晶体管和电子管在收音机中的混合应用

呜呼

【转自无线电郭沐文】

    晶体管具有省电、体积小，耐震可靠等优点，在收音机中逐渐得到广泛应用。而电子管也有其自己的优点，如动态范围宽，输出功率大等。在高音质的音频放大器特别是功率放大电路中电子管仍普遍受人们的欢迎。收音机也常采用晶体管和电子管混合应用的技术。使得晶体管和电子管各自的特点得到充分的发挥、降低了成本、提高了电路的性能。本文从以下几个方面介绍这种混合电路的应用。
    一、晶体管在电子管收音机中的应用
    1、在整流电路中的应用：

电子管收音机整流电路几乎全部使用全渡整流。当改用晶体二极管整流时可按图1a接法。此时要求二极管的反峰压值为22E；也可改成桥式整流电路如图1b所示，此时要求二极管的反峰压为2E。采用桥式电路，变压器次级只要一个高压绕组，绕制简单。五、六灯电子管收音机如使用晶体管桥式整流，变压器的输出功率可比使用6Z4全波整流少一半左右。管子的整流电流可取100到300毫安。另外低反压二极管串起来可当做高反压管用。此时每个二极管必须并联均压电阻。均压电阻可按每伏1千欧选取。如图2用四个反压100伏的管子串起来当400伏的管子用，R可取100千欧。当把电子管全波整流改为晶体二极管桥式整流时，最好把变压器次级高压绕组改成并联。可参见图3。但应注意极性不可接反。当中心抽头无法分开或其中一个绕组已断线时，也可只用其中一组接成桥式整流。不过要注意晶体二极管内阻比电子管6Z4的内阻小得多。因此仍旧使用原来电源变压器时整流出的直流电压会升高，电源变压器次级高压绕组供出的功率也会增加。只用半个次级高压绕组的改装电路，在实际制做中往往可在整流输出端串接500欧到1千欧的电阻来降低次级高压绕组供出的功率。如不另串电阻，可将输出变压器接电源的一端，从滤波线绕电阻的A点改接到B点。

这样也可以减少电源变压器次级绕阻的供电功率参考图4。有时在旧收音机中要想不改动电源变压器的情况下提高它的直流供电电压，则可将电子管整流改成晶体二极管整流。某些电子管收音机6P1的部分栅偏压是由图5a中的R供给的。改成桥式整流之后，R的接法应如图5b所示。图6是一个实用的五灯机的电源线路图。自制变压器用GEIB19铁芯，叠厚为32毫米；初级绕组用QZ—2φ0.23毫米漆包线绕1250圈；次级高压用QZ—2φ0.16毫米漆包线绕1280圈；灯丝绕组用QZ—2φ0.86毫米漆包线绕38圈。整流管用4只2CP24，或用其他参数相同的二极管。此电路可做一般的五管机电源使用。
    2．检波：用晶体管代管电子管做检波，线路简单、效果良好。在一些用6N2作检波和低放的旧收音机中，如果想加装音调调节网络，可以用晶体二极管代替做检波用的那半只6N2，再将这半只6N2用在音调调节网络中做第二低放。这样可以省用一只电子管。检波二极管可以直接接在中频变压器输出端和地之间。为了保证小信号时的灵敏度，应选用锗管。必须注意电子管收音机中，加到检波级的中频信号电压很高，最高可达十几伏，因此最好选用反峰压大于40伏的管子如2AP16，2AP23等。对于某些自动增益控制设计良好的收音机，中频输出电压能限制在一定限度，所以2AP9、2AP10也可以使用。
    3．用晶体稳压管代替自偏压系统：

电子管收音机中常用电阻和电容并联组成的“自给偏压”电路，如图7a所示。但是随着频率的降低，CK的阻抗会增加，使放大器的低频增益降低。为了保证一定的低频增益，我们不得不加大CK的容量，使得自偏压电路成本增加。如果用稳压管D来代替RK、CK，则不但能保证电子管的工作点，而且可以保证偏压电路本身交流特性不随频率而变化。这对放大器来讲是很理想的。选择稳压管时除了它的稳在值必须和电子管的栅负压一致外，而且电子管的工作电流应该小于稳压管的稳定电流。如6P1的栅负压为-12伏，工作电流是45毫安，因此可选2CW21F或2CW21G作偏压管。在中放、低放等放大器中，电子管的自偏压数值在零点几伏到二、三伏之间，可以用一个或几个硅二极管作它们的偏压管，如图8所示。
    4．在中放电路中的应用：

在电子管收音机的修理和改造中，把晶体三极管和电子管按图9串接起来构成一个能在宽广的频率范围内获得稳定高增益的放大器。例如当中放管衰老时，屏栅极间电容增大，容易产生自激。在修理时常用的方法是加大中放级的阴极电阻增大栅偏压。这样做自激是消除了，但中放增益却下降了。如果在中放管的阴极串接一个晶体三极管并使电子管的栅极接地，则屏栅电容变成了输出电容。因此既能消除自激，又不降低中放级的增益。对于某些旧收音机或用业余元件安装的收音机，如嫌中放增益不够，也可用此方法增加中放增益。具体电路例子见图10，6K4屏极和帘栅极接法不必改动。晶体管选用3DG6，β要大于50，发射极电流调到1～1.5毫安。放大器便能很好地工作。改动后的中放输入阻抗小于原来电路的输入阻抗，因此通频带会加宽。这通常并没有坏处。但如不想因通频带的加宽而降低收音机的选择性的话，可把晶体管的基极从中频变压器的G点改焊到A点。为了方便可以把中频变压器的中点作为A点。因为电管收音机的中频变压器线圈一般分两段绕制，这样只要设法把中点接头找出来即可作为晶体管的输入端。如果中放管6K4完全损坏，可以用任意的电子管三极管（如半个6N2）和晶体管串接作中放用。
    5．在低放电路中的应用：
在用6G2作检波和前置低放的收音机中，如要加装音调调节网络均要加一级电子管作第二低放。但采用晶体管和电子管串接的方法就可以不用再加电子管了。此时检波级要用晶体二极管担任。图11是一个实例。

晶体管可选3DG6，β取100，Ie调到0.3毫安左右。放大器的输入端可以直接接到原音量电位器的动端上。原线路中频滤波电阻R一般取50千欧、改动之后要将其值减至5～10千欧。如把检波电路按图12改动则效果更好。图12中频变压器次级的抽头仍选在线圈的一半处。
    二、电子管在晶体管收音机中的应用

    1．功放  自从在晶体管收音机中使用OCL、OTL电路以来，晶体管收音机的音质有很大提高。然而人们还是普遍感到晶体管功率放大器的音质不如电子管功率放大器的音质好。其原因首先是晶体管功放对信号峰部产生严重削波，而电子管的过荷曲线则很平缓不容易产生削波。为了解决这个动态畸变问题，在同样输出功率的情况下，往往晶体管功放电路要比电子管功放电路具有大得多的功率储备量，一般晶体管收音机的功放级不满足这一要求。比如为了获得3瓦高音质音频功率，如果功率储备系数取5，则要有15瓦的功率储备量，这就必然增加功放级的成本，对业余爱好者来说这是不希望的。而电子管功率放大器可以轻而易举地获得几瓦的高音质音频功率。晶体管收音机音质差的另一重要原因是晶体管功放 （特别是OTL、 OCL电路）常常加入深度负反馈来获得一定的音质指标，结果引起了强烈的瞬态互调畸变。这些问题虽然得到解决，但付出的代价是电路复杂化，同时对安装和调试也提出更高的要求。这对初学者是感到困难的。
    电子管在晶体管收音机中的应用最主要是功率放大器使用电子管，而其他各级使用晶体管。直流供电可参考图13线路。各部分的电压值已经标在图中。
  其中的关键是稳压管D，按图中接法a点获得负电压。所以全机其他晶体管均使用PNP型管子，同时该电压又兼做6P1的栅负压，所以必须在-10～-12伏左右。这里应注意6P1的全部电流都流过稳压管D，所以稳压管应选用2DW21F或2CW21G等。如果稳压管D换一种接法，可以获得+10～+12伏左右的低压电源。如图14所示，除电解电容C1负极改接地外，其余与图13相同。这种线路的优点是在电源变压器参数相同时，比图13线路的电压高出10～12伏。如晶体管所需电压小于10伏，可用两个稳压管D1，D2按图15接线。AO间可输出+E1，E1是稳压管D1的稳压值。BO间可输出-E2，E2是稳压管D2的稳压值。E1，E2数值可按需要任意选择，但必须保证UAB=10～12伏。另外稳压管D1，D2的工作电流必须选择大于6P1的工作电流。图13线路也可以用图16的接法代替，上述三种情况中稳压管如果找不到，可用电阻电容并联代替（图中C5、R5），稳定效果当然差些。C5可取100～200微法；R5一般取几百欧。根据需要进行调整，注意应该接上负荷调整。并最好加一级阻容退耦电路如R6、C1。

    图17是一个典型的电子管功率放大器，一般可获得2瓦左右不失真输出功率。

图中a、b点根据全机晶体管的情况（PNP或NPN）可分别按图13、14、15线路联接。输出变压器B可用普通的市售成品。自制时可用GEI16铁芯叠厚28毫米；初级用QZ-2，φ0.13毫米漆包线绕3200圈；次级如接4欧喇叭可用QZ-2，φ0.67毫米漆包线绕95圈；次级如接8欧喇叭，可用QZ-2，φ0.6毫米漆包线绕135圈；铁芯气隙为0.1毫米。如果功放级用两只6N1构成推挽输出，将会得到比上述线路更佳的音质和更高的效率。可见图26。

    小功率电子管甲类功率放大器只要求输入电压，因此晶体管推动级应设计成电压放大器，常用线路见图18，晶体管的选择（PNP或NPN）及其电源设置应使得推动级与功放级成为直接耦合，以减少相移和失真。特点是推动级负载采用了电感L，这主要是为了充分利用电源，提高本级输出动态范围。和L并联的电阻R是为了限制输出幅度和加宽通频带。L可以采用一般晶体管收音机的输入变压器的初级。如嫌低频响应不够可以自制。铁芯使用XE6铁心，叠厚12.5毫米，用QZ-2，φ0.08毫米漆包线绕5000圈，可不用层间绝缘。这里R用4.7千欧。晶体管集电极电流调到2毫安。

    晶体管负载也可以用电阻。但这时晶体管能输出的最大电压振幅将比用电感时小一半，因此6P1的推动电压不足，收音机的输出功率也将减少到原来的1/4，不能充分发挥6P1的作用。为了满足功放电子管的工作点，两级间只能用阻容耦合，见图19。当然电阻负载的优点是频率特性好，元件也容易获得。如果功放管改用6P14，因其负偏压为6V左右，则功率仍能充分输出，也能和推动级直接耦合，如图20。

    如果推动级使用NPN型晶体管，则不论用电感还是电阻做负载，推动级和功放电子管之间的耦合只能用阻容耦合。图21画出电感做负载的情况，以便和图18、19相对照，L的参数与图18相同。

    2．调谐指示在混合收音机中也得到了应用。屏压，灯丝电压按前述方法解决，控制电压按以下几种方法解决：①在中周次级加绕线圈。用φ0.08左右的漆包线绕100圈，与原次级线圈串联，见图22。注意极性不可接反。检波二极管用锗管，型号不限，反峰压大于30伏。②另一种方法是按图23连接，L可选用调谐在465千赫的线圈（如双调谐中周的一半），用3－5P的电容与末级中周的初级连接，也能得到满意的效果。在以上两种方法中，如果想调节输出电压的幅度，就应该在线圈上留出抽头来。③按图24加一级直流放大器。晶体管用PNP型小功率管（如3AX），要求漏电流小，β取50左右，调整时注意不要使晶体管深入饱和区，否则会降低调谐指示管的灵敏度。调整方法是：在无电台信号时调偏流电阻R使UAB为0.5～1伏。图25是使用NPN型晶体管的线路，晶体管用+10伏供电。当晶体管截止时，集电极电压会升得很高，所以加入二极管D进行钳位。任何反峰压大于15伏的管子均可使用。

  三、应用实例
    图26是一个带调谐指示管的混合式收音机检波以后各级电路。

两只6N1组成的推挽功放可输出2W不失真功率。输入变压器B2起倒相作用。前置级加有配唱机的频率均衡电路。集电极电流分别调到：Ic1=0.4～0.5毫安；Ic2=1～1.2毫安；Ic3=2～2.5毫安。电源变压器B1使用GEIB19铁芯，叠厚32毫米，初级用QZ-2，φ0.23毫米漆包线绕1250圈，次级高压用QZ-2，φ0.14漆包线绕1520圈，灯丝绕组用QZ-2，φ0.67毫米漆包线绕38圈。初、次级之间加屏蔽。输入变压器B2用GEI12铁芯，叠厚21毫米，初级用QZ-2，φ0.08毫米漆包线绕3500圈；次级用同号漆包线双线并绕3500圈（层间可不加绝缘），然后将两线圈串联。输出变压器B3用GEIB19铁芯叠厚24毫米，初级用QZ-2φ0.11毫米漆包线分两段绕制，每段2500圈，然后串联。次级如接4欧负载，则用QZ-2φ0.67毫米漆包线绕112圈；如接8欧负载，则用QZ-2φ0.6漆包线绕158圈。（郭沐）

liuyier5492

宝贵的资料，收藏。

oldsheepf

呜呼先生真是个诲人不倦的好先生。

bluethinkksj

晶体管做推挽放大器倒相级最好，甚至可以用射极输出器轻松把末级推到甲乙2类。

立体声

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求知无足

都是好资料。很值得一读。

Tieg3023

好资料