whmks 发表于 2025-3-26 20:10:57

正确认识单端胆机

本帖最后由 whmks 于 2025-3-26 20:21 编辑

      初学胆机壮大胆,闯进胆界说胆事,横批——胆大妄为。
      如有资深老烧问我,看过几本书、学过几年胆、装过几台机、用过几种管?我只能哑口无言,等待批评(要批轻点)哈哈。
   在最近的热帖中,各资深坛友众说纷云,弄得大家一头雾水 ,所以感到有必要发一帖请大家讨论、验证和统一。
       回归正题
一、A类单端的定性
   引用jupeter版主帖中的一句话“当一个功率管既负责放大正半波,又负责放大负半波时,那么我们就把放大器的这种状态定义为甲类,或A类”。
   也可更简化地说“单管完成正弦波放大的称A类”因前级管也是A类放大。
   这个定性大家都认同不会有异疑,但这仅是管子工作的过程,实际工作还要分析工况。

二、A类单端的工况
      这个是争论的焦点。A类的工况应分成二大类,就是"纯A类"(静态A类)(主要在石机中应用)和“偏A类(动态A类)”(主要在胆机中应用)。
      顾名思义,“静态A类”是以静态直流电流为基点,如静态100mA,就以此为基点计算。“动态A类”是以静态直流电流为起点,是基本工作条件所需要的一个设定点,此点的直流电流是随着功率增大而增大。目前所称的A类胆机,直流电流是不固定的,是自动可变的。

    “纯A类”引用隔壁论坛坛友发的动画图,形容纯甲类相当贴切。
   
正因为有这样一个(和下面一个)的示意图,迷惑了大都人对A类胆机的认识,束博了大家的思维。
   从平面电流上看,交流电流是在直流电流的范围内进行对称波动,就是纯甲类的工作范围。再看图后分析。
下图是为了便于观看分析,把直流电流引入示波屏中,并与交流合成。
直流电流的幅度


交流电流在直流电流中

   从图中的峰值电流(或峰峰值电流)看,峰值电流/1.414=有效值电流,或用峰峰值电流/2.828=有效值电流,从图中可以算出,交流电流占直流电流最大理论值为35.36%(这不是功率的比值),实际工作时达不到。
      综上所述,普遍都认为纯A类的最大的功率效率在35%以下。但在胆机上还隐藏着一个因素,就是交流有效值电压。当交流峰值电流达直流顶点时,交流有效值电压是相当低,所以输出的功率就非常低,约在1/20左右。如一台满功率8W的300胆机,在纯A类时的功率约0.3W,但随着功率的上升,直流电流也会跟随上升(注:这里有些学问,暂不详说),按此现象就延伸出“偏A类”或“动态A类”的说法(有没有更贴切的称呼大 家一起想)。
    各位坛友可自测验证
    下面是测试(是在固定偏压下测的,自偏的可能略有不同)。
屏阴电压约390V(总压400V要扣除输出牛压降约10V),静态电流为80.4mA到输出9W功率时的直流电流变化。


当功率在0.3W,直流电流上升81mA


当功率升到6.7W,直流电流上升到92.4mA


当达到最大功率9.5W时,直流电流上升到97.5mA。


如再加大信号,出现上下压缩波,此时的电流会变小为89mA,进一步压缩电流会进一步减小。


三、A类单端的应用
1、常规应用
      常见的约360V左右的屏、阴电压,静态80mA左右的电流(实际降到70mA左右利用率最好),前级约有70V的有效值推力,输出8W的功率。

2、加压应用
在常规应用的架构下,增加屏、阴电压、增加负压、增加推力到90V以上,上述三项是根据最大输出功率不同而不同。
在静态、动态都不超屏耗下,例举几种电压组合(都没有优化,优化后可能会更好,坛友们可各自发挥优化电路)。
A、屏、阴电压约390V的一组,最大输出功率约9.5W。这个静态电流设得偏小,达到9.5W时直流电流仅86.7mA,波形有上纯下锐。


详细的示波图


B、屏、阴电压约428V的一组,最大输出功率约11.8W。用这组数据可计算出许多结果,如直流利用率、屏耗、输出牛效率等。




超电压的也测了一下。
C、屏、阴电压约485V的一组,最大输出功率约17W。




D、屏、阴电压约540V的一组,最大输出功率约20.9W。




以上都属于线性放大,保持了胆机原有的特性与特佂。

3、创新应用
创新应用有石头加入,工作方式也多种多样,所以并不推荐。
    在动、静态不超胆管屏耗的前题下,有叠加法、强馈法、脉冲法,跟踪法等等,这几种并不单独存在,要有几种组合才能获得大功率。
不详解各种方式(没能力、没元件和没时间)。

今天到此为止,下面几项有空再说或坛友补上。
四、单端A类的互补............
五、单端A类的谐波............
六、单端A类的设计(纸上谈兵的计算方法,不用图示法)............

不知有没有写错字和数据,请坛友们看下纠正。

从不停留 发表于 2025-3-26 22:20:05

实际这都是基础知识。。

所谓Diy,绝大部分人都是炒个电路,追求一下焊工布线功夫,更进一步的人研究一下曲线,也就这样了,基本都停留在上世纪50年代的技术水平,不求甚解。

LZ显然属于第三类,愿意钻研,创新,跳出一些遗老遗少一张嘴就效率多少多少的,绝对不能超啊等的僵化思维。

而且还愿意那么认真写文章来科普,必须点赞。

MF35_ 发表于 2025-3-27 09:36:59

本帖最后由 MF35_ 于 2025-3-27 09:48 编辑

顾名思义,“静态A类”是以静态直流电流为基点,如静态100mA,就以此为基点计算。“动态A类”是以静态直流电流为起点,是基本工作条件所需要的一个设定点,此点的直流电流是随着功率增大而增大。目前所称的A类胆机,直流电流是不固定的,是自动可变的。
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你所说的A类胆机直流电流不固定,随着功率增大,直流工作点会增大。这其实是失真引起的,因为电子管是负偏压器件,所以存在绝对截止点(不同于晶体管,晶体管是正偏置器件,当输入偏流为0时就截至了,0偏流线以下是没有曲线的,输入偏流为0就是绝对截至点),所以电子管的输出特性曲线簇,偏压越低越密集,不可能像晶体管截至点以下没曲线,截至点以上基本均匀,这就导致了当功率增大信号输出摆幅增加时,负半周输出信号被压缩,于是正半周的平均值大于负半周,因此等效为静态电流上升,而晶体管只要信号不达到截止,可以基本做到正负半周相等。

但要注意的是,这种所谓的“静态电流提升”是由失真引起的,所以提升越大时,意味着失真越大,放大器的设计应使失真在一定值内,所以趋向截至区的输出曲线簇有一部分是无法利用的,当失真在设计值之内时,依然应该认为放大器近似工作在“纯A类”,设计和计算也应该按“纯A类”计算,否则就没法算了,所以A类放大器在设计上是不存在“纯A”和“偏A”之分的,只要你还关注失真,它就必须被设计成“纯A”,而A类胆机的不失真最大效率一般认为在30%左右,远低于A类放大器理论值的50%,也是由于“无法完全利用输出曲线簇”,导致输出信号摆幅远小于静态工作点的两倍,反观晶体管A类机,只要工作点合适,信号摆幅完全可以达到静态工作点的两倍,所以晶体管机可以达到接近50%的不失真最大效率

我觉得这个点是必须要详细说清楚的,而不是你说的“这里有些学问,暂不详说”,这样很容易给那些搞不清楚细节的入门者造成严重误导。

丢丢 发表于 2025-3-31 11:35:35

本帖最后由 丢丢 于 2025-3-31 12:19 编辑

重感冒 发表于 2025-3-31 10:54
先不谈失真,就静态工作点 电压 电流 负载阻抗,这三项就决定了最大能输出多少功率。如果是固定偏压时 ...

增大功率也没啥特别的办法,就是拼命往栅极灌注电流,功率自然就上去了。
放弃手册,把管子当成IGBT,你就能创造奇迹;P

喝茶看书 发表于 2025-3-29 09:45:46

一张单端功放原理图,简单明了。

茹祥臣 发表于 2025-3-27 04:47:27

我对电路实在是认识浅薄,1楼的数据,是不是可以说明,单端线路,后级功率放大部分,如果增加屏阴电压,增加负压,增加推动级电压。实际的输出功率会变高,而屏耗并没有超过额定值?

东方红1972 发表于 2025-3-26 20:20:38

M大哥讲课还是比较通俗易懂的,

茹祥臣 发表于 2025-3-26 21:14:20

这是个强贴,先收藏,再仔细看。

longji98 发表于 2025-3-26 21:33:48

W哥图文并茂,通俗易懂。。。非常赞。。

fsnzman2016 发表于 2025-3-26 21:42:24

强贴学习一下

由义巷旁 发表于 2025-3-26 21:46:57

太厉害了!开眼界!

西江望月 发表于 2025-3-26 22:14:27

期待推挽了,单端已经抄袭了三台。够了

HD711 发表于 2025-3-26 22:45:03

也赞!
关键是概念明确,逻辑清晰,论证过程得法,数据来源实践有说服力,不像有的贴,开了个天大的标题,内容却是文不对题,加上论据引用不当,最后只有口水骂战。

HD711 发表于 2025-3-27 06:48:39

本帖最后由 HD711 于 2025-3-27 07:00 编辑

茹祥臣 发表于 2025-3-27 04:47
我对电路实在是认识浅薄,1楼的数据,是不是可以说明,单端线路,后级功率放大部分,如果增加屏阴电压,增 ...



看曲线图,在屏压不变的情况下输出功率可以从2.5W~7.5W,说明了这几天很火的企图通过输出功率、耗电功率、最大屏耗…来计算胆机效率(普遍性)的努力,从一开始就走错了方向:lol

五大联赛 发表于 2025-3-27 07:26:01

本帖最后由 五大联赛 于 2025-3-27 07:29 编辑

HD711 发表于 2025-3-27 06:48
看曲线图,在屏压不变的情况下输出功率可以从2.5W~7.5W,说明了这几天很火的企图通过输出功率、耗 ...

不懂,科普解释一下,是不是从7·5W拐头向下了,其他努力没用了。

HD711 发表于 2025-3-27 07:33:01

本帖最后由 HD711 于 2025-3-27 07:35 编辑



这是条件,条件改变了,结论就不一样,具体来说就是要看另一个曲线图。

茹祥臣 发表于 2025-3-27 07:34:12

HD711 发表于 2025-3-27 06:48
看曲线图,在屏压不变的情况下输出功率可以从2.5W~7.5W,说明了这几天很火的企图通过输出功率、耗 ...

你这张图的横坐标,Kf,这个是什么变量?

HD711 发表于 2025-3-27 07:36:11

茹祥臣 发表于 2025-3-27 07:34
你这张图的横坐标,Kf,这个是什么变量?

失真。   .
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