为北京城南老马制作的耳放开工啦——设计、实验与制作（随进度发帖）

白居不易

几天前收到了邮购的输出变压器，准备工作基本就绪，今天开工，应网友之约把设计、制作过程随进度发上来。
一、起因
北京城南老马网友想用富裕的GB-9B毫伏表改成耳放，跟帖提供了一个耳放电路图，由于我正好需要100微安的表头，因此希望改装后，把拆机的表头及前面板转让给我，如果需要耳放用的元器件可以交换，也可以帮助改装。由于多数网友不支持这样拆改，经过沟通，老马把GB-9B毫伏表转给我，我则负责制作一台耳放。受人之托，必当尽力而为，在不使用昂贵进口补品的前提下，使机器达到较高指标。
二、设计思路
    耳机SONY牌，阻抗24欧姆，灵敏度98dB/1mW。
由于耳机阻抗只有24欧姆，因此必须使用输出变压器，于是在网上订购了全新的7K:8欧姆的6P1输出变压器。正好手头有一全新的七灯收音机变压器，足够作6P1单端功放了，做耳放使用虽说有点小马拉大车，但可以增加滤波级数，也便于日后更新换代。
    计算所需增益：耳机灵敏度为98dB/1mW，按最大声强104dB计算（已经把效率问题考虑进去了。注意：耳机所需功率与音箱不同，音箱的声强与距离的平方成反比，耳放则不存在这个问题）。
），其所需功率为4mW，电压Uo=√0.004X24欧姆=0.31V。
输出变压器的变比为29.6（√7000/8），变压器初级信号UL=9.18V。
设输入端灵敏度为300mV，电压增益Go=9.18/0.3=31。考虑到6P1输出变压器的性能，功放决定采用阴极输出，其电压增益为0.9左右，所需推动电压还要加上阴极偏压，因此前级信号输出电压需要9.18/0.9+(2~4V)=12.2~14.2V，前级电压增益需要43~47 。一级6N2阴地放大即可满足要求，6N2是音响里常用的国产管，口碑不错。
    采用阴极输出的理由是，耳放需要较高的信噪比，要求电子管工作电流不能过大，跨导尽量高一些，6N1是中μ三极管，在简易收音机里作功放使用可以输出300mW功率。因此完全可以满足耳放要求。阴极输出具有较宽的频率特性，输出阻抗低，对输出变压器性能要求不高。
    虽然只有两个电子管，但是起到原GB-9B里4个6J1的作用。整流部分采用1N4007二极管。
三、电路图
    根据初步拟定的设计方案，绘出电路草图，待实验调整后最后确定电路。
（待续）

六点半

恩，很好，那就是6N2后边跟一6N1阴极输出了。是吗？期待中，准备山寨了啊。。。。

fzh547611

期待白老先生耳放佳作问世。看耳放制作连续剧。

白居不易

期待白老先生耳放佳作问世。看耳放制作连续剧。
fzh547611 发表于 2011-5-29 23:57

佳作谈不上，这只是命题作文。

白居不易

根据上述思路，电路草图如下：6N2屏极电阻没有标注阻值，应为47K~100K。LED指示灯也没有画上。

     6N1电子管的参数（1/2）为，屏极250V/7.5mA，阴极自给偏压600欧姆，放大因数35，跨导4.35mA/V，内阻8K欧姆。作阴极输出时，等效μ小于1，其等效内阻R'≈1/S=230欧姆，因此对输出变压器的要求较低，根据ZL=2πfL公式，普通的输出变压器，无论是电感量还是最低频率完全可以满足要求（参见北京城南老马原帖里，本人发布的实测图形）。其最佳负载阻抗与标准工作状态相同，简易收音机为了追求最大功率灵敏度，负载阻抗一般取10K（负载系数1.2），根据三极管的负载特性，负载系数为2~2.5倍时失真较小，本机输出阻抗取15~20K。由于输出变压器为7K：8欧姆，

    次级阻抗相当于17~23欧姆，可以在次级并联一个适当电阻（图中R*），使阻抗匹配，同时在没有插耳机的情况下，避免输出变压器空载。图中6N1阴极处R*与输出变压器直流电阻（250欧姆）之和为阴极电阻，在实验中根据不同工况进行调整，以最小失真为准。
   耳放所需的信号电压小，相对噪声电平较高，因此在设计制作上应当十分注意。原来设计6N1阴极采用电阻作负载，再通过电容耦合到输出变压器，考虑到电阻会产生热噪声，电容耦合必然会产生相位失真，因此直接用输出变压器作负载。信号输入端与电位器的距离尽量接近，并使用金属隔离线（一端接地），因此准备把莲花插座安装在前面板上。电源变压器杂散磁场是交流噪声干扰源，由于本机体积较小（200X130X50mm3），决定把输出变压器装到底盘下面。本机器主要元件采用新品，也保留了一点“修旧利废”的痕迹，底盘是利用放大机曝光时间控制器的铁制外壳改造的，铝合金前面板取自第一代复印机的硒板，音量调节旋钮拆自某仪器（不慎把糟蹋东西的历史暴露了 ）。全波整流的二极管拆自节能灯、电子镇流器，实践证明这些二极管经过高温高压考验，比新品可靠。由于是供别人使用，为了提高安全系数，实际制作时每边采用4个二级管，每2个并联再串联。

    这是备选的底盘，利用PVC奶箱改制的，四框经过加固，底板和前面板准备用铝板，体积稍大一些，便于升级。

（待续）

hawkins

输出用5k:4欧的效果差异会大吗？

轻风

白老出手，必定不凡，呵呵~
不过有个问题，滤波用的2K2K电阻会不会致使电源内阻偏大了啊？
如果是CRCRC这么隆重，用1K1K应该也是毫无问题的吧~
俺也做过类似的小机，用的一级CRC滤波，那个电阻只用到1K，就完全没有交流声了。
（后来换了更大的输出牛，电感增加很多，居然就隐约出来了交流声，说明我的电牛离输出牛还不够远，感应过来的。）

白居不易

回复 6# hawkins

现在是草图，我手头也有5K:3.5欧姆的变压器，实验时再定，由于耳机阻抗24欧姆，5KX3=15K，4欧姆X3=12欧姆，并联24欧姆电阻才能匹配，功率损失一半，怕前级电压增益不够。

白居不易

回复 8# 轻风
谢谢您的提醒，滤波电阻将根据电压确定，这个变压器电压够高，整流输出空载时350V，估计降压电阻不会小，实际制作时再调整。

fzh547611

两级滤波确实比较隆重。 如下有一个问题请教白先生，因为也想模仿做一个耳放，所以比较关心电牛的问题。
“正好手头有一全新的七灯收音机变压器，足够作6P1单端功放了，做耳放使用虽说有点小马拉大车，但可以增加滤波级数，也便于日后更新换代。”你这个七灯的电牛，用在这个耳放的功率余量比较大是么？如果是就是大马拉小车吧？增加一级滤波是为降低电流输出么？

白居不易

回复 11# fzh547611

功率大不是问题，主要是电压较高，电流小，因此需要较大降压电阻。

白居不易

三、阴极输出实验数据
1、仪器连接
    利用自制的缓冲器（6N3阴极输出），把原来20K阴极电阻去掉，信号栅极电阻原来接20K电阻上端改为直接接地，阴极通过6P1输出变压器初级，并串联390欧姆电阻（电阻两端并联25V220微法电解电容）接地。

     输出变压器次级接30欧姆电阻。6N3屏极电流5mA，阴极电压3.2V。
   信号发生器输出端与缓冲器输入端连接，输出变压器次级接毫伏表。信号发生器输出1KHz正弦波信号，调节输出电压，使毫伏表100mV档满度，然后变化信号频率，测试输出电压。
2、测试结果：自200Hz~30KHz是平直的，从100Hz开始略有下降，到40Hz衰减不到1dB，低频转折点为16Hz（-3dB，电压70%处），高频转折点达到135KHz（-3dB，70%处）。证明这个变压器配合阴极输出功放电路，频率特性只有频率低端略有下降，完全可以满足耳放的要求。













这个测试结果是利用现成的缓冲器对电路稍加加改动进行的，没有顾及耳放的需要，负载阻抗也不完全匹配。如果采用专门设计的耳放电路，各项指标还能进一步提高。下面转入制作阶段，需要在铁底盘上打眼，挖电子管座的安装孔，只有一把手电钻，一点一点地干吧。

mikecb99

这个变压器我也有~~正打算用6F3做二房，兼小功放~~白老大，二房部分的匹配电阻，应该怎么计算啊？我看到有保尔真厂的6F3图纸，那个二房匹配电阻适合用在7K：8的输出变压器吗？谢谢~~

lfj

搞好了我们可以跟着仿制

白居不易

回复 14# mikecb99
我的耳放电路是自行设计的，阴极输出功放电路不太常见。宝儿真厂的耳放电路我没有。这种6P1输出变压器只有阴极输出电路才能充分发挥作用。输出变压器的设计和数据，一般厂家都是秘而不宣的，成品耳放变压器价格不菲。手头没有耳放变压器设计资料，但与普通输出变压器大同小异，初级等于功放管负载阻抗，次级等于耳机阻抗。功率虽小但铁芯却不能过小。