單端滑動甲類場管小功放

longshort

　　這是對前年做的單端滑動甲類功放基礎上的一個升級。其實去年八月份就已完成，耽于身體狀況而拖延了下來。今年一月份重新撿起來調試，馬馬虎虎算是可以發聲了。由於對此興趣大半失去，詳細描述已無精力，故一切從簡，盡量概括全貌，以儘餘力。

　　先聼一下兩段錄音的重放效果：

　　一段布拉格電臺（98.7MHz）的《經典布拉格》錄音：
        https://v.youku.com/video?spm=a2h1n.8251843.playList.5%218%7E1%212%7E3%7EA&f=69031593&o=1&vid=XNjQ1ODQ2NjI5Ng%3D%3D

　　一段上海電臺（經典94.7MHz）的《音樂新空氣》廣播錄音：
        https://v.youku.com/video?spm=a2h1n.8251843.playList.5%217%7E1%212%7E3%7EA&f=69031593&o=1&vid=XNjQ1ODQ2OTU1Ng%3D%3D

（待續）

longshort

整機電路

　　功放電路仍采用一級低失真前級，以阻容耦合方式驅動場效應管末級，輸出變壓器使用57片繞製；機箱利用了之前的1W小功放機箱，所以前臉上的標志仍是01版。電路及其參數標示如下：

       

　　電路結構與之前的小單端大同小異，僅是取消了輸入變壓器，改成阻容耦合驅動。輸出管是IRF510，取其輸入電容較小（Ci≈135pF），跨導適中，耐壓滿足要求。整機總共使用三個場效應管：2SK170V、2SK2541、IRF510，工作電壓36V，靜態電流約71mA（7mA+64mA），設計最大輸出時為180mA。

　　紅框部分是音量表電路，純粹是利用庫存，小音量時沒有什麽變化，可以不裝。

　　元件標號中沒有具體數值的不用安裝，是設計預留的。

       

　　電源沿用了之前的結構，僅是個別參數的變化，輸出電壓為36V0.4A，電源變壓器是R-10型，額定容量在(15~20)W範圍内：

       
       
       

（待續）

longshort

輸出變壓器

　　輸出變壓器購得的是一套國產白片57片散件，鐵芯、外殼、繞綫架，繞製數據在電路圖中，1公斤白片可以做兩隻變壓器。變壓器的初始設計數據根據最大不飽和磁通密度2400Gs來確定：

       

　　0.2mm直徑的14股絞合漆包綫在綫架上繞120匝，注意電路圖中變壓器的同名端，先理出6股并聯作爲揚聲器用次級繞組，再理出2股串聯接綫，并與揚聲器繞組串聯；剩餘的6股做串聯連接為初級：

       
       
       
       
       

　　輸出變壓器的鐵芯氣隙取決於所需的電感量。按設計要求初級是229mH，按不飽和設計的估算值繞製的變壓器，在不設置氣隙的情況下，電感量遠超這個值（略超1H），因此需要控制氣隙的大小。我是用的藥瓶包裝紙盒按所需大小剪開，總共墊了三片，測量電感量仍大於所需值，但墊四片電感量又不夠，所以只用了三片：

       
       
       
（待續）


补充内容 (2025-2-27 08:16):
最後的這張磁通密度計算表示廢掉的，怎麽又冒出來了... ...

longshort

整機測試與調試

　　按圖中數據組裝後，整機每通道都接上4.1Ω（兩個8.2Ω1W電阻并聯），P502位於中間略低的位置，上電半小時，測試點TP501、Vbb對地的電壓，確認均在所示範圍内；TP502的對地電壓由P502進行調整，達到0.64V即可。

　　輸出管BG504需要有一定的靜態電流來保證功率的接續，否則大小信號的銜接會產生明顯的失真，因此散熱器是必不可少的。上電測試前必須已經安裝散熱器，這是一個必要的安全措施。

　　BG504的靜態電流調整到64mA是由輸出波形決定的，在開到最大輸出下，輸出波形發生截波時，調整P502，使輸出波形的截波對稱。當然，若喜歡單邊（底部）截波，可以調小靜態電流，但是不截波的輸出功率會相應減小：

       

　　截波現象本來是不希望出現的，設計時也期望能消除它，但現實確實骨感。爲了消除截波，將電源電壓提高到36V，然而仍然出現了這種現象。無意中想到測一下變壓器的初級電壓，測試結果，變比為6:1的變壓器，初級電壓居然十倍于次級電壓：

        次級電壓2Vrms：
       

        初級電壓19.78Vrms：
       

　　這種現象的產生，説明初級的等效阻抗因受鐵芯氣隙增大產生損耗的影響而上升。考慮管壓降約2V，變壓器初級直流電阻55Ω，輸出1W時的電流約110mA，則19.78*sqrt(2)+2+55*0.11=36.023V，這已經把電源電壓都吃光了，繼續增大輸出功率必然截波。

　　甲類單端輸出變壓器中必然會流過直流電流，留出氣隙是不得已的辦法，所以解決這個問題的方法，只有繼續增加電源電壓，估算所需的電源電壓至少是49V，電源變壓器的容量至少需要25W，這是後話了，作爲經驗教訓，提供給各位壇友參考。

　　方波測試也是性能測試的一環，測試頻率1KHz：

       

　　可見上升沿為1.8us許，下降沿為1.78us許，估算的最高響應頻率約為1/((1.8e-6+1.78e-6)*1.5406)≈181.3(KHz)。

　　頻響測試是通過點頻響應得到，信號源輸出電平77mVrms，調整功放輸出在4.1Ω負載上的有效值電壓到1Vrms，以1KHz作爲基準點設置，之上及之下的頻率均參照到1KHz頻率幅度上。這個測試沒有做詳細記錄和頻響圖，直接將結果記在了電路圖中的下方：

       
　　記錄順序是：正負0.07dB頻響，-3dB頻響，本底噪聲。測試設備是Agilent43301A，輸入帶寬設置在20Hz~300KHz，電壓數值均爲有效值。


參考資料

        功放電路圖： 40_2023042-AmpClassA-02i-003.pdf (436.8 KB, 下载次数: 29)

2025-2-26 14:32 上传

点击文件名下载附件

        電源電路圖： 41_2023042-PS-02.pdf (358.93 KB, 下载次数: 22)

2025-2-26 14:32 上传

点击文件名下载附件

        前帖：我也做了個滑動甲類小功放
        49_2SK170_TOS.pdf (337.19 KB, 下载次数: 22)

2025-2-26 14:32 上传

点击文件名下载附件

        50_2SK2541.pdf (298.22 KB, 下载次数: 17)

2025-2-26 14:32 上传

点击文件名下载附件

        51_IRF510.pdf (56.1 KB, 下载次数: 19)

2025-2-26 14:32 上传

点击文件名下载附件

        在綫計算器：磁通密度计算器

（結束）


补充内容 (2025-2-27 08:55):
PCB文件在8樓。

koei

有创意                                             

bg7rfh

学习了，谢谢分享

海河

看了，脑师果然厉害

longshort

補兩片PCB文件：

功放PCB： 2023042-AmpAclass-02.rar (12.53 KB, 下载次数: 9)

2025-2-27 08:54 上传

点击文件名下载附件

電源PCB： 2023042-PS-02.rar (8.43 KB, 下载次数: 8)

2025-2-27 08:54 上传

点击文件名下载附件

longshort

海河 发表于 2025-2-26 20:25
看了，脑师果然厉害

客氣啦，只是幾個開關元件的模擬化應用，弄明白了就不是問題了。遺憾的是要達到原始目標（不失真輸出功率2W），非得再次改電壓才行，沒這精力了 。

koei

如果不滑动，直接纯甲类功放，同相同输出功率的胆机相比，是否也有胆味呢？

longshort

koei 发表于 2025-2-27 22:02
如果不滑动，直接纯甲类功放，同相同输出功率的胆机相比，是否也有胆味呢？

我的感覺是差不多，單端的限制就是失真大，膽味聼的就是失真。

南京湖南路

可充分利用诸多拆机场效应管

冰岛

既然电源电路已经做得这么复杂了，那么，功放工作点的滑动控制部分是否也允许做得再稍微复杂一点呢？功放管的负载是音频变压器，使用变压器负载的放大电路，其电压放大倍数与信号频率相关，因此，经典的功放输出整流工作点滑动方案对功放管工作点的补偿很难做得恰到好处。换一种方法：功放管的输入特性是电阻性，因此功放管的输出交变电流与输入信号电压成正比，集电极直流电流与基极偏置电压成正比；用一片功率运算放大器放大功放管Gate极音频信号，功率运算放大器输出端接音频变压器，变压器次级用二极管全波峰值检波器获得与功放管门极信号成正比的的直流电压，用此直流电压去调制电源电压，使功放输出级的漏极供电电压、门极偏置电压同时随输入信号峰值而变化，这样既可以准确补偿功放管的直流工作电流，又可以在一定程度上降低功放管的发热量。

胆中波

longshort 发表于 2025-2-26 13:59
整機電路

　　功放電路仍采用一級低失真前級，以阻容耦合方式驅動場效應管末級，輸出變壓器使用57片繞製 ...

这个作品理论和实践都很厉害

king5555

看明白了何謂滑動甲类。輸出变压器的直流偏直电流，平常小而隨着输出增加而增加。這是好方法。