从管子结构探讨6NI、6N3、6N11代换ECC85的可行性

linpei

今年一月，我用德律风根OPUS8电子管9灯收音机分别进行了用北京、曙光6N1-J代替德根、大盾ECC85的实验。从调谐指示看，6N1-J能收到ECC85所收到的所有电台，但在88~100MHZ整个频率范围的信号强度均低于ECC85，即接收灵敏度降低，且所有电台的接收调谐频率均向低端偏移一点（没测低了多少），音量也小于ECC85；同时6N1-J管壁温度明显高于ECC85——烫手，拔不下来，而ECC85是温热的。我的德律风根OPUS8收音机是欧洲版的，FM是三联调感式，范围为88～100MHZ。
    在用6N1-J直代ECC85前，我对比了6N1-J与ECC85的参数，除了阳极电压相同以外，其他都不同：6N1-J阳极电流Ia、跨导S、放大系数都小于ECC85约20%～35%：而各种极间电容却远大于ECC85。例如第一管阳极与第二管阳极间的电容。6N1是小于等于0.2PF；ECC85是0.04PF（max），另外7个电容参数还要小一个数量级（最大0.00几PF），而6N1未作要求。
    目前，原本飞利浦公司专为调频收音机开发的高频双三极管ECC85由于高频特性好的缘故，被音响发烧友用于音频领域，需求量大增，导致其价格被炒到天价，使电子管收音机发烧友深受其累——要花高价买ECC85。用国产管代替ECC85是应对如今这种情况的最好办法。6N1代换效果不太好的原因在那里？6N3、6N11行不行？针对此问题我仔细观察了6N1、6N3、6N11、ECC85的内部结构，现分析如下，不妥之处请大家直言拍砖。
    从所附照片可知：这四种管子内部两个三极管屏极的间距是不同的。ECC85最大，6N3和6N11其次，6N1最小。两个平行的三极管屏极构成了一个平行板电容器。由物理学知，真空的介电常数为1，平行板电容器的电容为：C=Q/UAB=S/D，即真空管中两平行屏极构成的平行板电容器容量与极板面积S成正比，与极板间距D成反比。所以6N1的极间电容值最大。ECC85最小。
    四种管子内部两个三极管屏极之间都加有一片隔离片，它对极间电容值有没有影响？现推导如下：
设未插板前电容为C=S/D，插入厚度为D′的隔板后为C′。两屏极板距隔板距离为DA、DB。
设屏极板带有电荷±Q，面密度为±⊿，即⊿=Q/S。隔板平行插入后，其两表面将分别产生面密度也为±⊿的感应电荷。此时真空场强E=⊿=Q/S不变，隔板中的场强为零，两屏极板A、B间电势差为
UA-UB=EDA-EDB=E（D- D′）=Q（D- D′）/S，
插入厚度为D′的隔板后的电容C′=Q/（UA-UB）=S/（D- D′）
    通过物理学推导表明：插入厚度为D′的隔板后，电容将增大，即C′＞C，但由于隔板较薄，即D′值较小，所以电容增大不多。同时屏极板与平行隔离片距离不影响极间电容值C′。
    观察ECC85的隔板可以清楚看出（见附件）：它与6NI、6N3、6N11两屏极间平行插入隔板不同，其隔板倾斜了一个角度。设倾斜角为￠，则上式中的S变为Ssin￠,所以极间电容将减小。这也与ECC85极间电容参数值最小一致。
    极间电容是高频三极管的重要指标，其值越小则交扰调制越小，对调谐频率影响也越小;越大则对管子的幅频特性（F-㏒A）影响越大，表现为随着频率升高，输出电压幅值下降。对FM收音来所说，就是接收灵敏度下降。
    那末将隔板接地，能否屏蔽极间交扰呢？答案是：只能有限减少，不能屏蔽。因为根据真空静电场高斯定理——∮EdS=Q知，只有隔板构成一个闭合面时才能使内部∮EdS=0，即不受外部静电场影响。显然这四种双三极管间的隔板都不是封闭结构。
    从以上分析可知：受内部结构的制约，就幅频特性（F-㏒A）而言，低频电压放大管6N1用于FM高频调谐回路是比较吃力的。当然，如果在电路参数上和系统调整上多下功夫，还是有可能在FM接收领域应用的。这是应对如今ECC85被炒到天价的最好办法。我用6N1直接代换德律风根OPUS8中的ECC85没有取得好效果，又不敢用6N11直代（因为OPUS8随机电路图中标注ECC85的阳极电压电流为150V/9.5mA），用6N3代换要打开高频头改管脚，麻烦至极，才花150元在上海买了只大盾全新原盒ECC85，真是无奈啊！我将在用6N1代换ECC85方面作出努力，只是舍不得在德律风根OPUS8上下手，等再收进一台档次低些的再动手吧。乐见广大电子管收音机发烧友在这方面取得成功！届时别忘了发到论坛里大家同庆！
    对于6N3、6N11这两个管子，这如正如本论坛电子管专家清蒸冰棍先生在《我再谈制作调频机》一文中所指出的：“其实6N3、6N11用于此类电路也是合适的。” 高频电压放大管6N3、6N11确实能完全胜任FM高频调谐回路。但是想试一试的朋友也不要忽视下列问题：
   （1）6N11与ECC85的管脚排列虽然相同，但其典型阳极工作电压只有90V，比ECC85低160V，阳极电流高60%左右，跨导比ECC85高104%左右, 放大系数比ECC85低49%左右，只有负栅压与ECC85基本相同，因此电路参数要重新设计，尤其是阳极电压电流。
   （2）6N3不仅与ECC85的管脚排列完全不同，而且典型阳极电压为150V，比ECC85低100V，放大系数也比ECC85低37%左右，负栅压则比ECC85浅26%左右，只有跨导和阳极电流与ECC85基本相同。
    因此6N3、6N11完全可用于自设计自制的调频机，如果要用于现有FM机器上代换 ECC85就要同时修改电路参数和设计，对6N3还要改管脚接线。
    以上是我在少量实验（仅对6N1而言）、观察、理论推导的基础上得出的粗浅拙见，缺少大量实验数据的支持，也没有电子管制造厂设计实验资料的佐证。请论坛前辈们和行家高手们指正。

[ 本帖最后由 linpei 于 2009-2-24 10:12 编辑 ]

athena

6N11的隔离极最好,两侧都有个90度的延展部分,,隔离效果比那种平板一块的隔离极好得多

linpei

同意您的看法。

海河

ECC85的价格要上去了.......

yucs

ECC85的放大因数是55，国产管没有能直接替换的，ECC81或12AT7特性近似，只是灯丝电路要改。

另外，可以量一下板极供电电压和实际板压，如果在150V以下，也可以用6N11试一下，因为收音机调频头一般电压都不用得很高。

tubeamp

正在学习中

yucs

6N4相当于12AX7,也是低频放大管。

找美音电子（电子管807），他那有ECC85不太贵，150元可以买三、四个了。

[ 本帖最后由 yucs 于 2009-2-25 09:38 编辑 ]

linpei

虽然6N4与6N11、6N1、ECC85管脚排列相同，而且与ECC85阳极电压相同，负栅压略浅（25%），但它的双三极管间没有可以接地的隔板，无法减少双三极管间在超高频工作时的交扰调制；另外它跨导太小，而放大系数太大。所以它比6N1还要适用于音频电路的低噪声放大，它就是为此开发的。

liufx

不，我不认为6N11性能会低于ECC85，ECC88的高跨导设计，VHF以及电视机高频头都能工作，区区FM，何足挂齿。
假设单灯高频头，第一级是栅地高放，那么，只要改变屏极电阻就好了，变频级同样道理，改变屏压就是了。
ECC88的屏蔽是专门设计的，包括屏蔽那里凹进去一点，那就是它高频特性好的秘密了。

tj.xhy698

这篇文章让我找了一天！！！！！！！！！

snga

刚用6N11代替ECC85抽入。发现中波完全正常，但是调频接收不到电台，只有糟音

宝马

刚用6N11代替ECC85抽入。发现中波完全正常，但是调频接收不到电台，只有糟音
snga 发表于 2012-2-27 08:58

不可能吧？6N11本身就是为12频道以上高频头设计的。

snga

回复 15# 宝马
我也不理解，为何收不到调频。