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发表于 2020-12-24 13:15:41
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本帖最后由 于海旺 于 2020-12-24 13:17 编辑
6P15电子管于放大器。
6P15=旧型号6П15П型视频输出五极管
国产6П15П型电子管是一个视频输出五极管,它与国产6П14П型电子管完全相似,仅在管芯上下两端各增添一只金属隔离片。从性能和用途来看,两者截然不同。我们知道在脉冲信号接收机中(包据雷达、脉冲通信、电视广播等)都有视频放大部分,用来放大脉冲或速变信号,这种信号的频带,从几十周直到几兆周甚至几十兆周,它被称为视频信号。这些视频放大器包含视频前置放大和视频输出电压放大两部分,这里是视频输出放大部份。
在视频输出电压放大器中,对电子管的要求有下列几点:
1)需要有尽可能大的宽频带放大能力,保证获得高清晰度和高传真度的图像;
2)需要有足够大的输出电压,保证满足示波管或显像管输入端的需要;
3)电子管的效率要达到最大值;
4)电子管的极间电容要最小。这些主要的要求,可概括地用宽频带放大能力的简单公式来鉴别电子管的优劣程度:
K*Δf=S/(2πC0),
式中K为放大器的放大倍数,f为频带宽度,S为电子管的跨导值,C0=Cin+Cout+8,即输入电容、输出电容和接线电容的总和(假设接线电容的估计值为8微微法)。
上式表明了在挑选放大器型号时,应考虑到有比较小的极间电容和比较高的跨导,使 K·f值最大。视频输出电压放大管来讲,为了获得足够大的输出电压和比较高的效率,它必需具有功率放管形式,因此它的电极尺寸要比一般电压放大管大一些,不可能使极间电容减小到像高频电压放大管一样,不过小型电子管的极间电容是足够小了,再加上管芯上下端的隔离片以后,使跨路电容限制在0.07微微法以下,这样有助于补偿频谱反应曲线的高视频部分。
获得比较高的 K·f值的最有效的方法是提高电子管的跨导值。但是需要在不增加输入功率(或不增加工作点的阳极电流)的情况下,提高跨导值是难以办到的事,所以一般以S/Ia的比值来比较电子管的性能,该比值越高,表明该管的制造工艺越复杂,越难制造。
国产6П15П型电子管是根据上述要求,并考虑标准化起见,采用与6П14П相同的统一另件,采取了调整主要参数和降低跨路电容等措施,它的特性数据:见电子管手册6P15。
在表1中列举了该管与其他欧美优选型号的视频输出管在宽频带放大能力方面的比较。
K·f S/Ia Ia S Cin Cout Co
倍· 1/伏 毫安 毫安/伏 微微法
兆周
6П15П 82 0.47 30 14.7 13.5 7 28.5
6CL6/6L43 71.5 0.355 31 11 11 5.5 24.5
6CK6/EL83 65 0.29 36 10.5 11.2 6.6 25.5
6П9/6AG7 61.5 0.37 30 11 13 7.5 28.5
表中明显地表示国产6П15П管无论在K·f值或者S/Ia比值都比欧美其他型号有显著的提高,因而在给定的放大倍数下,获得更宽阔的通频带,这里必需指出,只有在高度技术基础上,才能制造出比欧美现有的视频输出管更为优越的电子管。
本管系国营北京电子管厂出品。由于特性优良,结构比欧美的简化以及电极接线的不同,因此不建议用国产6П15П型电子管代替其他欧美管型。
问:国产6P15(6П15П)管用做调幅收音机的末级输出,负载阻抗须用多少?如用6P1的输出变压器,如何改制?接成三极管时,负载又是多少?
答:6P15是专为电视机作视频信号放大用, 按电子管手册中所载典型工作状态有二种用法:当屏压为300伏,帘栅压为150伏,阴极电阻为75欧时,最佳负载是10千欧; 如屏压和帘栅压都用170伏,阴极电阻为82欧,最佳负载是4.5千欧。如作为收音机的输出管时,也可以按上述数据使用。
用6P1的输出变压器,在屏压300伏情况下,须将次级圈拆去约十分之三;在170伏情况下,基本上能代用。但是上述二种的工作电压在收音机中都不方便。如果6P15的屏压用230伏左右,帘栅压用200伏,栅偏压-4伏,则最佳负载也是5千欧附近。这样6P1的输出变压器就能直接代用,而这种工作电压在收音机中也是常用的。
当6P15接成三极管时,它的最佳负载当屏压150伏时约3千欧,栅偏压约-4.5伏;屏压200伏时约2.5千欧,栅偏压约-6V; 250伏时约2.2千欧,栅偏压约-7.5伏。
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电子管6P15与6P14可以说是是同门兄弟,都属于20世纪电子管鼎盛时期设计出来的宽频带、高跨导五极管。
按照原来的设计定位,6P15用于电视机的视频放大,6P14则用于宽频带音频放大。后来电子管在众多的领域内被晶体管集成电路取代仅在Hi-Fi音频放大等少数领域仍然占有一席之地,于是在6P14被热捧的同时,6P15却备受冷落,两者的价格也相差数倍。由于价格低廉,便有人尝试用6P15来制作靓音的小胆机。
一、6P15简介
要用好6P15,首先需要知道它是一只什么样的电子管。让我们先来看一看人们对6P14与6P1进行比较吧:6P14与6P1同为音频放大管,6P14因为音质靓丽而获得“淑质英才”的美誉,6P1虽然数量众多却没有名分,
6P14因为高跨导而比6P1更容易推动,输出功率也比6P1要大一些,6P14唯一的缺点是比6P1脆弱,当出现电源电压过高或者推动电压过高等意外时,很容易被烧老。当电压升高时,阴极发射电子的能力与屏极吸引电子的能力同时增加,高跨导与高放大倍数的6P14自然更加容易老化。6P14的跨导大约是6P1的2.5倍,而6P15的跨导差不多是6P1的3倍,因此6P15也比6P14更加容易被烧老,特别是其帘栅极,按五极管连接时,绝对不能超过200V。高放大倍数一方面说明功率管比较容易被推动,但是对另一方面也意味着它较难控制,对于外围电路的要求也更高,而且放大倍数过高还可能会忽略掉音频信号中的某些细节。通常认为将6P15用于音频放大时,不宜按五极管连接,而应该把它接成三极管来使用,接成三极管的6P15内阻仅138k。接成三极管后,6P15的放大倍数下降了一半多,但是却变得比较容易控制了,而且三极管的音质也比五级管好。在大多数人的印象
中,三极管是很难推动的,但实际上推动连接成三极管的6P15与推动6P1一样容易。这样看来,6P15接成三极管后,应该是一只性能出色但也很脆弱的电子管。如果进行比喻的话,6P1就像原野上茂盛的野花,而6P15则像
温室内娇艳的鲜花。
本刊曾发表过一篇颇有影响的文章,介绍6P15在Hi-Fi功放中的应用,在其所介绍的甲类功放电路中,6P15的帘栅极、抑制栅极与屏极相连接成三极管。它的工作状态为屏极电位310V,静态屏流38mA,阴极电阻220欧,负载阻抗5kΩ,输出功率3.3W。这个设计几乎将6P15的潜力发掘到了极致。互联网上有这个电路,根据不同的电子管逐个调整。对于一些管子,阴极电阻甚至会超过430欧。更为麻烦的是,6P15的屏流会随着时间漂移,只要经过十多分钟就会翻一番,很容易将电子管烧老。
二、6P15保护
对于6P15这种脆弱的电子管,怎样才能确保它不被烧老呢?笔者认为用恒流源来代替阴电阻可以解决这个难题。因为嫌逐个挑选阴极电阻太麻烦,所以笔者产生了用恒流源来代替阴极电阻的想法,并对此进行了实验,电路如图1所示。
该电路是由结型场效应管SK373构成的小恒流源,通过发光二极管为PNP型晶体管2SB649A提供基谁电压,并为并为6P15提供约2mA的阴极电流。而2SB649A为6P15提供约36mA阴极电流,6P15的屏流就是两者之和。通过调整电阻R的阻值,可以调节2SB649A输出的稳定电流。恒流源的等效电阻很大,能够产生强烈的直流负反馈,从而使6P15的屏流保持稳定。采用PNP型晶体管做恒流源是由于它的集电极电位为零,可以将它直接固定在胆机的底板上,让底板兼作散热器。因为2SK373的初始电流来自6P15的阴极电流,发光二极管需要延时约30s才会亮起,所以恒流源还提供了一个软启动的过程,这对于延长电子管的寿命也有好处。使用了恒流源以后,大约经过30s的时间,随着发光二极管的蓝光泛起,6P15的阴极电位才会从刚开机时0V上升到15V左右,此时其屏流已经达到了38mA。然后再经过10-20min(时间因不同的电子管而异),其阴极电位才会从15V逐渐地上升到30V,并基本稳定在30V左右。在这个过程中,虽然6P15的内阻不断减小,但是它的屏流始终保持为38mA。
三、6P15胆机
图2是笔者根据上述的实验结果制作的一款胆机,前置级由双三极管6N3构成SRPP电路,取其频率特性好、输出阻抗低的优点。功放级使用两个相同6P15电路单元并联,以便使输出功率达到6.5W以上。功放管采用固定偏压与恒流源混合的偏置方式,由固定偏压方式提供22V的偏置电压,而恒流源则提供大约10V的偏置电压。采用这种混合的偏置方式可以减少阴极电位的漂移幅度,同时提高B电电压的利用率。笔者相信这种混合的偏置方式也可以用于2A3与300B等低内阻的三极管,并因此可节约15%的电能。
本机使用的变压器从网上订购,输出变压器的铁心的横截面积为26mmx42mm,一次侧阻抗为2.5kΩ,抗饱和电流大于90mA。电源变压器则是6P14推挽电路使用的那一种,铁心的横截面积为32mmx45mm,其二次侧除了250V的高压绕组与6.3V的灯丝绕组之外,还有一个30V的绕组,用来提供固定偏压所需用的负电压,同时为一个高压延时启动电路提供电流(图2中未画出高压延时启动电路)。
本机采用搭棚焊接的安装方式,发光二极管用Φ3mm的蓝色管,安装时将它放入6P15的管座内,电路工作时它发出的蓝光从下面照亮6P15,可以在欣赏音乐的时候增加一些情趣。将6P15接成三极管后,放大倍数仍达20倍以上,因此能够方便地组成简洁的两级无大环路反馈放大器。而两管并联时,内阻大约为700欧比低内阻三极管略低,输出功率则与之相当。
图2电路使用的都是廉价的电子管,但是却有着类似于低内阻三极管的音质,因此这个电路具有极高的性价比。
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