電子管的基本知識機制做準備工作

電子管的根本學問機制做預備工作電子管又叫真空管，美國人稱為Tube，英國人稱為Valve。J.A.Fleming1904DeForestLee1907Triode，使放大器從今登上了歷史舞臺；之后衍生出的五級管PentodeBeamTetrode，使電所以略過不提。相對于晶體管放大器，電子管放大器體積大、重量重、效率低，而且從指標上來講失真大，所以當上601970AudioResearch公司的WilliamZaneJohnson先生在美國HiFi大展上展出了他研制的電子管放大器，引領了電電子管的非線性失真指標雖然高，但大多發(fā)生在低次諧波上，實際上對聽感的惡化不大，反而往往更加好聽；晶體管的非線性失真則有發(fā)生在高次諧波上，對聽感的惡化較大。電子管有助于聲音的人性化，甜蜜自然的聲音聽來更加讓人愉悅放松，同時電子管的失真特性也有利于掩蓋音源的缺乏；而電子管的缺乏在于低頻掌握力量稍欠和大電流輸出力量缺乏，不過在推動耳機時的表現(xiàn)不會讓人無法承受。電子管電路的Simpleisthebest的味道，也可以讓我們集中財力拿下盡量好的管子。下面盡量簡潔地說一下電子管工作原理，了解這些原理將直接有助于處理實際電路問題。電子管由外部的玻璃殼體、內部的幾個電極和連接電極的管腳組成。二極管是最簡潔的電子管，里面有燈絲Filament〔跟白熾燈的燈絲看起來差不多，通常用f〕、陰極Cathode〔緊靠燈絲的一塊金屬板或者燈絲本身，K〕和屏極Plate〔位于P〕。電子管實際電路工作時，燈絲上有電流通過就會發(fā)熱，當自身或加熱陰極到達肯定溫度之后，會有電子獲得足夠的能量而從上面放射出來，這些電子將被屏極吸取，但由于燈絲或者陰極不能吸取電子，所以這個方向不能反過來，這個單向導電特性是電子管的工作根底。三極Grid〔一片比較致密的金屬網格，通常用G〕以掌握電子的運動，而正是柵極的掌握作用使得電子管擁有了放大電壓信號的力量。五級管則是在三極管的第一G1G2〔稱為簾柵極〕和第三柵極G3〔稱為抑止柵極〕，目的主要在于減小各極間電容和抑止二次電子放射。電子管各極在電路中的連接方式請參考本文后面章節(jié)中的電路局部?！参寮壒軓纳系较拢篜、G3、G2、G1、Kf〕〔實際上也有少局部型號〕，這就是電子管又叫作真空管的緣由。從實際生產工藝來空程度?？雌饋磉@些消氣劑就像是一層附著在玻璃殼體頂部內側的銀鏡。好。簡潔說了說原理以后，我們就開頭考慮具體的電路。電源方面打算承受傳統(tǒng)的電子管全波整流加CLC濾波的方式。電子管全波整流是指用一支雙二極管來CLC〔即扼流圈〕來將直流電壓的紋波盡量抹平。Single-EndSRPShuntRegulatorPull-Push〕兩種形式，單端放大只使用一個三極管，構造簡潔，音色也最純真，中頻尤其美麗；SRPP說可以分為單端和推挽，由于不需要輸出太大功率，我們也承受了單端形式。放大倍數不大，噪音問題也不會太大，我們打算承受溝通燈絲供電?！搽娮庸堋车靡员３窒嗷オ毩ⅲ娙輹绊懙郊毠?jié)和低頻的表現(xiàn)，綜合考慮后這次承受了難以買到而且價格昂貴，也只好放棄了。OTL，陰極輸出的聲音更加透亮，聲場更好，而且本錢可以做得較低；但由于電子管輸計，再回想起麥景圖的美麗表現(xiàn)，為了打上這個牙祭，筆者也狠狠心選擇了輸出變壓器。以這里承受了少量的負反響。后。選定器件小結一下上一節(jié)的思路：電源是膽整流加CLC濾波，放大電路是全單端電容耦合加變壓器輸出，輔以少電容和輸出變壓器，其他的如電源變壓器、扼流圈、旁路電容和電阻等對聲音的影響則不是打算性的。首先來敲定電子管。前級電壓放大方面，我們應當固然選用三極管，由于三極管失真較低，而且放大力量也足夠用了。事實上我們能比較簡潔買到的三極管都是雙三極管，也就是一個玻璃殼體里面裝了兩支三極管。在音頻電壓放大領域最常用到的雙三極管家族大致有這么幾種：CCA/E188CC/E88CC/ECC88/6DJ8/6922/6N11、多不同型號其實參數一樣或者相近，而管腳意義或產地可能不同，可以代換使用，只是要留意顧及到不同型號之間的差異。以前面列舉的其次種為例，ECC83/E83CC/12AX76Н2П是前蘇聯(lián)型號，ECC832C51壓放大，聲音大致走向可以說差不多在前面兩者之間。固然出于不同取向，各位朋友可以有不同的選擇，只是那樣的話必需要依據具體的管子參數來調整電路。同樣也是由于有些管子之間可以互換，我們才可以比較便利地品嘗不同管子之間的不同風格?？紤]到個人聽音偏好，筆者最終選擇了2C51/5670/6Н3П/6N3家族，它們的管腳挨次定義完全一樣。出級承受多管并聯(lián)，所以這里只能選擇五級管或者輸出功率較大的三極管。但是由于能輸出大功率的三極管比較貴，所以我們選擇了五級管，雖然失真比三極管要大，但是也完全可以承受。符合我們要求的五級6P14最終是整流電子管的選擇。市場上有售的很多雙二極管都符合我們的要求，比方5U4/5U4G/5Z3/5Z3P、壓會低一些，而5Z4和5AR4等旁熱式整流管的整流電壓則會高一些，不過差異不是太大。上面所述的各雙二極管的管腳挨次定義完全一樣。各電子管的國產型號構造示意圖請見后文“實踐預備”一節(jié)。除了型號，品牌也是選擇電子管的重要因素，借用高手的話：“英國膽〔就是英國聲〕，似乎一杯香濃的咖啡，濃郁細膩，具有超強感染力，令人著迷；荷蘭膽，聲音順滑流暢，布滿活力而又不失韻味，是一種輕松自然的享受；德國膽，聲音干凈，直率，分析力高，就像是得意志民族的穩(wěn)重，嚴謹，理性的作Mullard和BrimarAmperexPhilipsTelefunken、SiemensRFTSovtecOTKWE、RCA和TunsolJJTesla產膽也有了自己的特點，也有一些功率輸出管可以和外國名管媲美，不過在電壓放大管方面還有比較大的缺乏，最明顯的是聲音有些模糊，另外凹凸頻的延長稍差。接下來是耦合電容的選擇。對耦合電容稍有了解的朋友都知道，這里面有格外大的學問，要散開來講就收不住了，所以在這里筆者只打算略提一點。在信號耦合通路上使用的電容大多是無極性薄膜電容，也Jensen、、Hi-Rel、Wonder、KimberKap、SolenWIMAJensenJensen的特點在于音樂感強、格外耐聽，堪稱仙樂飄飄，聲音密度高，聲場、動態(tài)、解析力和全頻帶表現(xiàn)都格外Rel-CapOEMAudioCap、MultiCapHi-RelKimber兩端延長比MIT等電容稍差。Solen的特點是聲音美麗、稍顯模糊，但其全黑品錫膜SCR修正了從前的灰SSCRWIMA跟Solen的風格迥異，舊款WIMAWIMA稱BlackBox，聲音甜蜜流暢，音色鮮活華美，聲音密度和高頻延長幾乎能跟MITSolenWIMA。4K5K。其他參數方面，我們與其他器件一起放到下一節(jié)來講。至此，我們已經可以確定具體的電路原理圖〔圖中未明確標注功率的電阻均可取1/2W，未明確標注耐調試步驟中提及一點。逛逛市場方案和器件都根本定下了，接下來就該去電子元件市場選購所需器件。DIY50W〔老虎鉗〕、螺絲刀、美工刀、直尺、電鉆〔可能需要〕、足夠的焊錫絲、熱熔膠條和熱熔膠槍?；蛸I或蹭，反正總得有得用才行。先去電子管商店看看，一般來說這些商店很可能會同時有全和二手的管子出售。依據既定打算，我們將總共需要選購一支雙二極管作整流、一支雙三極管作電壓放大和一對五級管作功率放大。至于購置國5Z3P、5Z4P5AR45R45U46N32C51、5670、6Н3П則不是太好買，也可以考慮二手的。6P14EL84、6BQ56П14П也還算比較好買，遇到好的二手也可以考慮。進口管假設管腳鍍金的話，表示品質比一般的要好，不過價格也要高；國產管分為四個等級，MJTQJTQ級的。假設要購置二手電子管的話，需要特別留意電子管的消氣劑，也就是前面提到的那一層附著在玻璃殼體頂部內側的銀鏡，假設具有水銀般光澤的話表示電子管還有很長的壽命，假設光澤已經黯淡或者消氣劑邊緣變得灰蒙蒙的話就表示電子管的已經使用了比較長的時間，假設消氣劑已經蒼白脫落則表示電子管內部的真空程度已經不佳。順便說一句，同一型號不同廠牌的電子管聲音不同，而且即便是同一型號同一品牌，生產年月不同的話聲音也很可能不同，假設要具體說來的話也是大有文章，限于篇幅不再詳述。接下來是耦合電容。在筆者在上一節(jié)所列舉的品牌里面，SolenWIMA而前面幾種都是價格昂揚而且難覓芳蹤。同時，好的全耦合電容并不簡潔買到，價格也相當貴，比較可行的方法是買二手電容，由于薄膜電容的壽命格外長，只要外觀沒有嚴峻損壞就幾乎不用擔憂報廢，固然假設買油浸電容的話要留意外殼密封完好。所以我們要去的應當是有銷售二手電容的商店或者舊貨小攤聚攏SolenSSCRWIMAMKP/MKSBlackBox，0.22uF0.47uF250V〔更高也可，但價格較高〕的即可。NobleAlps多元的價位上，碳膜電位器〔連續(xù)調整〕比步進電位器〔分檔調整〕的品質要好一些，建議選用。假設買更高檔的，可以考慮級進電位器。固然假設只能買廉價的電位器也可以用，只是在使用一段時間后可能會消滅噪音或者左右音量不平衡。1-5%的誤差，由于電阻的價格廉價，可以考慮多買一些阻值和功率一樣的，以便制作時選擇出參數盡量接近所所以實際電路中需要的電阻數量是原理圖中電阻數量的兩倍。濾波電容方面，由于在電子管電路里電壓比較高，所以需要使用價格也相對較高的高耐壓大容量電解電容。為了降低本錢我們也可以考慮局部買二手的，到底電解電容的壽命也是相當長的。這里我們列舉一只0.1uF/400V的國產紅色MKP薄膜電容來濾波；在放大電路局部，可以考慮再用一只22uF/400V的Elna或Nichicon電解電容和一只0.1uF/400V的國產紅色MKP薄膜電容來關心濾波。事實上，假設使用容量和耐壓略微高一些的電容也沒問題。輸出級五極管陰極旁路電容方面，我們考慮購置一對220uF/50V的Elna電解電容。105℃的，在實際使用中也應盡量使電容遠離電阻和電子管等發(fā)熱源。同樣也建議多購置一點電容以備不時之需。100W〔高壓3A整流燈絲2A放大燈絲10H/250mA。40mA4K5K、次級阻抗則選擇最接近自己耳機阻抗的就可以〔32/50/64/120/250/300Ω〕。具體購置方面，我們一般可以直接到商店購置或者是向廠家訂購，就筆者所知國內供給訂購這些東西的廠家和商家不少，比方電源變壓器、扼流圈和輸出變壓器可以向廣東的“牛魔王”、河北的左氏、四川的凱立和廣東的利特公司等訂購；能購置和訂購機箱的商家和廠家在廣東、浙江和四川等地都很多。品質方面，應當說國內的電源變壓器、扼流圈和輸出變壓器是牛魔王和左氏的比較好，只是價格也比較高，到底一分錢一分貨；機箱則各地工藝有好有差，根本上也算是一分錢一分貨。我們也可能在同一個廠家購置變壓器，然后在另一個廠家訂購機箱，不過這樣的話，需要向雙方廠家都溝通清楚各變壓器的鐵芯尺寸規(guī)格，以免到時候無法安裝；除開預留適宜的變壓器安裝位置之外，訂購機箱的時候還應當向廠家說明打算使用搭焊工藝〔也可以向廠家詢問一下建議〕，并確認機箱上〔供電子管插上面的〕電子管管座、音量電位器〔品質一般較差，只是為了測試安裝〕和尺寸適宜的變壓器屏蔽罩。固然，假設這些都在同一廠家訂購的話，就可以確保至少安裝沒有問題了。筆者自己出于便利和本錢考慮，向凱立訂KDP142-3mm〔取用中間的粗銅線〕，長度視實際具體需求而定，保證夠用的話要半米多，固然，銅的純度高一些為好。為了信號輸入插座和音量電位器之間的連接能夠保證屏蔽，我們還需要一根麥克風立體聲信號線。還有用來進展內部連接的線材，我們可以承受特富龍絕緣層的鍍銀銅線〔通常被稱為“特富龍銀線”〕，通常它們是一對相互螺旋纏繞的黑白線。上面這些線材在二手電子市場上都比較簡潔買到，價格也不會太貴。另外機箱假設沒有包含的附件也需要買。實踐預備雖然在前面我們已經做了很多理論預備工作，但是也還要再預備好足夠的實踐根底學問。裝上；有些八腳管的底部已經標明白管腳的編號，這樣就更加一目了然了。管腳示意圖和實物圖如下：其次是電子管管腳對應各極的識別，下面分別參照上圖對雙二極管、雙三極管和五極管進展說明。雙所以第八腳應當接燈絲供電的地線，其次腳接燈絲供電的5V輸出；第四和第六腳是屏極。雙三極管6N3第五腳對應的是屏蔽片，其它八腳剛好對應左右對稱的兩個聲道，以左邊為例：第一腳是燈絲供電，其次腳是陰極，第三腳是柵極，第四腳是屏極。五極管6P14五腳組成燈絲供電，第三腳是陰極〔內部已經與抑制柵極G3短接〕，其次腳是第一柵極G1，第九腳是簾柵G2，第七腳是屏極。然后我們要學會如何通過電阻上的色環(huán)識別電阻的參數。雖說用萬用表來準確測量電阻的阻值往往也DIY效率了。大多數的電阻上面印著四條或者五條彩色的環(huán)，我們可以先觀看一下處于兩端的兩條色環(huán)，假設那么就重擺放電阻使這一條色環(huán)位于最右邊，接下來就可以確定電阻色環(huán)的含義：最右邊的這個色環(huán)代表阻值精度，跟精度色環(huán)相鄰的色環(huán)代表乘數，余下的兩條或者三條色環(huán)代表阻值基數。具體的顏色與數字的對應圖如下：1uF〕。電解電容在使用時必需將正極接高電位、負極接低電位，假設接錯的話很可能會損壞。識別的方法是電容外殼上會有一道顏色與外殼底色不同的不太寬的直立條紋，而緊鄰著豎條的引腳就是負極。在原理圖里，電解電容的正極是一個空心的扁矩形，旁邊可能會有標識“+”，負極則是一條實心的細線。只有地線、輸出、輸入。還有耳機輸出插座的三個焊片的含義。找出一個耳機插頭，將插頭水平向左，那么從左到右依次是左聲道、右聲道和地線。插座自然與插座一樣。我們需要留意的是，假設插入插頭時，插座上會有兩個或三〔地線〕，下〔相線〕；保險絲和電源開關都應當接在火線上；固然還有更多的根本學問。假設有不清楚的，請大家參看相關介紹或者請教有閱歷的朋友。正式開工特別提示：“安全第一”。留意安全。假設沒有閱歷，請在有實際操作閱歷的朋友的指導下進展。圖過渡到實際電路。〔實際上這個框架也同時作了地線〕，然后將各器〔框架〕之間的，而整個電路大。直到完成了全部的焊接之后，我們才會把電子管插上，然后通電開機進展測試和調整。筆者先給出焊接完成后的機器內部照片〔由于焊接中的臨時狀況，圖片可能跟表述稍有出入〕：DIY狀況見機行事?！补倘患僭O是在同一廠家訂購了變壓器和機箱就不用自己動手安裝了〕，然后是把機箱倒置放置，取下底板?！簿褪抢锩婺莻€最大的家伙，分居兩端的是兩〕和整流管遠一些，減小干擾。這里我們先做個商定：距離八腳管座近的那個為二號。應當消滅的金屬之間的接觸短路。請大家留意：〔除音量電位器上用的輸入信號線和搭焊地線框架之外〕我們在機箱內部使用的連接線都是前面提到過的“特富龍銀線”，為簡便起見簡稱為“導線”；由于它沒有屏蔽層，所以我們在使用的時候通常保持同一組的相互螺旋纏繞以保證屏蔽；筆者個人有時習慣將黑線用作高電壓和信號、白線用作除電源變壓器輸入的走線和信號輸入插座與音量電位器的輸入信號線要沿著機箱的邊沿走之外，其他的導線都盡量就近走直線，長度上略微多留一點余地就行；在焊接放大電路時，建議先完成一個聲道的完整電路后在進展另一個聲道電路的焊接，以免左右聲道走線混淆。后文中都如此所述，請容許筆者不再重復說明。和“輸出”指的都是電源變壓器的輸入和輸出焊片。溝通地線連接方面，我們用導線連接溝通電源輸入插座的零線和電源變壓器的輸入地線〔一般有“地”字樣的標識〕即可；溝通火線連接的通路上有個電源開關，開關可能是上下?lián)軛U式或者旋鈕撥段式的，前者很簡潔只有兩個引腳，后者有多個引腳就先把旋鈕撥到開的位置然后用萬用表測量出哪兩個引腳接通，然后用導線連接溝通電源輸入插座的火線和開關上的前述兩個引腳之一，再用導線連接開關上另一個引腳和電源變壓器的220V〔有“220V”的標識〕。燈絲供電方面，我們承受溝通供電：直接用導線連接5V輸出和八腳管座其次腳，同樣再連接5V輸入旁邊的03.15V，“3.15V03.15V”的標識代表同一組雙3.15V〔正相〕，3.15V〔負相〕；先用導線把3.15V3.15V號小九腳管座的第四和第五腳分別與二號小九腳管座的第一和第九腳相連接，再用導線將二號小九腳管座3.15V3.15V地在焊接前后用熱熔膠來固定導線和電容等元件。③一號輸出變壓器的“0”標識焊片、④二號號輸出變壓器的“0”標識焊片、⑤八腳管座的一三五七共四個未用管腳中間最靠近①的那個、⑥電源變壓器的雙高壓輸出繞組中心抽頭焊片〔就是兩個“280V”標識2cm地方折出直角，然后分別焊接在①②兩點；接下來如法炮制用粗銅絲連接③④兩點，不同之處在要平行著焊片來焊接，以增加焊接強度，所以彎折銅線的時候每一端都需要在平面內折出兩個直角，大致呈“乙”a地連接③④銅絲，為了增加焊接點的結實程度，可以把第三根粗銅絲的兩端都折成小鉤，這樣可以增加焊a上兩組雙3.15V輸出中各自的中心0抽頭焊片用導線連接，再與剛搭建的地線框架用導線就近連接起來。3cm在焊接的時候一般依據從下到上的挨次，這個需要在焊接的時候見機行事。為了預防馬虎讀錯電阻阻值或者萬一電阻失效，筆者建議在焊接之前用萬用表確認一下阻值。我們把最大的兩個飛利浦藍六角電解電容分別水平放置在機箱空地的兩端，引腳朝內，而且第一腳〔正極〕位于各個100Ω/2W腳，再用一個100K〔與電源變壓器相鄰且位于中間的那個“變壓器”〕的輸入端〔靠近中心的那個引腳〕，再用導線連接輸出端和后面濾波電解電容的正極，電容的負極與地線框架直接用導線連接。實際上作濾波的還有無極性的薄膜電容，它們是與電解電容并聯(lián)的，所以我們依據電路原理圖把薄膜電容的兩個引腳分別與電解電容的兩個引腳用導線連接即可。在焊接的過程中，電容和電阻的過長引腳應當剪斷。同時留意在焊接過程中應盡量使電容遠離電阻和電子管等發(fā)熱源。在對空間上格外接近的多個元件進展連接時，可以把要焊接的引腳先擰在一起再行焊接?！矆D中有一小片電路板，這是為了便利并聯(lián)多個小容量電解電容而使用的，實際上并不是必需這么做〕以獨立地依據電路原理圖亦步亦趨地完成大局部電路的焊接。這里特別講一下輸出變壓器〔也就是分別位于兩端的那兩個〕的連接。每個輸出變壓器都有四個有用B+、P0、xx〔xx〕。B+是指整個電源電路輸出的直流高壓，這個焊片與扼流圈之后的電解電容正極相連；P的意思了，也就是這個焊片直接與電子管屏極相連；這兩個是輸出變壓器的輸入，這一側假設有更多的焊片就讓它們空著不用。0和xx0對應的焊片用導線連接后把導線直接焊接到離耳機輸出插座地線焊片最近的地線框架處〔這兩根線在地線框架上焊接在同xx的數值應當與耳機的阻抗比較接近；假設有更多個焊片的話，則應中選擇一個跟耳機阻抗相比照較接近的來使用，其它的就空著不用了。順帶著耳機輸出插座的連接也講了，不過還有一點，那就是耳機輸出插0再提一下音量電位器的接法。首先是信號輸入插座和音量電位器的連接，先預備好長度適宜〔應當可以隨著線材彈性而沿著機箱的邊線放置2cm然后把屏蔽層〔最外面的一圈銅絲網〕卷成一束，再分別把兩端里面的兩根信號線〔白線和紅線〕的絕緣外皮剝掉1cm不到；然后找兩段前面剪斷的電容或電阻的引腳，其中一段用來連接兩個信號輸入插座的地線焊片，另一段用來連接音量電位器的兩個聲道的地線焊片；接著把預備好的麥克風信號線一端的屏蔽層焊接到信號輸入插座的地線上，然后把白色和紅色信號線分別焊接到信號輸入插座的信號焊座上；另一端上，再把信號線的屏蔽層焊接到音量電位器的地線引腳上，最終把白色和紅色信號線分別焊接到音量電位器兩個聲道的輸入引腳上。然后是音量電位器和電壓放大管的連接，首先向前面一樣預備好一條長度適宜〔cm地線引腳上，然后把白色和紅色信號線分別焊接到音量電位器兩個聲道的輸出引腳上；另一端上，再把白色和紅色信號線分別焊接到二號小九腳管座的第三和第七腳〔6N3〕上，最終把屏蔽層就近焊接到地線框架上?！惨簿褪菢嫾艽詈缚蚣芤欢沃械蘑邸成?。固然也可以像圖片中那樣特地使用一根粗銅線來連接搭焊框架和機箱外殼。下把殘留在里面的金屬碎屑等抖出來。不過不要急著蓋上底板，由于我們還有最終的一點工作要做——最終調試特別提示：開機之前肯定要確認耳機已經插上