2×50W甲乙类6P3P功率放大器制作

李楠《电子报》

   凡是欣赏过设计、制作优良的电子管功率放大器的人,对其醇美的音色多会产生一种好感和偏爱。在集成电路、晶体管统霸电子技术的今天,电子管还能占上一席之地,甚至于迷倒一群爱乐者,一定有其特殊的原因。
    
对于时下复燃的胆机热,电子管在国内音响界的回潮.有评论家认为,这是人们怀念以往纯真年代的怀旧心理造成的。作为年轻人的我。不曾见识那个火红的电子管时代。对其产生兴趣并由此变得情有独衷.是在释读了<音响王国三黑马>以后。自己也参照对比一番开始的:现代的晶体管机一般有迅猛的速度感,听起来声音比较紧凑和清劲,还存在的较大不足是在声音的质感上显得比较浮躁一些,长听下去让入有种坐不住的躁动感;电子管机长处是美在音色上,声音特别甜润,容易使人联想到“皓月当空”的纯美意境,“绕梁三日”的赞美之词.在以往经典的电子管机上,在声音的表现上却容易出现“过肥”、“过慢”的特征,不太适合现代音乐的欣赏要求。在晶体管管族中.有“日立”产的LDMOS场效应功率管.音色上比它的大哥“双极性管”表现要纯洁得多,中、高音区的表现力几可与电子管相比.初初听下来如电子管般讨好于人,速度感的表现上与晶体管机的特性相近.基本上具有两机的所长。
    
在进一步的听音比试中.还发现带输出变压器的传统型电子管机与时下流行的OCLBTL式晶体管机在声音的饱满程度上也有区别.电子管机的声音充实一些、厚实一些.表现人声显得有底气,弦乐的刻划深刻许多,晶体管机在声音上明显要单薄一些.显得有力无气(底气、灵气)。这好比在下家居不远处的那眼“白沙”神泉,如果拿上一杯与普通白开水放在一起,肉眼下你是不可能区分它们的。但当你仔细品味过它们的口感后,你不难体验哪一杯是甘甜与醇厚的。胆机的妙处也多在如此。
    
自打对胆机产生了好感,笔者焊装、实验了DynacoQuad、“金牛”、“极典”120等传统的线路,为了解胆的习性也与“曙光”的工程师结为了挚友。从中也发现,胆机虽然有难以取代的“醇厚”的长处,但是,对于播放起节奏强烈、快速的现代音乐来,它本身那种慢慢腾腾的脾气、产生出的不协调感,也让人难以满意。传统的胆机推一些“软”声的箱子碰到的问题是不少的。
    胆机快不起来的原因何在
?围绕这个问题在下进行了一系列的实验和钻研,大致得出这样的结论:
    ①推动级输出内殂的影响,用一些低内阻的推动管.在声音的力度上可以获得改善;
    ②、电子管内真空程度的影响。管内真空度高,声音的表现上清脆、有力一些。
    这一点从理论上说可以认为是真空不良情况下,管内余气与电子碰撞后产生栅流,使输入电阻下降、栅极电压不稳定造成的.同样一个厂的电子管.在声音结实程度的排列顺序上
6P3P好于EL34EL34好于65506550好于KT88……,这在同样一个推动电路上可以听出来。这些管子在共性上相近不同点是玻壳的大小.它与声音的排列竟会相同。
    在笔者从推动电路入手进行的实验中,
T1机在传统的“前放十长尾式倒相”电路中,采用N116N6等低阻管.胆机在速度上、力度上比以前获得提高,T2机中针对“长尾式倒相”存在电流型负反馈使本级输出内阻升高的问题.采用了“前置差动倒相+电压放大级”的模式。声音的力度上、速度上进一步获得显著提高。它在保留了电子管“谆厚”音色特点的情况下。速度感、“爆棚”能力获得了与晶体机相似的效果,成为一款名符其实的“现代之声”功率放大嚣(有关线路可参阅《实用电子文摘》945期;956)
    本文介绍的
T3胆机是在快速、中性前提下对传统线路改进工作的继续,它的特点是在功放管的前面增加了一级直耦的阴极跟随镢,通过推动级内阻的降低.使功率管的输入讯号获得低内阻.恒压的特性。抵抗和吸收大功率电子管棚流的影响。从而使扩音机的声音更加地结实、有力。
    这个电路的另一个好处是:由于克服了电子管栅流的影响,电子管的工作范围可以十分可靠地工作在负偏压截止点到正偏压这较宽阔的线性跨导区内,从而突破了甲乙
1类功率放大器不可超越栅偏区0伏过推动的禁忌,进一步利用阴极极限电流。阳极功耗的潜能,使扩音机的不失真输出功率成倍增加。
    如
6P3P的不失真功率可以做到50WEL34可以做到70WKT88更可达100W以上。这三种常用电子管在甲乙类工作条件下的特性如附表所示。(注:电子管功率输出级的AB类放大,根据电子管的特性决定,分为0偏压条件下的“AB1”类和有部分工作区在产生了栅流的正偏压条件下的“AB2”两种放大类型,这只是说明两种电路对推动电路设计上需要不同的考虑和方法。并不能错误的认为AB1类的声音好于AB2
类,这点从附表上各管的开环失真特性上可以看出来。――――笔者)
 

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电路剖析
    
在如图1所示的电路中,双三级管G1的两个管芯组成一个差动的(长尾式)倒相、放大级,使单相的输出讯号变为推动推挽式扩音机需要的推挽信号,在G1的两个阴极上接入了一只100欧的小阻值微调电位器,这主要是为了解决电子管生产工艺上“对称性”的参数而设计的。用于整机的交流平衡特性的调整和交流声的消除。双三极管G2是整机电压增益的主放大级,用于对从Gl屏极输出的分相讯号电压进一步的放大。
    这两级放大的结构与常见的经典胆机机有不同之处:
    一是“全推挽工作”的线路对于共模信号有较好的抑制特性。
    二是延袭上次
T2胆机的做法,把长尾式倒相放在线路放大之前,克服该级存在的电流负反馈产生的高输出内阻特性在推动输出管方面的不利情况。在此也得说明的是,由于此机接入了“阴极跟随器”,这方面的影响就不存在了;
    三是,这种组合模式在推动级上用的管子不多,只比“前放
+长尾式倒相”的传统电路增加了“半支”管子,却在整机增益上、灵敏度上要高出许多,这对于推动KT88EL156之类的大功率管,在保证增益要求的情况下,在成本上得到降低.对比“威廉逊”电路.所用的成本差不多,但却减少了一级放大、同时也克服了“屏阴分翻倒相”输出特性不一致的不足,在失真度特性方面就可处理得更好些。
    这种电路的模式正在成为新一代胆机的主流.在各级放大间的耦合上采用了传统的
RC耦合方式,这主要是考虑到双三极电子管在生产上都不可避免的存在些差别,电容隔直的耦合方式有利于排除各管间屏极电位不一致带来的装机、调整麻烦。像6N116N6等电子管的阴极热容量不同,从加热到进入正常工作的时问也不一样,隔直耦合的另一个好处是有利于保征电子管的寿命,只要RC算的常数定的低些,加上考虑到输出变压器的低频响应,RC
耦合与直通的结果是一样的.没有必要以牺牲“胆寿“来盲目追求并不存在的”低端响应“。
    
工作于AB2类、B类状态下的电子管功放级.为消除正偏压时栅流的影响.有变压器耦合和直耦前置阴极跟随器的两种输入方式。从减少工艺上的复杂性方面考虑,在此采用的是阴极跟随器的简单办法.对于这一级,图lG3G4G5组成的电路是密不可分的。输出管静态电流的调校是通过调整 W2W3两只微调确定.为防止滑片式可变电阻出现接触不良产生栅位增高、工作电流过大的问题.在电位器的负电位端与G3的栅极间接入了各l 50K的两只电阻,如果万一出现上述的故障,该电阻可使栅极电位强制拉向负偏压.使各管的电流截止,使功率管得到保护。
    功率放大管G4G5工作在标准的束射四极管模式,这对于像6P3P588lKT66这类中等功率的电子管来说.有利于获得较大的输出功事.从而保证推动那些灵敏度在86dB90dB的音箱在家庭听音方面有足够的声压级。G4G5
的帘栅极接有由大功率稳压晶体管提供的稳压电源.采帘栅压稳压的方式有利予保证输出级有很任的失真。

本机的电源供给有:
1供电子管灯丝的63V交流电压,功率管的灯丝每声道用一组交流绕组,前级灯丝的供给采用带中心抽头的双3.15V
绕组.中心脚在直流上接到一个相对地端较负的电位上,这样能保证并连后的各管灯丝与阴极间的电位差总小于灯丝一阴极间的极限击穿电压.抽头端在文流上由于旁路电容的作用,等效是接地的,这是减少旁热式电子管交流“哼”声的手法之一.实际的效果就阴极加热来讲,与直流点灯丝是一样的。交流点灯丝还有着音乐感、电子管寿命方面的多种益处。

2阳极高压B+,采用晶体管整流、大电容滤波的方式.采用6P3P时.电压约在400伏多点,当果用EL34KT88时.整流器的输入端应改接到交流330V的变压器输出端子上,使电压上升到460伏左右,并把输出级的放大电路改为“超线性(UL模式)”,以获得比6P3P时更大的输出功率.从目前国内市场上可以购到的电子管来说.6P3P是最容量寻得的管子之一,它有广大的供货市场.成本也低廉.这是设计本机时考虑到的一个最重要的因素。同时,这只管子的声音也是十分有弹性和饱满的。依国外产量WE3506L6G的名气来说并不在发烧友们知道的KT88之下。

3一组±135140V的直流供电,负电源主要是为Gl 管差动电路的“长尾式”共阴极电阻和输出级偏压而设定的。正140V电压供阴极跟随器的阳极,使该管的阳-阴极电压保证在300V的极限数值内。采用这种单独的供电方式比起从B+上通过电阻降压的方式,在功耗上降低45瓦,在升高B+
、更换高压大功率管的摩机时,也无需重新设计供电线路。


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