白居不易 发表于 2013-11-24 13:43:30

修旧利废DIY高音质袖珍胆功放(2014年3月2日最新更新——升级版制作完毕)

本帖最后由 白居不易 于 2023-11-2 17:48 编辑

家里有一台EL34推挽功放,但动静较大,平时很少用,准备做一台小功率胆功放,在卧室听听轻音乐、歌曲等,原则是尽量利用现有材料。
    一、网上见过很多小单端电路,6N1、6N8P、6J1等功率太小,输出变压器也不常见,用收音机6P1输出变压器代替,音质根本没有保证,初学者练练手还可以,所以根本不考虑。
    手头有二手27厂的6灯电源变压器(红灯711收音机用的),其次级高压绕组60MA,做单管、两管收音机有点浪费,用于6P1、6P14标准接法,单端双声道电流又不够。

       前些日子大胆网友给我制作了一对3.5K/4、5.6欧姆的输出牛(66的Z11退火片,叠厚33毫米,初级0.15毫米漆包线3000匝,电感16H,低频转折点接近35赫兹;次级0.67毫米漆包线120匝+30匝;三夹二绕法。牛上的字是用银灰色指甲油和小刷子胡乱涂鸦的,见笑):

      决定用6P14三极接法,(帘栅极接屏极,本机加了100欧姆2W电阻,起保护作用。其参数为屏极电压250V,屏极电流34MA,阴极电阻270欧姆,负载阻抗3500欧姆,输出功率1.9W。),总电流70毫安,超标有限。三极接法内阻低,阻尼性能好。6P14标准接法内阻38K,负载阻抗5.2K,阻尼系数0.137。6P14三极接法参数如下:
   
    负载阻抗3.5K,阻尼系数1.98,为标准接法的14.5倍,大大提高了其控制能力。
    为尽量减轻变压器负担,没有用6Z4,改用晶体管整流(拆自废节能灯、电子镇流器的1N4007),同时能够提高直流电压,保证足够的输出功率,前级放大使用屏极电流小的高μ管6N2。
    底盘是现有的一块148X240毫米厚铝板(实验单、二管超外差式收音机时同时制作了三块),十分小巧,高度应能够容下扼流圈,摆位见下面图片,6N2略微往后靠,是为了给电位器留出适当空间:

   加工中的底盘

   前面板准备用高士功放铝型材改制:

   前面板安装支架:

    喇叭接线柱、莲花端子等也是拆自该功放。220微法滤波电容是拆自海鸥闪光灯的高速电解电容,曾经用于胆前级。
   开始时音箱取自一台故障飞利浦组合音响,发现声音较差(实测了一下阻抗只有3欧姆),试听时采用杜希D3.2落地音箱,后期改用一台闲置的松下组合音响的主音箱,中低频喇叭和超低频喇叭并联,阻抗6欧姆接到输出变压器5.6欧姆端,初级阻抗3750欧姆,原飞利浦音箱改做音箱架(接线端子短路)。

    二、电路图如下:

   设计要点:
   1、该机采用6P14三极接法,屏极电流34mA,阴极电阻270欧姆,栅极偏压=9.18V,其最大输入信号电压为6.5V。其失真度达9%,显然不能满足高保真要求。设输入灵敏度为500mV(高μ管输入信号电压0.5以下,其失真度很低),所需电压增益为13倍,经计算6N2开环增益为52,引进10db电压负反馈后(调整2K电阻可改变反馈系数,以兼顾输出功率和失真度),其增益减小到52/3.16=16.5,可以满足需要,其失真度降低到3%以下。如果用6N1,屏极电流加大,电源变压器负载加重,其增益明显不够。
   2、由于电流负反馈造会成电子管内阻升高,6N2阴极电阻由两部分组成(经试验最终改为1.8K+220欧姆),尽量减少其负面影响。
   3、整流部分50欧姆电阻是为了防止高压电流冲击,同时会影响输出直流电压,其阻值需要调整,必要时可取消。
   4、三极管功放对交流纹波电压比较敏感,为了获得较高直流电压,采用CLC滤波,扼流圈用8W日光灯镇流器,其电感2H,也可使用5H100mA扼流圈。
   5、电容取值,该机输出变压器最低频率可以达到35赫兹,功放级按20赫兹计算,6P14阴极旁路电容C≥159/0.27X20
=29.4微法,可以选择47~68微法的。耦合电容C≥159/470X20=0.017微法,可以取0.047~0.1微法。本机使用0.1微法630V的CBB电容,而没有使用普通纸质电容。
    前级最低频率按10赫兹计算,6N2阴极电容C≥159/1.5X10=10.6微法,可取20~47微法。
   6、为减轻变压器发热,6P14和6N2灯丝分别供给,6P14灯丝可以一端接地,也可以采用中心头接地,经实验两者区分不大。6N2使用原6Z4绕组,如果发现因为阴极灯丝漏电产生交流声,可以将灯丝绕组浮动并加适当正电位。
   三、制做
   1、测试输出变压器

   2、今天趁家里清净,从高士功放底盘上锯下铁板做后帮,拆下原来功放音箱接线柱:

      因为改成从里面固定,突出的部分需要去掉,用电烙铁加热壁纸刀片,很容易。

   把改造后的接线柱,安装在打好眼的后帮上,图为袖珍功放和MF500B万能表的对比。

   还差前面板,高士功放的铝合金前脸用电动改锥固定,拆时挺费力。

      完工的后帮,原来准备用电源插座,铁板加工挺麻烦,改为直接进线,莲花插座是从飞利浦组合音响上拆的。

    3、焊接
   先从地线开始,变压器接地线,电子管座中心隔离,喇叭接线柱的地线,莲花插座接地端,功率较小,1毫米漆包线做接地母线足够用。


   再焊电源部分,灯丝,整流、滤波部分焊在洞洞板上,滤波电容从网上邮购了一些100微法450V天和电解电容,同时买了一对北京J级6P14(原来是上海的)刚打款,还差几个2W的电阻,马上去买。
   远在美国作访问学者的蔡老师非常关心这个小制作,特意提醒因为底版过小造成的交流声干扰问题。正式焊接以前,做了测试,输出变压器次级接5欧姆假负载(利用现成的5欧姆电阻,初级反射阻抗为4375欧姆),本底噪声0.2mV,变压器通电测得感应电压1.4mV,6P14三极接法输出功率按2W计算,4欧姆负载阻抗电压2.83V,信噪比为66dB,把输出变压器向外移开17mm,向前移10mm,感应电压降低到0.7mV,信噪比提高到72dB,减掉本底噪声,信噪比为75dB。布局经过微调变成下图这样:
   
       今天特意焊接了一个5.6欧姆假负载电阻(输出变压器按3500/4欧姆、5.6欧姆设计,5.6欧姆接4欧姆喇叭,初级次为2500欧姆。)重新测试了一次,次级5.6欧姆处,交噪声仍为0.7mV,5.6欧姆处满功率2W电压为3.35V,信噪比接近74dB,减掉本底噪声接近77dB。把一个新不锈钢水杯拆去把柄给电源变压器做了一个隔离罩,对交流电磁干扰没有效果。
    网购2个北京T级6P14已经到货。
    电阻买齐了,除了栅极和6N2阴极电阻用1W的其他都是2W的,6P14屏极和帘栅极电阻改用120欧姆的(可以供实验6P14标准接法做阴极电阻)。6P14阴极电容用体积大的100微法、250V的,6N2阴极旁路电容只好用手头47微法25V拆机的,手头没有接线架,部分电路用洞洞板焊接。

   由于电解电容走邮局,今天还没有到,只好利用实验电源做测试。数据如下:
    电源电压226V,灯丝电压6.7V,直流高压278V,只接一个6P14,屏极电压264V,阴极电阻277欧姆,阴极电压9.2V,屏极电流33毫安,负载电阻5.5欧姆,信号为400HZ正弦波,输入信号6.5V,输出端电压2.8V,实测输出功率1.43W。
    直流工况与设计值完全吻合,输出变压器直流电压降为14V(一般不超过10V),略微大些,变压器效率只有75%。在铁心窗口允许的情况下,输出变压器时初级线径尽量粗些。把6P14帘栅极电阻去掉,对提高输出功率无效。
    底盘全部完工:

       电解电容已经到货,正在通电赋能,安装方法如下:


      3、本机调试比较简单,焊接完毕,检查无误后通电半小时,通电后随时注意是否有打火,严重发热等故障,及时排除。
   调试时电源电压误差不超过5%,Vbb电压正常值为270V左右,如果过高可以加大50欧姆限流电阻。阴极电压9.2V左右,如果偏差较大可以调整阴极电阻。6P14帘栅极电阻电压降≤0.5V左右,如果偏高可以增加100欧姆电阻,6P14帘栅极电流不宜超过5毫安。
   调整负反馈电阻阻值,如通电后自激,应将输出变压器初级P、B接头调一下,改变2K*电阻阻值,兼顾输出功率和失真度,输入0.5V400赫兹或1000赫兹正弦波信号,5.6欧姆输出端电压不低于2.8V,用示波器观测波形不应当有明显失真,用失真仪测试失真度应当在4%以下。
   试听中,


   电路经过微调,基本完成,试听时接上惠威D3.2落地音箱,放一段熟悉的葫芦丝乐曲,低音充沛,高音清晰,控制力上佳,完全不象只有1W多输出的功放,电源牛发热正常。贴近音箱也听不到交流声。
    最后电路如下,由于我家电源电压226V,为了安全,输出功率有所保留,整流端输出电压280V,把限流电阻加大到200欧姆。6P14屏极电压250V(对地),阴极电压8.2V,屏极电流略大于30毫安(8.2V/270欧姆 ),6N2屏极电压170V,阴极电压1.5V,屏极电流0.75毫安,整机约62毫安,可以放心地长时间工作:

      底盘下面图,由于使用线间变压器做扼流圈,为了安全,在侧面增加了一块防护板。

laocai1 发表于 2013-12-4 21:14:37

这个论坛热,和谐,就在于很多象白版主这样的不崇洋垃圾,不崇高贵的烧件,充分利用现有普通零件diy自己喜欢音色的实力派老烧友的无私奉献,对新坛友耐心解答,造福坛友,在此深表谢意。:D

白居不易 发表于 2013-12-7 13:11:15

本帖最后由 白居不易 于 2013-12-7 13:13 编辑


底盘全部完工,开始焊接,滤波电容还没有到。

527600922 发表于 2015-4-4 19:31:45

白居不易 发表于 2015-4-4 19:11 static/image/common/back.gif
用于原电路(6P14三极接法)可以,输入滤波电容不要过大,40微法即可。

回大人:handshake 晚上念一部《地藏菩萨本愿经》回向给您。愿您身体健康,多为我这样愚痴众生指导。阿弥陀佛:handshake

527600922 发表于 2015-4-4 14:06:01

;P 今年四十有二了。年轻人玩的不多了,高尚的娱乐!也想做个,可惜出牛是5.5K的(5瓦宝尔真的)本人愚痴只会照葫芦画瓢十多年就做了两台,手里一堆的管件。希望您老有所为,给年轻人做个榜样。从单端开始,精简电路,加以分析。能带个徒弟就好了;P (您的修旧利废)就很好。广做布施,与人为善,积累福报,相信您永远不会老。印度的佛法之所以衰败就是吝法。国人广结善缘,肯于布施,使得佛法兴盛。。。:)

yxh800 发表于 2019-2-23 11:25:49

一位真正的长者,老师,前辈,给我们不少年轻人学习的机会,无私奉献的精神更加可贵!!!!

白居不易 发表于 2014-9-14 17:40:36

本帖最后由 白居不易 于 2016-5-9 12:08 编辑

48865889 发表于 2014-9-14 10:03 static/image/common/back.gif
请教白版:1图上我标出的电容在电路中起到什么作用?我看其他单端的电路都没有这几个电容。
2、滤波电容的 ...

      不同师傅传授,不同的设计理念,可能有些区别。这个机器是自用的,因此电路设计上尽量完善。说明如下:
      1、6N2阴极旁路电容。阴极电阻上要加电压负反馈,因此不能加旁路电容。阴极电阻不加旁路电容,形成电流负反馈,虽然能改善失真度,但会使内阻增加〔电子管内阻加大到Rp+(1+μ)Rk〕,6N2内阻Rp为46.5K,放大系数μ为97.5,设阴极电阻Rk为2K,没有阴极旁路电容,其内阻增加到243.5K。电流负反馈影响增益(约为标准电路的1/2),内阻加大受旁路电容影响大,使高频性能变差,而且会加大交流声(因此本人设计电路从来不用)。本机电路把阴极电阻分为两部分(一般为9~10:1),阻值大的部分加旁路电容,阻值小的部分不加旁路电容,既可以加电压负反馈,又可以尽量减少电流负反馈的副作用,采用这种电路电压负反馈电阻取值相应小一些。
      2、6N2屏极电路退耦(滤波)电容,为了尽量减少功放级与前级以及左右声道间的有害交联,防止自激,因此加一级RC退耦(滤波)装置,R为屏极负载电阻的1/10,电容要小于滤波输出电容。同时对降低交流声也有效果,本机耳朵贴近音箱也听不到交流声。本机左右声道各设一组,为了节约及简化电路,可以合并,人耳听不出差别。
      3、6P14(EL84)阴极旁路电容,旁路交流信号电流,防止电流负反馈,其容量大小影响低频下限,本机改造后用到500微法50V电解电容,并联0.1微法CBB电容。甲类功放多数用自给偏压,阴极电阻并联旁路电容。由于电流负反馈会是内阻加大,因此除了简易收音机等小功率电路,一般不使用电流负反馈(少数收音机6P1功放管采用电流负反馈与固定偏压结合的方法,阴极电阻100欧姆,不加旁路电容,另加固定偏压)。功放管采用固定偏压,才不用阴极电阻也不需要旁路电容。
      顺便指出,以上三处电容的用法都是很常见的。
      4、电源滤波电容,电子管整流,输入级电容不能超过手册给出的参数,晶体管整流可以用大些,输入级电容与电压有关,因为该机利用27厂DB45-160变压器,次级高压只有2x230V,为保证屏极电压,因此输入级滤波电容取值较高,该机使用天和100微法铝壳电解电容。如果次级电压高,可以适当减小输入级电容。CLC滤波CL取值与纹波系数有关,该机利用旧线间变压器及电源变压器改制扼流圈,只有不到2H,因此输出级电容取值较大,该机使用200微法电解电容。如果用5H扼流圈,输出级可以改用100微法的。现在关机后声音可以持续15秒以上,已经足够。滤波电容太大会造成响应慢,对高频没有好处。

安然 发表于 2013-11-24 14:51:11

抢了个沙发,进来学习。

硝化甘油 发表于 2013-11-24 15:31:23

白老师也终于闲不住了!
那个您是不是考虑下再加个灯丝变压器,这样可以减少27的负担。

猎户七号 发表于 2013-11-24 16:04:59

:lol等作品观摩!

白居不易 发表于 2013-11-24 16:05:05

本帖最后由 白居不易 于 2013-11-24 16:46 编辑

硝化甘油 发表于 2013-11-24 15:31 static/image/common/back.gif
白老师也终于闲不住了!
那个您是不是考虑下再加个灯丝变压器,这样可以减少27的负担。

先试一下,如果27厂变压器容量不够,就改弦更张,配一个120W以上的变压器,连同5H扼流圈和不锈钢底盘,也用不了几个钱,我曾经在胆艺轩说过,退出之前装一台300B单端。

没钞疯 发表于 2013-11-24 16:07:06

白老师DIY、必属精品!!!:victory::victory:

小平 发表于 2013-11-24 16:14:00

6P14。声音不错。用6N4可能会比6N2要好。

白居不易 发表于 2013-11-24 16:15:20

猎户七号 发表于 2013-11-24 16:04 static/image/common/back.gif
等作品观摩!

这个作品的设计要点是充分利用旧物,所以对外观不要抱太大期望。

鸿渐哥 发表于 2013-11-24 16:17:53

本帖最后由 鸿渐哥 于 2013-11-24 16:19 编辑

也看看27厂五灯电源变压器能不能用在类似6P1双声道上
高手制作,必顶    :victory:

城市猎人1234 发表于 2013-11-24 16:20:35

严重关注中,:lol:lol

白居不易 发表于 2013-11-24 16:25:34

本帖最后由 白居不易 于 2013-11-24 16:37 编辑

小平 发表于 2013-11-24 16:14 static/image/common/back.gif
6P14。声音不错。用6N4可能会比6N2要好。

手头没有6N4,邮购一个不够快递费,手里倒是有前苏联的12AX7和美国的5814A(加强版12AU7,屏流大怕变压器负担不了),也与初衷不符合,还是用大众化的6N2吧。本文只想抛砖引玉,提供一个设计思路。我有很多“作品”都是测试指标达到设计要求后,一拆了之。只剩一堆破烂。

第尾才子 发表于 2013-11-24 16:29:05

关注:):):)

白居不易 发表于 2013-11-24 16:32:13

鸿渐哥 发表于 2013-11-24 16:17 static/image/common/back.gif
也看看27厂五灯电源变压器能不能用在类似6P1双声道上
高手制作,必顶

我这个人比较保守,不敢用它做6P1双声道,所以采用6P14三极接法,以降低屏极电流,恰好手头有3500欧姆的输出变压器。

kvery 发表于 2013-11-24 16:32:57

绿色环保 玩得尽兴

松原老胆 发表于 2013-11-24 16:36:46

白版继续啊,我等着看呢!
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