DIY-3 电子管收音机

Julie

全电子管经典线路，不急，按照单元电路从后级逐级往前慢慢做，逮到什么元件就用上，边做边学边改，其实一点也不难。

期望性能：
1. 接收频率：AM 520~1710kHz（MW），2.4~7.0MHz（SW1），6.5~18MHz（SW2），FM 87~108MHz；
2. 输出功率：8W；
3. 灵敏度、选择性和保真度尽量好；
4. 电路和组装尽量简单，不奢侈也不山寨。--- 引用Albert Einstein名言：“Everything should be made as simple as possible, but not simpler.”

方框结构：

Julie

（1）底座
利用一个报废的老式50’ Plasma TV的机板盒，1.2mm厚铝合金，长590mm，宽230mm，高45mm，直接作为底座。截取一条1.5mm厚的L型装饰铝条，长610mm，高45mm作为面板，用铝铆钉和螺丝将它连接在底座上。





（2）电源
电源变压器是现成的（西德潜艇电子管声纳机用的电源变压器），型号：V40621-L3007-X-6，初级输入电压AC 110v-220v-240v可选，次级输出电压AC 5v（2A），280v+280v（120mA），6.3v(4A)+4.0v(2A)+12.6v(1A)。用一个电脑的硬盘支架外加两片铝片做个屏蔽壳，喷黑漆。





扼流圈用成品的Parmeko，密封，7.5H/60mA。



电路图



组装







测试：置输入电压选择于240v位置，实测输入市电电压AC 248v，输出灯丝电压空载AC 7.1v（接负载2.2Ω / 20W降为6.5v）。输出B+电压空载DC 319v（接负载4.7kΩ / 20W降为288v）。输出Vreg电压空载DC 153v（接负载10kΩ / 20W为152v，几乎不变）。

可达

扼流圈容量可能不够，找个10H 100mA的吧。60mA只够五灯机。

daguding

看计划工作量挺大的！！

ateast99

学习一下，楼主快更，谢谢

liangbg

中波靠地波传播，加上干扰大，加装高放的必要性大于短波。

ShengYun

咋一看楼主的ID名字，我还以为是DIY论坛的Julien版主呢。

Julie

（3）音频功放
采用2只6V6GT电子管作AB1推挽功放，超线性UL接法。输出变压器没有现成的，自己绕制，先估算设计。

经验参数：最低频率 fmin = 65Hz (-3dB) ，输出功率Po = 8W，屏−屏阻抗Rp-p = 10k，输出阻抗RL = 4Ω / 8Ω，效率 η = 80%，反馈SG端匝数抽头Nsc = 23%。

（a）铁芯截面：Sc = (25 Po) / (η fmin) = (25 × 8) / (0.85 × 65) ≈ 3.62 (cm)2  。
采用25W现成的电源变压器铁芯，舌宽22mm，叠厚25mm，铁芯截面 Sc = 5.5 (cm)2  ，平均磁路长L ≈ 13.4cm。

（b）初级电感量：Lp-p = Rp-p / ( 2π fmin ) = 10k / (2π × 65) ≈ 24.5 (H)

（c）初级总匝数：Np-p = 500 [ ( Lp-p L) / Sc ] 1/2 ≈ 3863 (T)
                  SG端匝数抽头：Nsc = 3863 × 23% = 888（T）
                  次级匝数：
N4Ω = Lp-p [ RL / (η Rp-p ) ]1/2 = 3863 [ 4 / (0.8 × 10k) ]1/2 ≈ 84（T）
N4Ω = 3863 [ 8 / (0.8 × 10k) ]1/2 ≈ 118（T）
       
（d）绕组占铁芯窗口面积：
选用的铁芯窗口最大面积 Smax = 3.3 × 1.1 ≈ 3.6 (cm)2  
可用面积 S ≈ 0.8 × 3.6 = 2.9 (cm)2  
初级选用 φ0.16mm 漆包线，占用窗口面积 S1 ≈ 1.5(π/4) φ2 Np-p = 1.5×(π/4)× 0.162 × 3863 ≈ 1.2 (cm)2  
次级选用 φ0.71mm 漆包线，占用窗口面积 S2 ≈ 1.5×(π/4)× 0.712 × 118 ≈ 0.7 (cm)2  
线包占用窗口面积S1 + S1 = 1.2+0.7= 1.9 (cm)2  < 铁芯窗口可用面积 2.9 (cm)2  ，全部线圈可以绕的下。

采用变压器原配的等间距双槽线圈尼龙骨架，初级和次级线圈分别在不同的线槽中正绕和反绕，从而保证全对称（同样电感和内阻）结构。因为是推挽工作，铁芯采用EI 对插，无气隙，成品后喷黑漆。









实测线圈各绕组的直流电阻和空载电感如下：
绕组P1 ~ SC1    SC1 ~ B+    B+ ~ SC2    SC2 ~ P2    P1 ~ B+    P2 ~ B+    P1 ~ P2      
电感    3.30H         0.22H           0.22H          3.30H        5.01H        5.01H      19.86H
电阻    218Ω            60Ω             60Ω            218Ω         278Ω         278Ω       556Ω

电路图：



组装：





测试：通电，测得两个6V6GT阴极自给偏压18v。输出接8欧假负载，上单端输入接信号，Ui (rms) = 7.4v (440Hz) 时，Uo（rms）= 4v，没有明显失真。继续增大Ui， Uo也跟着增大，但有明显的失真（上半周肥，下半周瘦）。下单端输入接信号，Ui (rms) = 7.2v (440Hz) 时，Uo（rms）= 4v，没有明显失真。继续增大Ui， Uo也跟着增大，但有明显的失真（相反，上半周瘦，下半周肥）。接一个倒相变压器（电源变压器双12V的次级）将输入信号变成双端信号，Ui (rms) = 15.6v (440Hz) 时，Uo（rms）= 8v，没有明显失真，说明该功放输出8W没有问题。

Julie

（4）低放
包括6SQ7前置低放，衰减式 (Harmon Kardan) 音调控制和12AT7倒相推动电路。刚开始前置低放用低噪声管C3m，倒相推动用ECC35试验。





结果发现ECC35管的声音“磁性”十足，优美动听。可惜的是这个1953年的老管，工作几个小时后交流嗡声变得很大，检查了半天，发现是这个管的灯丝和阴极热碰极（冷的时候是好的）。手头上就仅有这个管了，只好改用12AT7 小管，感觉这个小管的声音就“单薄”许多，又试用6N7管，声音不错，但考虑该管的灯丝电流较大，还是用回12AT7小管，只好花时间做了个管座盖片堵掉原来的大孔。真没想到，一个前级低放对放音的效果有这么明显的不同。



再就是前置低放原来使用的是低噪声管C3m，该管的性能不错，只是麦克风效应大，随便敲击管罩底板甚至其它元器件，喇叭就“哐哐”地叫。换用12AT7改善也不大，最后使用6SQ7则明显没有麦克风效应，同时也预留了AM检波功能。通过试验不同的倒相电路，音调电路和负反馈电路，最终以效果最满意的电路确定定型。







电路图：



试验结果：置音量电位器于最大位置，低音和高音电位器于中间位置，输入端对地短路，喇叭没有交流嗡声，输入端悬空，喇叭有一点点交流嗡声。输入端加440Hz信号100mV(rms)，输出端接8欧喇叭，测得输出7.7V(rms)，示波器观看波形没有失真。
输入端接高质量的CD音源，电子管音频放大器确实有其特色的放音韵味。感觉电路中加入的高低音音调电路对放音的音质破坏很大，不用最好。还有就是负反馈量应尽量小，不加负反馈会失真，但加得太大音质会变得“生硬”。

直流电子管

Julie 发表于 2016-11-13 22:23
（3）音频功放
采用2只6V6GT电子管作AB1推挽功放，超线性UL接法。输出变压器没有现成的，自己绕制，先估算 ...

这个输出变压器的工艺我喜欢！简单省事儿，完全就是我缠输出变压器的节奏啊，高绝缘强度漆包线，根本不用层层垫纸，也建议以后采用小九角管制作功放级，可以降低屏压，提高安全系数。

NANDIAN6

楼主如功放用6P3P或EL34一只也有6--7W单端，线路更简单些。

lstvcss

大胆的想法，新颖的工序，一定有不一样的DIY乐趣。祝贺！

未成之佛

电流容量要预留够了，不然到时不够就傻眼了。预祝成功！

Julie

（6）AM中波收音电路
经典超外差线路，先做中频放大部分，用6BA6变μ管，中频455kHz，用V+供电。中周采用老式电子管的PT872双调谐旧中周，外壳经打磨去锈后喷灰白漆。实测该中周的初级最大电感是2.64mH，最小电感是1.66mH，磁帽（芯）在中间的电感约为1.66mH，内配谐云母电容70pF，线包直流电阻26欧，次级和初级一样，次级在上，初级在下，都是采用一样的丝包线4折叠蜂房绕法，间距8mm。







电路图：



调试：
用一个3pF小电容（一小段双绞漆包线）将中频信号注入输入中周IFT-1的初级，先调输出中周IFT-2，后调输入中周IFT-1，使喇叭输出的声音最大最好听（也可用数字表通过测量AVR的负电压来判断）。

接着做AM变频，该级使用6BE6五栅管，用Vreg +150v供电。
中波频率520~1710kHz，用磁棒天线，磁棒直径 Φ10mm，长度180mm，双联空气可变电容（内置6倍缓速齿轮，可旋转2 + 5/6 圈），容量15/540pF × 2。



中波天线线圈自制，先估算其电感值，中波低端f min = 525kHz， Cmax ≈ 540pF + 30pF（补偿、分布和杂散电容），得到：L ≈ 164uH。验算当Cmin ≈
15pF + 30pF（补偿、分布和杂散电容）可接收高端的频率 f max = 1853kHz，可以通过稍微加大补偿电容降至中波接收的高端频率1710 kHz。试用Φ0.28mm × 5股的漆包线（老式CRT CTV的行校正线圈）在磁棒的一端上绕54T，测得电感值为164.2uH，移动线圈在磁棒上的位置，电感可调范围150~205uH。



为避免发生机振现象，可变电容用三个橡皮垫圈软固定。

随便找一个直径 Φ52mm的转盘套在可变电容的转轴上，因此可得到一个超长行程（约46cm，实际48cm）的面板刻度，刻度的具体频率待最后装机和调试完毕后再实际标定。



拉线的结构是随意做的，反正手头上有许多滑轮，附图是最后的样子。





调谐旋钮配有一个惯性飞轮，手感超好。



中波的本振线圈没有现成合适的，先估算一下电感量，对于等容双连，如果垫整电容用510pF，振荡线圈配谐总电容约为（540pF + 30pF）// 510pF ≈ 269pF，对应于中波低端的振荡频率975kHz，则振荡线圈的电感量应该是 99uH。验算：若配用这样的振荡线圈，最高振荡频率为2488kHz，可以通过加大补偿电容降至中波接收的高端振荡频率2165kHz。
找到一个老电子管收音机的中波本振线圈，电感量为123uH，丝包线4折蜂房绕制，拆掉16T后测试其电感为100.2uH。调节其磁芯，测得电感范围为98.2~101.6uH。



电路图：



组装：



调试：由于磁棒线圈和振荡线圈预先测量并设定好了，装机后就能收到当地中波所有的5个台。简单的进行三点统调后，各个电台清晰洪亮。具体的做法很简单：(a)在中端找一个台（比如：855kHz），调AM振荡线圈的磁芯；(b) 在低端找一个台（比如：620kHz），调磁棒线圈的位置；(c)在高端找一个台（比如：1369kHz），置手工辅助调谐于中间位置，调振荡的微调电容；最后重复(a) (b) (c)稍微修正就可以了。

调试良好的电子管AM中波收音电路简单，选择性很好，干净不混台，干扰和杂噪小，灵敏度也足够，夜间仅用磁棒天线还能收到几个邻近市的弱台，我试验的单级中放增益已经足够且已近临界自激状态，有试过再加装一级中放，并考虑到严格的屏蔽，隔离和等特殊技巧，除了减每级的中放增益外，还是自激的一塌糊涂，也试过用三联可变加装一级高放，电路是成功了，但没有感觉对MW收音有更好的效果，反而是杂散的干扰和底噪变大了。

Julie

（7）AM短波收音电路
短波接收分两个波段，选择SW1频率范围为 2.4~7.0MHz，SW2频率范围为6.5~18MHz，用一个3刀3位波段开关切换MW、SW1和SW2，所有的短波天线线圈和振荡线圈都没有现成的，全部采用FM 10.7MHz中周改制。仿真估算SW1天线线圈电感量为8.9uH，振荡线圈电感量为8.6uH，垫整电容选用820pF，SW2天线线圈电感量1.0uH，振荡线圈电感量0.9uH，垫整电容选用2700pF，线圈的绕制数据如下：





将这些线圈集中装在一小片PCB板上（手工布线），然后用硬跳线连到波段开关和相应的电路上。





电路图：



组装：





调试：
SW1和SW2的跟踪调试很简单，主要是调SW1和SW2波段的各自频率覆盖。对于SW1，将调谐可变电容全部旋进，调节SW1的振荡线圈磁芯，检测这时的振荡频率为2.82MHz（略低于2.4MHz+455KHz），将调谐可变电容全部旋出，调节SW1的振荡补偿电容，检测这时的振荡频率为7.48MHz（略高于7.0MHz+455KHz）。加天线，尝试接收中低端的SW1电台，调节SW1的输入线圈磁芯，使得输出最大，尝试接收中高端的SW1电台，调节SW1的输入补偿电容，也使输出最大。对于SW2也是采用同样的方法，不赘述。

找到一个旋转式3/30pF小可变电容（仪器用的），干脆用它作为天线联的手工辅助调谐，轻松解决了SW1和SW2的精确跟踪，同时也实现了MW高端的精确跟踪，并且可省掉了MW、SW1和SW2天线线圈的三个微调电容。



SW波段的收音效果还是满意的，配用15m的简易室外天线，尤其是夜间，在一些频段内密密麻麻可收到全世界近100个电台，可能是机器的SW灵敏度不是很高，SW的AGC作用不足，收听的衰落现象严重，也没有采用双天线的分集收音，经常收听一个台的时候1~2分钟后就被同频的别台取代了，虽无奈却也另有一番乐趣。