出變壓器是膽機(jī)的靈魂，如果沒有輸出變壓器的存在也就不會有所謂的膽味存在，在所有元器件參數(shù)不變的情況下更換不同廠家的輸出變壓器，其重放的聲音也是不一樣的。在自制電子管功放時輸出變壓器的設(shè)計(jì)制作就決定了最終重放聲音的結(jié)果。輸出變壓器的設(shè)計(jì)也有許多版本，下面例舉兩種計(jì)算方式供大家比較(見表3和圖2)，我們以其中電感量(L)的計(jì)算為例做一說明。電感量的計(jì)算率(單位Hz)。3.14為最低低頻頻響為-1dB時的常數(shù)。而第一種計(jì)算方式中的常數(shù)0.159是基于

9、最低低頻頻響為-3dB時的數(shù)據(jù)，所以要根據(jù)自己對最低低頻頻響的需求來選擇計(jì)算公式。從以上兩個計(jì)算公式可以看出不同版本的計(jì)算公式最終的結(jié)果是不相同的。    我們現(xiàn)在能在各種刊物上見到的輸出變壓器設(shè)計(jì)資料大多是很多年以前的資料，而且有些還不完整，各個廠家對輸出變壓器的數(shù)據(jù)是保密的，這就給一些想自己動手的朋友帶來不少麻煩，所以在業(yè)余條件下自制的單端輸出變壓器成功率并不高。哪么在業(yè)余條件下能否制作出高品質(zhì)的輸出變壓器呢?回答是肯定的，我將自己制作輸出變壓器的一些經(jīng)驗(yàn)提供出來供大家參考，沒有詳細(xì)的計(jì)算公式。但這樣做出來的輸出變壓器性能已經(jīng)很好了。最低重放低頻下限的確定：&

10、#160;   甲類單端電子管功放的輸出功率都不是很大，選擇最低重低頻下限頻率應(yīng)根據(jù)輸出功率和所接音箱的低頻下限來綜合考慮。一般輸出功率低于5W時下限頻率選擇在50Hz，5W10W時可選擇30Hz，10W以上可選擇下限頻率20Hz.初級電感量的選擇：    初級電感量可以按-1dB時的公式來計(jì)算。 平均磁路長度的計(jì)算：    一般公式中計(jì)算平均磁路長度都很麻煩，現(xiàn)提供一個最簡單準(zhǔn)確的計(jì)算公式，5.57×舌寬=平均磁路長度(EI鐵芯) 以上三種數(shù)據(jù)是保證輸出變壓器品質(zhì)的重要參數(shù)，不論你用哪種設(shè)計(jì)計(jì)算公式都應(yīng)

11、引起重視。 業(yè)余條件下鐵芯的選取：    按照慣例制作單端輸出變壓器都是選取EI型鐵芯，但用EI型鐵芯在業(yè)余條件下制作輸出變壓器存在許多不便，線圈不易拉緊，而且各段線圈松緊不易保持均勻。裝好鐵芯浸漆后要想調(diào)整初次級線圈圈數(shù)時拆卸非常麻煩。所以我在業(yè)余制作輸出變壓器時都選用R型，C型或環(huán)形鐵芯，R型和C型鐵芯可以直接使用。環(huán)形鐵芯取材容易，舊電器市場上價格很便宜，早年生產(chǎn)的環(huán)形變壓器很多都是日本進(jìn)口0.35 mm冷軋硅鋼帶卷繞而成的性能很好。不過用環(huán)型鐵芯做單端輸出變壓器時一定要留空氣隙，我的方法是用電火花機(jī)床在環(huán)形鐵芯上切割0.1mm的縫做為空氣隙。另外在選環(huán)形鐵

12、芯時要注意，有些鐵芯不是用一根硅鋼帶完整卷繞的，這種鐵芯不能用。 怎樣用環(huán)形鐵芯制作輸出變壓器    1、首先選擇兩只性能一致的環(huán)形變壓器，由于市場上環(huán)形變壓器的功率大都在50W以上，所以一般選擇50100W這種規(guī)格的鐵芯。選好后仔細(xì)檢查鐵芯浸漆是否牢靠，這點(diǎn)很重要。如不牢靠，切割時因張力的作用很容易變形或散掉。確認(rèn)牢靠后，用黃色封口膠帶在鐵芯上像穿漆包線的方式纏繞兩三層，以確保切割后不變形。這時可用電火花機(jī)床對其切割，先切割一條0.1 mm的縫，看鐵芯是否變形，如沒有變形則墊入紙片用黃色封口膠帶沿鐵芯外園纏繞扎緊即可。如發(fā)現(xiàn)鐵芯變形就在相對面再切割一刀，將鐵芯一

13、分為二，這就相似于C型鐵芯的兩半，稍加打磨后墊上0.1 mm的紙片，重新合攏纏上膠帶即可投入使用。    2、技術(shù)參數(shù)的確定：輸出功率的確定：由于鐵芯較大(50100W鐵芯)所以把輸出變壓器的功率確定為25W 功率頻響范圍：設(shè)定為(20Hz30kHz，-1dB)，己能夠勝任現(xiàn)代音源的要求 初級阻抗的設(shè)定：由于制作輸出變壓器還是比較麻煩的一件事情，所以初級可以設(shè)計(jì)成多抽頭形式以滿足不同功放管的需要，分別為500Q，2700Q，3500Q，5000Q 初級線徑的選擇由于窗口足夠大，線徑稍選粗一點(diǎn)為0.23 mm(按2.5A/mm) 次級線徑的選擇：選用1.08mm線徑

14、(按2.5A/mm2)     以上參數(shù)確定后即可進(jìn)行繞制了，在上面參數(shù)中我沒有給出初，次級線圈的圈數(shù)，這個數(shù)據(jù)在繞制工藝?yán)锝淮?，繞制變壓器的工具和輔助材料就不詳敘了應(yīng)該都知道。但必須準(zhǔn)備一個交流調(diào)壓器和能測交流電流的萬用表，這是很重要的工具。  3、繞制方法和工藝：  先測量一下在鐵芯上繞一圈的長度，再測量環(huán)形鐵芯內(nèi)圓的直徑，計(jì)算出內(nèi)圓的周長。用周長除以所用漆包線的線徑，即可知道第一層大約能繞的圈數(shù)，按己知每圈的長度將線裁到穿線梭上，按放射狀在鐵芯上平繞一層，不要重疊以便計(jì)數(shù)。繞好后接上交流調(diào)壓器和萬用表交流電流檔，將調(diào)壓器輸出端歸零，然后通

15、電慢慢往上調(diào)節(jié)輸出電壓，同時觀察電流的變化，當(dāng)電流達(dá)到10mA時停止調(diào)壓，這時測量調(diào)壓器的輸出電壓并計(jì)算出每伏交流電壓所需圈數(shù)，甲類單端功放在工作時音頻電壓一般不超過250V，用己知每伏圈數(shù)×250=初級所需總?cè)?shù)。  計(jì)算依據(jù)和公式：電源供電問題考慮    電子管功放的供電與普通晶體管功放不同，單端甲類電子管功放開機(jī)后其靜態(tài)功耗占到總功耗的一半以上，而普通晶體管功放開機(jī)后的靜態(tài)功耗不到總功耗的10%，所以兩者是有區(qū)別的。    圖2為一個典型的小功率電子管電源電路，從圖中我們可以看到，高壓部分為帶中心抽頭的兩組線

16、圈，經(jīng)雙真空整流二極管6Z4進(jìn)行全波整流，由C1、L、C2組成CLC型電路進(jìn)行濾波，這種電路有兩個缺點(diǎn)：(1)次級高壓需要兩組線圈，自制時繞的兩個線圈不易對稱，造成兩組線圈輸出交流電壓不一致。由于受到鐵芯窗口限制，一般線徑都較細(xì)，所以線阻較大，帶上負(fù)荷后壓降也大。(2)由于受到6Z4整流管最大屏流的限制(300mA)，C1的容量不能過大，因?yàn)殡娙萜鰿1的容量大時，開機(jī)時電容的瞬間充電電流可能超過6Z4整流管的最大屏流值，造成整流管6Z4的損壞。所以這種電路的濾波電容容量都選得較小，濾波效果也就不太理想。而且濾波電感L在業(yè)余條件下也不易做好。圖3給出了一個整流濾波電路，該電路中變壓器次級高壓只有

17、一個線圈，這樣在鐵芯窗口相等的情況下線徑可選粗一點(diǎn)，繞制時也方便簡單得多，高壓繞組先經(jīng)過晶體二極管進(jìn)行橋式整流，這樣電容器C1的容量就可增大至數(shù)百甚至上千uF，經(jīng)C1濾波后的直流再經(jīng)6Z4進(jìn)行二次整流，這樣做的目地是6Z4整流管具有高壓延時的作用，可防止對功放管屏極的損壞和省略高壓延時起動電路，而且比單純用晶體二極管整流更具有膽味，電容器C2的容量一般選擇200u F以下，由于整個電路中濾波電容有足夠的容量并進(jìn)行了二次整流，這個電路輸出的直流電源紋波已經(jīng)很小了，這對保證整機(jī)裝好后有一個寧靜的背景創(chuàng)造了條件。根據(jù)功放電路對電流的不同需求可選擇相應(yīng)的電子管整流管。如果手中沒有合適的電源變壓器時，可

18、利用一些替代品來改制。業(yè)余條件下可用舊的電腦開關(guān)電源來改制，一般現(xiàn)在淘汰下來的ATX電源功率都在200W以上，其輸出功率基本能滿足各種單端甲類膽機(jī)雙聲道功放的要求，現(xiàn)將改制方法介紹如下：圖4是一款經(jīng)典的ATX電源簡化圖，從圖中可以看到整個開關(guān)電源的核心為控制驅(qū)動IC TL494或KA7500B，以上這兩種驅(qū)動IC都具有輸出電壓可調(diào)的功能，拿到這種電源后，先在風(fēng)扇回路中串入三只硅二極管以防調(diào)整輸出電壓時損壞風(fēng)扇。然后找到與IC第1腳相連的分壓電阻，找到+5V輸出取樣電阻，將其拆下，用一個阻值稍大的可調(diào)電阻代替，通電后慢慢調(diào)節(jié)可調(diào)電阻使+5V端的電壓升至6.3V即可。這時測量可調(diào)電阻的阻值并用固定

19、電阻重焊回去，這樣原5V輸出就變?yōu)?.3V，供應(yīng)所有電子管燈絲使用。完成上述步驟以后將變壓器拆下來，記下每個繞組的引腳。然后將磁芯拆開，依次將原線圈拆除并詳細(xì)記錄每個繞組的圈數(shù)。由于原開關(guān)電源磁芯窗口太小放不下高壓繞組，所以需要另外選擇磁芯窗口大一點(diǎn)。的，在舊的彩電開關(guān)電源板上很容易找到，買一付新的磁芯和骨架也不貴，一般2-3元即可。 一般ATX電源的脈沖變壓器的繞組結(jié)構(gòu)見圖5，為了滿足5V/22A電流的需要，一般5V繞組采用三股0.83mm的漆包線并聯(lián)使用，12V/8A串聯(lián)于5V繞組上用雙線并聯(lián)使。而我們用于膽機(jī)供電時，用不了那么大的電流，所以在重新繞制時需重選漆包線的線徑，具體的

20、繞制參數(shù)見圖4中的標(biāo)注。將改繞好的脈沖變壓器頂部向下，用粘合劑粘在印板上固定，然后將初級線圈、5V、12V線圈分別連接到印板上原位置，高壓用的4只快恢復(fù)二極管采用搭焊方式，焊在脈沖變壓器的空置引腳上選擇所需電壓端的抽頭焊上。然后通電檢查5V端子看能否輸出6.3V的直流電壓，如能輸出6.3V直流電壓說明脈沖變壓器改制成功，如電壓偏差在15以內(nèi)可重新調(diào)整取樣電阻的阻值來滿足，如偏差太大則應(yīng)檢查脈沖變壓器繞制數(shù)據(jù)，不行則需重新繞制。檢查散熱風(fēng)扇的電壓情況，根據(jù)情況增減串聯(lián)在風(fēng)扇電源電路中二極管的數(shù)量以保證電壓穩(wěn)定在12V，使風(fēng)扇能安全穩(wěn)定地工作。這樣改制的ATX電源就可以用于膽機(jī)的電源供應(yīng)了，當(dāng)然用開關(guān)電源為膽機(jī)供電這個問題在圈內(nèi)一直有爭議。這就看設(shè)計(jì)者自己怎么選擇了。根據(jù)我個人使用這兩種電源的情況來看，開關(guān)電源對音質(zhì)并沒有什么影響，而且燈絲供應(yīng)還非常穩(wěn)定，不會受到市電變化的影響，重量也比鐵芯式變