胆机功放工作原理_胆机功放制作教程图解详细

300B单端功放众所周知,深受大家喜爱,生产电路层出不穷,争奇斗艳。这次介绍的电路比较简单和传统,主要侧重于降低灯丝交流供电站产生的交流声,以提高其音质。

一、电路介绍300B是直热式功率管,灯丝加热有交流或DC供电两种方式。两种灯丝加热方式各有优势。一般来说,在音质方面,交流加热更有利,但缺点是交流声音比DC加热大。因此,如果用交流电加热300B灯丝,尽量减少其残余噪音,那么可能会获得更好的音质。为了降低300B的残留噪声,最简单的方法就是避免从输出变压器的二次绕组加入到前一级的负反馈回路,或者尽量减少负反馈,最好取消负反馈回路。在该电路中,300B灯丝由交流电加热,同时取消负反馈并强调电压放大级的设计,以获得更好的音质。

图1是这台机器的电路图。可以说是除了少数地方,非常传统的电路结构。整个电路相当简单,尽可能省去了不必要的元器件和电路,减少了器件数量。整机所用电子管的一般应用值和特性见附表。

该功放采用两级电压放大,均采用SRPP电路结构。SRPP最初是为高频放大而开发的。现在如果用在低频放大电路中,自然期待更宽的频率响应。因为三极管放大的噪音比五极管小,所以本机两级电压放大用三极管。输入级特别选用了双三极管5814A,相当于12AU7的高性能晶体管,目的是将输入级的放大噪声降到最低。由于5814A的放大系数()较低,因此SRPP电路可以提高该级的增益并降低其输出阻抗。第二级电压放大器采用12BH7A,适用于音频放大、振荡、脉冲放大,作为低频应用有很好的性能保证。这一级的工作电流较大,是为了给300B提供足够的驱动力,根据图1中5814A和12BH7A的阴极电压和阴极电阻,可以估算出它们的静态工作电流。

(1)5814A静态工作电流I=6.7(V)/3900()=0.0017(A)=1.7(Ma)。

(2)12BH7A静态工作电流I=5.8(V)/1500()=0.0038(A)=3.8(Ma)。

以上两级电压放大(削波点前)最大输出电压达到90V,足以满足推广300B的需要,另外两级电压放大级噪声低,失真小,为整机采用非负反馈放大奠定了基础。

功率输出级300B采用初级阻抗为3.5k的输出变压器,根据图1中测得的阴极电压,其静态电流为I=64(V)/1000()=0.064(A)=64(Ma)

可以看出,300B的工作状态介于附表所示的两种工作状态之间。根据阴极电压,可以估算出300B门的推压电压为U=64(V)倍;0.7=44-8(V)45(V).显然,这个值远小于电压放大级的最大输出电压,有利于300B获得足够的驱动和低失真。300B栅极和输入级阴极之间的680k(2W)电阻是电压放大级之间的负反馈电阻,可以降低200左右的电压增益,也可以降低部分电压放大级的失真。

为了监控输出级的工作电流,在300B的负极有一个1mA的电流表,通过100k的电阻串。这样,电流表就转换成了100伏的电压表。由于300B的阴极电阻为lk,因此每个伏特读数相当于lmA电流。60V相当于60mA静态电流。该仪表配有转换开关,分别监控左、右声道300B的工作电流。

电源的电路也正常,但是滤波元件的数值对本机的交流声音有一定的影响,要引起足够的重视。首先注意到滤波器输入电容的容量较小(4 f/600 V油浸电容),防止浪涌电流过大损坏整流管。同时,它还防止启动时过高的DC高压损坏相关元件。为了减小高压纹波,采用了电感和电阻组成的两级滤波电路,滤波电容的容量相当大,制作时一定要充分注意。为了进一步降低交流噪声,特别是灯丝交流电源产生的交流噪声,在高压B1和300B灯丝中心点之间跨接一个20 uf/500 V的电解电容,以达到一定的反相抵消效果。通过以上措施,整机交流声大幅降低,即使耳朵靠近扬声器,也完全听不到残留噪音。滤波电解电容上并联的电阻R1和R2(各并联270 k/6W电阻)为泄漏电阻,可以防止滤波电解电容导通时瞬时电压过大,关断时释放高压。电压放大级的灯丝绕组通过一个0.1 f/600 V的电容接地,主要起到交流接地的作用。

2.图1显示了器件和制造中电阻和电容的电气规格要求。所有未显示的电阻均为3w氧化膜电阻,3w以上的电阻均为搪瓷电阻。电力变压器每个绕组的要求也在图1中示出.输出变压器和滤波扼流圈都标有型号。它们是日本平田电机公司生产的产品,在中国不好买。因此,列出了它们的主要规格。

(1)输出变压器:额定输出功率40w,初级阻抗3.5k,初级直流电阻约66,初级电感最小20H(最大26H),允许Dc电流1 7 0mA,频率响应20hz ~ 100kHz/-2dB(试验条件输入4V,rp=Zp)。

(2)扼流圈:电感15H,DC电阻165,额定电流150mA(允许电流200mA)。复制时,可根据上述规格选择同类产品或根据上述要求委托加工定制。

图2是底盘及其前部和后部的加工图。使用2.0mm厚的铝板比较方便。当然,在具体加工之前要购买所有的器件,然后根据所用器件的实际尺寸适当修改加工尺寸。为了促进300B的良好散热,专门为其制造了一个小型安装板。加工尺寸如图3所示,铝板厚度为1.5 mm,300B及其安装方法如图所示。

图4显示了底盘下主要部件的布局。注意每个管座的安装方向,如图4中的小箭头所示。对于300B和523,箭头指示的方向是管丝的方向,即引脚L和4之间的方向。对于5 8l 4A和12BH7A,小箭头指示的方向是针脚L和9之间的方向。两个接地点安装在底盘上。一个是“信号接地点”,布置在信号输入端;另一个是“电源接地点”,位于电源变压器处,如图4所示。另外在5814A和12bh7a的四个管附近布置一根长的接地母线(可以用1.5mm的裸铜线)。需要注意的是,以上两个接地点要保证与机箱可靠的电接触。一般应仔细清理现场污垢,然后用螺丝将接地片固定牢固。对于接地母线,应注意不要使其与底盘电接触。一般来说,总线应该在两端“架空”,端子与底盘绝缘。因为接地母线是“信号”地,所以接地母线需要用另一根线单独连接到“信号”接地点的焊盘上。

300B的栅极电阻(100k)一端焊接在管座的栅极焊片上,另一端焊接在固定在管座处的支架lLlP上,然后用导线连接到接地母线上。这

300B屏幕和输出变压器距离较远,最好用1.5mm以上的塑料硬线连接,更美观牢固。电源部分各元件的接地端子和电源变压器高压绕组的中心抽头可以分别用1.2ram多股软线连接到“电源接地点”。输出变压器的二次侧接线和DC高压部分均用1.2毫米多股软线连接。配线的其他部分可酌情用0.5 ~ 0.75 mm多股软线连接。信号输入端和音量电位器照例用屏蔽线连接,屏蔽线的屏蔽层要单独接到“信号接地点”端,注意外露的屏蔽层不要和机箱接触。布线完成后,同一方向的引线可以捆扎,看起来整齐美观。

3.调整与测试说到本机的调整,其实因为电路简单,工作状态有设计保证,只要安装正确,几乎不需要调整。如果增益较高,只需稍微调整两个电压放大级之间的负反馈电阻(680 k)。但安装完成并通电后,要照常测试各管的电压。从图中测得的电压来看,除了左右声道的输入级略有不同外,其他管的电压完全相同。然后根据测得的电压,可以计算出每个灯管的实际功耗(管压降静态电流)。

输入级5814 a p:6.7(v)/3900()[143(v)-6.7(v)]=0.23(w)

驱动级12 bh7ap=5.8(v)/1500()x[140(v)-5.8(v)]=0.5(w)。

输出级300 BP=64(v)/1000()[395(v)-64(v)]=21.1(w)。

显然,以上数值远小于表1所示的每根灯管的最高额定值,P1os工作非常安全可靠。

图5示出了两级电压放大级本身的输入/输出特性。从图中可以看出,削波点在90V左右。据估算,300B的最大驱动电压约为45 v,从图5中也可以看出,1V输入时输出可以达到50V左右,充分说明本地电压放大级有足够的驱动能力。

图6显示了当WE-300B用于机器的输出级时,整个机器的输入/输出特性。管在制作的时候没有选,大致可以认为反映了WE-300B的平均性能。从图6中可以看出,1V的输入信号电压可以达到6W的输出功率,没有削波,最大输出可以达到8W以上。

图7显示了整机的频率响应曲线。当输出为1W时,曲线几乎与输出变压器本身的曲线相同。输出6W时,只有高频端下降稍快。

图8是该机器阻尼系数的特性曲线。阻尼系数在100 Hz-20 Hz范围内为4,只有低频端和高频端略有下降。

图9示出了失真特性。由于输出级具有无负反馈的软失真特性,100 Hz ~ 10 kHz的失真曲线表现出几乎相同的趋势。1kHz和10kHz的失真几乎相同,100Hz的失真在输出功率较小时(2W)仅略微偏离1 khz和10kHz的曲线。这个特点也可以说是所有300B管道的共同倾向。

图10是当机器与各种电容性负载连接时的方波响应(上面的曲线),并且是用10kHz方波测试的。图中底部的曲线是纯电阻负载下的方波响应,用于比较。

从图10(a)可以看出,0.1 f容性负载的响应几乎与纯阻性负载相同。当负载为0.5 f时,方波响应的左角会响铃,但过冲非常轻微。当负载容量增加到1F时,波形的振铃变得略微迟钝。当负载能力增加到2F时,波形变得更钝,并呈现“圆角”。从以上测试波形可以看出,机器连接不同负载特性的扬声器时,不会出现异常振荡,工作稳定可靠。

四。性能对比。这台机器的设计和制造有两个主要目的。为了降低直热式功率管的交流噪声,对300B灯丝采用DC加热越来越普遍。该机的意图之一就是通过合理设计电路来降低其交流声级,还原300B灯丝在交流加热时的音质本色。同时,鉴于各个学科对‘300B单端功放主观音质评价的不同意见,该机的第二个意图是在上述电路的基础上,选取几个不同的300 b进行一些主要性能测试,看看它们之间有什么异同,为主观评价提供一些客观依据。在进行性能对比之前,需要说明的是,上面给出的测试性能数据是使用WE-300B时的数据。虽然采用了“WE”的模式,但并不是美国wE(西电)上世纪40年代生产的原品牌,而是性能指标最接近原品牌的复制品。英国生产的STC-4300A与WE-300B在音色上并不完全一致,但它们的技术指标基本相同。所以相对来说,其他国家生产的300B的音质和性能一般可以和300B的上述两款相媲美。

国内的发烧友都很在意国产300B的音质和性能,也是制作时的首选品牌。为此,下面给出了应用图1的电路时家用300B的测量性能,以供比较。当然国产的300B没有入选,能体现出一般的质量水平。

图11示出了家用300B的输入/输出特性。显然,它比WE-300B具有更高的功率灵敏度。同样,在输入信号为1V的情况下,国产300B的输出功率比WE-300B高1W。

图12显示了家用300B的频率响应。从30kHz开始下降,WE-300B从50kHz开始下降。但是,它们的-3dB点都在100kHz左右。

图13示出了家用300B的阻尼特性。曲线形状与WE-300B非常相似,阻尼系数整体下降0.4左右。

图14示出了家用300B的失真特性。也很像WE-300B,但国产300B在输出功率较低时失真略小,但在输出功率较高时则相反,即WE-300B失真略小。

从以上四项测试的表现来看,与WE-300B相比。国产300B的内阻和极间电容略大,但还是很像的。图15是WE-300B和国产300B之间的波形比较。图15(a)显示了6W输出的正弦波形,没有削波,因此仍有一定的余量。