【参赛】我的七星伴月小胆机也【参赛】

磨盘街9号

七星伴月小胆机DIY
前言。本机是2014年上半年的作品，没有赶上第五届大赛，以【七星伴月小胆机练成日记】的题目发表过，这次参加第六次大赛，进行了重新整理，适当简化。
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上世纪五六十年代，正是吾等的青少年时期，现在已经是一个鬓发苍苍的退休老人。可当时对无线电的爱好从矿石收音机开始，一直延续至今。多年积累下来一堆杂七杂八的老元器件，包括几十个小胆管、管座、一堆电阻、电容、旋钮、线圈、磁棒等等，都没舍得丢掉。退休前由于工作较忙，始终没有时间来制作，现在有了时间，就开始琢磨着如何把这些东西利用起来。于是有了如下的计划：
充分利用现有胆管和元器件，能够自制DIY的决不外购。制作一台小功率的胆功放。功率在1瓦左右即可，年纪大了喜欢安静的听听音乐，音量过大则适得其反。

有了计划，就开始实施。首先，从现有胆管中找出四只6J1，两只6N2，和一只6E2、一只6X2。
整体构想是每声道第一级用半只6N2作电压放大，用6N2的另一半做自动平衡倒相，第二级即末级用两只6J1做甲乙1类推挽放大。
乙电供电电压降低为200V。这是6J1屏压的极限值。
草绘的电路如下图（只绘出一个声道）：

1、        输入网络：
输入端分成强弱信号两个插口，用分压网络实现， 0.22的电容起隔直流作用，另外与电位器并联一个1M的固定电阻，以防电位器触点接触不良造成栅极电位悬浮。

2、第一级电压放大兼倒相：
本级用6N2的一半作电压放大，信号电压由栅极输入，经放大后输入下级，6N2另一半由推挽输入中点取少量信号进入栅极也作反相电压放大，两管负载电阻相同并共用阴极偏压电阻，正负半周可以达到自动平衡。
两管工作点相同；设定栅极负压Ug=-0.5V即可容纳输入信号峰峰值0.1V的变幅；屏极负载电阻Ra=100K，屏极电流Ip=1.11mA，屏压Up=91.2V+时，阴极自偏电阻Rk=450Ω/2。
见屏极特性曲线：

由于工作点较低，处于线性区的边沿，与手册参数已有偏差，这里直接由图解得出参数；为提高测量精度，在电脑上将图放大后用透明直尺量取。图中沿红色负载线在工作点前后读取A、B两点的栅压Ug增量与对应的屏压Up增量，于是本级增益K=ΔUp/ΔUg
同时竖向绿色直线上C、D两点的屏流差，代表该处跨导S=ΔIp/ΔUg
本例中取UgA=0V，UgB=-1.0V；对应查图得UpA=56.4V，UpB=122.2V
增益为K1=（122.2-56.4）/（-1-0）65.8/-1=-65.8倍，即36.4db。
跨导S=2.18-0.42/1=1.76ma/V（手册标准值2.1 ma/V）。
负号表示屏栅极性相反。
本级使信号幅度放大到Vp-p=6.6V

3、        第二级推挽功放
末级采用推挽功放的目的是为了提高不失真输出功率，采用甲乙1类推挽，可以得到较大的输出功率。从6J1的屏极特性曲线比较看出，五极管比三极接法的线性要差些，但是动态范围却大于三极接法。栅压的线性范围在0~-3.5V之间，为减小交越失真。我们选工作点为-3.0V，负载选为Ra=8K——这里解释下，有人认为6J1做功放的负载选在10~15K最好，可是本人以为，由于它的屏极最高耐压只有200V，负载越大，负载线位置就越低，反而落进非线性区。尤其与0V栅压曲线拐点接近。所以这里有意选低一点的负载，线性更好，同时输出变压器更易于制作。

工作点的屏压Up=180V，屏流Ip=2.5ma。帘栅流Ip2=0.8ma；
由此计算出，阴极共用栅偏压电阻为76Ω，屏极共用降压电阻为4k，帘栅极共用降压电阻为50k。均需用大电解电容旁路交流信号。

下面用图解法计算该级输出功率；
沿负载线看，栅极输入电压由-3V~0V（Vpp= 6.0V）时，屏压Up由180V降为51V, 由此可算出本级电压增益K2=（180-51）/3.0=43倍。即32.6db
整机增益K总=K1*K2=65.8*43=2830倍=69db。略有富余，留有少量负反馈的余地。

相应屏流Ip变化由2.5ma~18.7ma。将两管正负半周合起来，得到全输出功率为
P=（180-51）*（18.7-2.5）*4/8=1045mw，达到输出1瓦声功率的目标。
沿负载线转绘出两管合成的栅压屏流曲线如下：

图中红线即两管合成工作线，是一根穿过工作点的6ma/V斜线，说明线性优良，工作点选择正确。

未完待续，多占两个空位。

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4、输出变压器的设计
输出变压器在系统中的重要性不言而喻，所以应认真对待。
推挽输出变压器初级绕组无恒定大电流通过，铁芯磁化不至于饱和。可选用较小的铁芯。
每声道输出功率留有一倍余地，按P=2.0w设计。
所需铁芯截面积Sc=12.5√（P/fd）=12.5*√（2/30）=3.22 cm2
在旧物中找出两只电源变换器，拆看其变压器铁芯规格一致，截面积均为A=22*16mm=3.52cm2，可利用此铁芯重绕。
初级电感L=Rp/6.28f√（Md* Md-1）=8000/6.28*30√（1.41* 1.41-1）=42.4H（亨利）
Rp和Md意义见上回方案一。

初级匝数N1=T√L*Ic/Sc
铁芯系数T=400~500，取450
Ic为铁芯磁路长（cm）由铁芯量得Ic=10.8 cm，
于是N1=450√42.4*10.8/3.52=5132匝，

绕组最大电流18.7ma~0.02A，按电流密度2A/mm2选择漆包线净截面积为0.01 mm2，铜芯线径0.113。最终取铜芯0.12、外径0.14漆包线（英规40号）全长554米，直流电阻860Ω。

次级匝数N2=N1*√ 16Ω/8000Ω=230匝
绕线截面积按4Ω时的电流计算，I=√2w/4Ω=0.71A
采用三夹二的绕法，将次级三个绕组并联。每个绕组均用0.41铜芯（0.45外径）漆包线绕230匝。抽头计算从略。

以上为纸上谈兵的计划阶段，
具体动手制作时，经历了多次反复和挫折，详情在七星伴月小胆机练成日记中有详细记录，这里就不再重复了。只把制作过程以图片方式展现出来。


为了绕制输出牛，首先制作了一台袖珍绕线机。
http://www.crystalradio.cn/forum ... read&tid=528265

返工六次，才绕成功的两只小推挽牛，

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电源部分DIY
第二就是胆管电源问题，现在做胆管机的是弱势群体，到电子市场多次寻觅，都没有合适的电源变压器出售。只好花18元买了一只市电转110V的20w变压器，准备用倍压整流得到胆管所需要的高压。另外把手边现有搁置3年的12V，1A小型开关电源，为灯丝串联直流供电。
电源部分电路如下图：

此电源还有两个特点：
1、6J1帘栅压取自倍压整流的中点，该处电压严格为高压的1/2。
2、倍压整流采用本机拆下来的四只FR152两两串联做倍压整流，另用双二极胆管6X2串入高压电路中，避免高压在灯丝未热时突然加至后级各胆管。可延长胆管寿命。

整台胆机以及电源均利用一个旧的ATX电源盒。该电源是开关电源，而我将其高压改为线性电源。并利用了其中的滤波电路。

先拆去风扇。在电源主板上逐个元件进行甄别、清理。用的上的保留、用不上的清理掉。其市电接入插口与电源开关都可以利用。


下一步在清理后的板子上安放110v变压器和12v开关电源，以及增加的水塘等大件先安排好；为检修方便，贴上标签。

然后。按照电路图进行连线和焊接。电路板覆铜面的电路有时也能用上，有的用不上，就用木刻刀铲掉铜箔。

电源模块与放大电路之间用两组四针接口相连，接口排针是用电脑硬盘主板上锯下来的。连接排线都是用软驱电源线。
线路焊好后开始测试，仔细检查接线无误后，再用万用表测一下各输出引脚之间的通断情况 。先用一个市电转24v的小变压器代替市电，做一次低压供电试验，最后直接接入市电，这样循序渐进地检查，以防故障扩大。此时注意一定要在高压侧接上负载，本人用两只15w灯泡串联做负载，

经计算此时高压电流42MA，与设定的40MA相近。各处输出电压也都符合前后级各胆管的要求。这样电源模块宣告竣工，将它安装在机箱内。


胆机功放部分安装在ATX机箱的顶盖上。见下一贴

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下面是机器的DIY过程：
ATX机箱顶盖钻孔，

自制的焊片支架

安装管座，焊接灯丝供电电路和接地电路，


最后完成的胆机。

临时接喇叭，试听与调试中

自春节起，经过四个月的时间，自己动手DIY的小胆机终于能够正常工作了！回顾这次DIY过程曲折多变，并不顺利。遇到许多没有预料到的情况，如绕牛多次断线、如电容爆炸、如全桥坏腿、如胆管内部短路等等，曾经一度有打退堂鼓的想法，但坚持到最后，毕竟有收获、有回报。

从外观看，整机集成在一个ATX机箱上，小巧玲珑。七只较小的花生管围绕在较大的6E2指示管周围，我给它起了个名字叫【七星伴月】。

一般我用手机或小FM收音机，间或用DVD机片源作为音源，每到傍晚，就听上几曲——或交响、或唱歌、或戏曲、或古乐，……都是一种享受。久违的胆声浑厚中蕴藏着亮丽，荡气回肠。声音干净透明。

看着胆管灯丝放出的橘红色光芒温暖而滋润，指示管的绿光随着音乐的节奏而跳动，一种美感油然而生。

yuanzen

看得出楼主是位老鸟。经过精心设计出的机机一定不差。赞一个。

303500588

高手楼主 很不错 美观 成本多少  楼主有才电表计数  做的绕线计数  不错赞一个

zxy223

i学习了，感谢分享

枫之灵动

太漂亮了，以后音响就向这方向。

mack1999

新年快乐。红包拿来

喜儿

漂亮，赞一个，我要好好学习。

寂寞吉他

很不错，顶一个。。

muxuyang507

楼主高手，做的很好呀！赞！

wtoto

漂亮，手工一流。

语音输入

绕推挽输出变压器确实不易！特别上了点岁数要绕是下大功夫！做工一流！

bzzxd

支持DIY！赞一个！