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发表于 2010-12-9 12:18:25 | |阅读模式
用悬浮偏置法改善阴极输出胆机性能
湖北 余致民

    胆机功放接成阴极输出方式,具有输出阻抗低、瞬态响应好、阻尼系数高、失真小等诸多优点,而且对输出变压器的要求也可以大大降低。即使采用普通的线间变压器,也可以做出靓声的胆机来。

    胆机末级接成阴极输出电路,除要补偿(在前级)本级无电压增益的缺陷外,还应处理好本级的栅阴负偏压问题。《电子报》1999年6月13日文章《用普通元件制作高音质胆机》较好地解决了末级胆管的栅阴负偏压问题。它在阴极回路上另串一只390Ω的电阻与输出变压器初级的直流电阻(约80Ω)共同构成470Ω的阴极电阻,利用其工作时的直流压降产生自给负偏置,在它两端并联了一大一小两个电容作为交流通路。但这一只电阻的介入,又引出了新的弊端。其一,该电阻比输出变压器初级直流电阻还大,增加了整机的额外消耗,同时也降低了电源利用率。其二,在交流通路中串入电容(特别是大电解电容),会影响该放大器的音质。

    经试验,采用悬浮栅阴偏置法,既可以发挥阴极输出电路的诸多优势,又可以弥补上述不足。如图,在原放大器的电源变压器上增加一个独立绕组,电压视末级胆管栅阴负偏压值而定,经整流滤波稳压后,用电位器调整输出。通过几个220kΩ电阻把“+”、“-”端分别接在末级胆管的阴、栅极上(导线宜短,避免引入噪声)即可。若使用合适电压的叠层电池代替上述偏置电源,则声音更通透、纯静。此时,输出变压器甚至可以用功率适当和次级电压相符的电源变压器充当,其音质也很堪入耳。采用悬浮栅阴偏置后,末级胆管的工作点稳如泰山,即使播放大动态的交响乐,功放阵脚也丝毫不乱。

本文摘自《电子报》

1.jpg
     
 楼主| 发表于 2010-12-9 12:22:22 |
阴极输出6p3p后级的制作胆管与线路的选取


    6P3P作为电子管中一支独特的胆管,其音色在众多的胆管中独树一帜。尤其是在推挽使用时更是出色。许多管子一经制成推挽电路,其声音走向就发生了巨大变化,最为典型的就是发烧友心目中的大众情人300B,在单端时高频纤美娇贵,低频富有弹性。而作为推挽使用时虽然推力有了巨大提升,可音色就变得没有那样顺滑与娇贵了。这种变化使发烧友们更加热衷于单端的制作,更加固执地认为只有单端才是最好的电路。

    6P3P在制成推挽后,音色却不像300B变化那样大,依然保持了润泽丰厚的声底,以许多发烧友的说法就是具有300B的特质,这种特质非常难得。

    6P3P在胆友中有着十分高的知名度,许多人认为它音色鲜活柔美、细腻娇嫩,是一只不可多得的好胆。金炜杰先生甚至认为,6P3P比常用的束射管及五极管6550、KT88、KT100、EL34、FU29(829B)等表现都更为细腻柔和、甜美,特别是对弦乐的再现方面远胜于上述诸胆,可见6P3P的魅力非同寻常。

    而且6P3P在国内具有较大的拥有量,除了曙光、南京的老胆外,还有曙光仍在生产,价格也不高,选材也比较容易。

    权衡一番后,为了兼顾听音内容的全面,既能出好声,在成本上又能让人接受,按现在时髦的话说,就是具有较好的性价比。本机选用6P3P推挽电路,电路原理见图1。

图1 


电源

    电源共用变压器3个,高压绕组和灯丝电压分别用英国TRANSFORMER油浸式变压器提供单340V交流绕组,并提供五个6.3V绕组分别为电压放大、倒相、推动级及4只6P3P功放管提供灯丝电压。6P3P栅极电压和栅级整流管灯丝电压由一只50年代日本小川电子所产变压器单独供电。后级电源采用晶体管作倍压整流,电路中串胆管,电源电路见图2。为避免反压较高,缩短胆管寿命,故未用胆管作倍压整流,将整流胆管放于第二级滤波电容与第一级电容负极之间,既保持有浓郁的胆味,也可保护胆管免受反压冲击。


图2


    为使电源变压器的主机的干扰减小到最小,采用了最为有效,同时又容易取得靓声的方法:主机与电源分离,电源部分单独安装在另一机箱上,其间用过机线连接。电源共用3个变压器。高压绕组设一延时开关,避免各管用灯丝来充分预热情况下加上高压造成阴极中毒,加速管子老化。灯丝电压采用交流供电,这6.3V绕组中点处接地,以降低噪声干扰。

    整流胆选用RCA公司5U4,滤波采用经典的CRC滤波电路。

    TRANSFORMER油浸式变压器体积并不大,但效率极高,能量充足,长时间使用后温升也在可接受范围之内。说到栅压,整流管的灯丝电压,为何要单独用一个变压器,笔者曾做过对比试验,当灯丝单独供电时,解析力与分离度都非常高,声场宽,场面感更为宏大。

输出变压器的绕制

    由于找不到声音符合要求,价格适中的阴极输出变压器,只能自己绕制,原理图见图3。

图3


    变压器选舌宽为32mm,厚度为0.35mm,迭厚50mm的铁芯,输出变压器为阴极输出,其初级阻抗降为屏屏接法的1/6~1/5,为使电感量尽量大,一次侧圈数取2400T(阴极与阴极),这样才可满足低频特性要求,线径取0.26mm。

    为改善高频效果,采用的是发烧友常用的分段分层绕制方式,但不同的是次级为不同线径的多组并联输出方式(图4)。

    6P3P在P-P接法的甲乙类推挽情况下,变压器较为理想的初级阻抗为6.6K,但接为阴极推挽输出的情况下,其阻抗大为降低,取1/6接法的情况时,阻抗为1100K,所以阻抗低,阻尼好,低频响应好,根据输出变压器初、次级匝数关系公式,变压器的阻抗比等于其匝数比的平方,可以求出在8Ω负载的情况下,初、次匝比为11.7,其次级匝数为205圈;负载为4Ω时,初、次匝比为16.5,其次级匝数为145圈。


图4


实际绕制时在次级145圈处抽头为4Ω负载输出端。

    二次侧用线径0.65和0.32mm的高强度漆包线分别绕两组,将其夹于一次侧之内以减少漏感,绕制时不论是层间还是组间,都应加绝缘纸,防止匝间短路,绕完后浸绝缘漆烘干。

    由于阴极输出变压器为推挽结构,铁芯不会被磁化,铁芯采用对插安装方式,且不留间歇,因而变压器效率高,频响宽,而且因推挽输出的对称结构,以及变压器的共模抑制特性,可消除各种脉动杂波,故信噪比极高,音乐背景非常宁静。

后级输入与倒相

    功放输入电压放大由6H9C担任,该极为同阴放大,为提高输入极放大性能与输入阻抗,该管阴极由270Ω+200Ω阴级电阻为该管提供栅压,由200Ω电阻组成阴极电流负反馈。在270Ω上并220微发电容提高该级增益。

    倒相极由6H9C三级管组成屏阴分割式倒相电路,该管的屏阴负载电阻均取22K,完成单只三极管倒相,使屏极与阳极输出一对相位相反,而幅值相等的信号电压。这种倒相有电路稳定、相移小,保真度高的优点。

推动级

    由2只6H8C担任,组成双管共阴推动放大电路,该电路具有两大特点,一是两个三极电子管共用阴极电阻,故具有相同的共模抑制作用,能提高放大器稳定性,相移失真减小,二是由于末级功率放大为阴极射随器输出,无电压放大,故本级给屏极电压高达750V,提供较高的音频电压来推动,以避免因电压不够引起削波失真。放大后的信号由6H8C屏极输出,经电容耦合至推挽功放栅极。

功率放大级

    功放级使用一对6P3P构成推挽放大,音频输出变压器串于阴极作阴极射随输出,由于采用阴极输出使其输出阻抗大为降低,阻尼提高,瞬态响应好。

    该极功率放大工作点调整为AB类(推挽放大),有一个突出优点:在中等功率下电路处于保真度很高的A类状态,在大信号时进入AB类状态。故效率较高、功率大。

该级偏压选取

    偏压方式,一般有自给偏压和固定偏压两种,自给偏压阴极电阻对整机声音影响很大,选材上易受局限,固定偏压方式时,每支6P3P的工作点可调,声音的速度感和通透感好,解析力高,控制力强。笔者在选择偏压整流二极管时做过多次实验,最后选择用胆整流而不用晶体管整流。对此玩胆一族皆有感悟,栅压用胆整流的优点是显而易见的,声音表现上胆味更浓烈,舒展顺滑,该管选择不同厂家其表现也大相径庭,最后该管选用了穆拉得的EB91,声音效果令人非常满意。

布线接地

    接地线的布局以第二级滤波电容负极为起始点,地线分为左右两个声道,用西电麻线芯线分别焊接在各声道印刷板上,由末极输出端子至功放极,再经推动级、倒相级、输入级至输入端子。用这种接法一是要滤除杂音干扰,二是为了得到好声,使各级信号路归路、桥归桥,不产生交叉调制与失真。

耦合电容的选用

    机内耦合电容采用了美国REL-CAP RT 0.22μ,共计12支,该电容对整机效果的润色明显,首先表现在音色和音乐的韵味上,音色更加高贵纯净,而对音乐的表达更加富有旋律感,更加能感动人,以前许多不被注意的地方听来都更有了感情色彩,而在音响性上不论是解析力还是动态对比也都有非常大的提升。

试听用胆

    试听时除了曙光与南京的老胆外,还试用了RCA的铁壳6L6,以及斯洛文尼亚的6L6,曙光胆具有其一贯特色,音色明亮,具有穿透力,低频也非常扎实,声音的泛音非常丰富,一听就令人振奋,但在表现一些表较细腻的地方,还有就是在大动态时偶尔会有过亮的情形发生。

    1958年产电工牌6L6,外形呈葫芦形,其声音较为中性,听感很平衡,但在韵味上却没有曙光胆爽快,感到有些平庸。换上俄罗斯生产的6P3P,是那种短颈的,声音明显就与曙光胆相似了,高频一下就上去了,低频也比较扎实,但在高频上过量的情形更加明显。

    接下来换上斯洛文尼亚的6L6后,声音一下自然下来,不再有高频过量的感觉,在中频上也呈现出一种醇厚感来,中频的密度也明显增强,最让人感到明显的就是听感非常的轻松。

    当换上南京葫芦型6P3P后,声音显得更加松软,但在低频上没有斯洛文尼亚的厚实,但弦乐非常的迷人,有如天鹅绒般的顺滑,同时高频的音色非常漂亮,泛音柔和而又清晰,弦乐的松香味十足。

    最后换上RCA产铁壳6L6,RCA不愧是6L6的鼻祖,这套胆一放上去就觉得声音异常甘美,而且解析力与动态都极为惊人,虽然高频延伸非常出色,却绝没有那种过量的刺耳感,声音非常鲜活,仿佛把人的每一根听觉神经都调动起来了。

    只是这种胆非常难找,尤其是要找到四支配对的更是非常困难,即使找到,恐怕价格也难以承受。

    对比以上几种胆管后,还是觉得南京葫芦型6P3P最为超值,而且找起来较为容易。南京管里还有一种6L6,体型比6P3P更要大些,音色相比6P3P就感觉音色上要亮了一点,而且价格也贵于6P3P,所以希望胆友们在遇上时可以比较一下,看与笔者的体验是否有所区别。

试听

    由于6P3P在推挽状态时功率有20多瓦,所以驱动一些灵敏度较高的音箱还是可以取得不错的效果,尤其是在音色上非常的迷人,具有300B般娇嫩鲜活的高音,中频的质感更是超越了300B,而在低频段,由于有较大功率,在反映乐器的形体感时非常明显,如听巴比罗利指挥伦敦爱乐,演奏德沃夏克《大提琴协奏曲》时,杜普蕾的大提琴的声音一出来,就明显感到大提琴犹如就在聆听者的面前,其大小也清晰可鉴。

    乐队与独奏者的定位也非常好,各乐器间的排列竟然有序,仿佛能看清似的。

    试音时选用了几种不同种类的音乐,首先试听的是猫王的名曲《LOVEME TENDER》,猫王的声音苍凉而富有磁性,一般来说胆机在表现女声时,更加娇美动听,但在听男声时往往有美化和弱化的倾向,但用该6P3P后级试听时却把猫王浑厚和略带沧桑的音色表现得淋漓尽致。音色非常准确,不会感到是奶油化了的猫王,这种特质使得在表现一些如蔡琴、古璇等中、低音域的女声时也能比较准确的表达出其独有的特质。

    下来试听的是邓丽君的名曲《月亮代表我的心》,这首曲子在众多发烧友耳中可谓是听出了耳茧来,稍有变化都会感觉出来,对邓丽君充满女性甜美温柔的声音捕捉不准,6P3P既然被认为具有300B的特质,在演绎这种类型的音乐时可谓驾轻就熟,表现出来的声音当然不会令人失望,一出声就抓住了邓丽君的声音特质。一般人认为邓丽君的歌声是甜软多汁、情深意切,其实在她的歌声中还透着些许执着与坚毅,就如她唱第一句“你问我爱你有多深”的有字时,就不光是平常那种婉转环回,甜蜜温情,而是既缠绵又坚韧,表现了一种柔中带刚的意蕴。这台胆机不仅在表现邓丽君的柔情似水时能够非常传神,而在表现其坚韧时同样能巨细无遗。

    虽然功率较小,但对交响乐也不能不小试一下,试听时首先选择了卡拉扬指挥柏林爱乐的勃拉姆斯第二交响曲,该曲作被认为是聆听勃拉姆斯音乐的最佳入门曲目,和声和旋律都异常优美,充满了悲剧的紧张度。听这支曲子时,限于功率,音量上不可能达到振聋发聩的地步,但满足正常听音是完全没有问题的。如果声音太大,则可能会出现过载失真。

    但以6P3P二十多瓦的功率,在高中低频段的平衡感来说已经令人满意,不会出现某一频段过量或缺失的现象。而且声音的平滑度非常好,听感非常舒畅,密度也不错,尤其在低频段,能够感到能量暗涌。

    最后试听的是阿尔贝尼兹的《阿斯图丽亚斯的传奇》这首古典名曲,试听的是布里姆演奏的经典演奏。这首曲子位列古典吉他十大名曲之一,其难度十分高超,在表现良好的系统上,琴弦的透明感仿若眼前,琴弦的颤动也清晰可见。

    由于电子管功放在早期最多是应用在吉他放大器中的,所以许多管子在表现吉他的音色时非常动人,6P3P也不例外,琴声清脆悦耳,触弦感非常清晰,共鸣也非常充分。

    要说试听中有什么不完美的地方,一是由于功率不可能做得太大,在与晶体管大功率机型的对比中,低频的下限及速度感都有所保留;二是在制作时限于成本和条件,在元件的选用上还有妥协,从音色上没能到达完美的境界;还有就是各种电路多入牛毛,仅能在一些熟悉的电路上进行试验,而不可能对所有电路都一一试验,因此在有条件时还可以对其他电路进行探索。

    当然,人们都期望制作出一部尽善尽美的机器来,但真正完美的机器只能存在于人的心中,按广告词来说就是:没有最好、只有更好!


摘自:《视听技术》2006年11期 作者:王嘉木 缪培昌


[ 本帖最后由 MLD 于 2010-12-9 12:31 编辑 ]
     
 楼主| 发表于 2010-12-9 12:34:48 |
制作高音质胆机



  制作一部高音质电子管放大器,输出变压器的质量十分重要,指标高的价位也十分昂贵,如“西电”牛等。其实只要合理选好电路,是可以降低对输出变压器的要求的。笔者制作的这款电路,就是用的普通输出变压器。

  前级共阴放大用名管12AX7,声音圆润细腻,胆味浓烈。功率放大级用6P14管作阴极输出器,不失真输出功率大于2.5W。国产的6P14管论音质表现不会比进口管差,但管子参数相差较大,使用时需要进行配对处理,一般情况下阴极对地直流电压应尽可能一致。由于采用了阴极输出电路,其输出阻抗很低,瞬态响应较好,阻尼系数提高,高低频延伸好,大大降低了对输出变压器的性能要求。笔者用高品质的输出变压器和一般的输出变压器进行试音比较,两者在音质上感觉不出有明显差别。

  由于阴极功率输出器无放大作用,是100%的串联型电压负反馈电路,若使用常规高阻输出变压器要用很高的音频电压来激励推动,电压推动管12AU7的直流供电就需要提高2倍,但因为阴极输出电路有低内阻的优点,音频输出变压器不需要很高的初级阻抗,采用低阻抗变压器后,可以大大减小推动级电压的负担。本机使用阻抗比为1kΩ:8Ω的阴极输出变压器,简化了电源制作的难度。

  输出变压器成品可选用“曙光”牌、“宝尔真”牌等。有条件者亦可自制,但应确保一定的电感量,以利低频端频响,一般采用10:1的匝数比。虽然该电路对输出变压器的质量要求不高,但初、次级交流阻抗必须是1kΩ:8Ω,初级直流电阻必须保证在270Ω~320Ω之间,否则功放管无法建立正常工作点。初级直流电阻值若偏小太多,应串联电阻(两端再并联高品质大容量电容交流旁路),务必达到此值。灯丝供电加有82kΩ限压电阻采用虚高电位的方法,防止功率管灯丝、阴极间交流击穿。

  电源变压器选用EI型或R型变压器,变压器容量大一些较好。高压端输出电压为2x230V,输出电流大于2x120mA,试听几小时仅有温热感。整流电路采用半导体二极管作全波整流,2只整流管型号为1N5408,耐压1kV,电流3A,以韩国产质量最好,不易击穿。

  耦合电容器,笔者推荐用法国SOLEN(苏伦)电容,其低频弹跳力度比其他电容更佳。实际容量应与下级栅漏电阻相配合,取值不宜过大,以不影响速度感为宜。高压滤波电容用拆机意大利肯得金字电解电容,阴极旁路电容用美国EC80μ小体积大容量薄膜电容,听感圆润速度快。电阻应尽量采用国产红色金属膜或美国DALE军工电阻,实际功率已在电路图中标明。扼流圈采用20W的优质硅钢片作单向插法,用φ0.31mm高强度漆包线绕满框架即可。

  整机装好后,一般不用作大的调试,但切记输出变压器次级端不能空载。连接好音箱,测试6P14管阴极直流电压两个声道应一致,这样管子基本配对。若有自激振荡声,那是功率管灵敏度等参数偏差较大造成,可在6P14管栅极串接一只1kΩ~5kΩ左右的阻尼电阻,即可消除自激。测量6P14管的阴极电流,应等于阴极电压除以输出变压器的直流电阻,以不超过45mA为宜,此时失真最低,听感最好。

  用本机推一对91dB高灵敏度优质纸盆扬声器单元音箱,在书房、卧室等小面积房间聆听放音,其音质音色之好的确已达到无可挑剔的程度,能满足对音乐较有修养的朋友。

[ 本帖最后由 MLD 于 2010-12-9 12:36 编辑 ]
     
发表于 2010-12-9 19:57:37 |
还行吧~~~~~~~~
     
发表于 2010-12-13 21:52:40 |
再看此图
感觉有点意思~~~~~~~~
     
发表于 2016-4-22 00:22:17 |
楼主的图片挂了~~~~~~~~~~~~~~~~

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