用仿真工具看看300B单端是如何在A1类状态实现15W不失真输出的

牛哥

写在前面的话：
1、仿真数据可能不可全信，但是变化趋势是可信的。下面4张截图，除了输入信号从小到大的调整，电路中的原件数值没有任何变化。截图中有300B栅极的电流“标签”，可以看出300B的栅流直流是在UA级别，基本可以认为300B是工作在A1类状态的。
2、理论上通不过的东西实际上肯定是不行的，理论上通得过的东西要走到实践也需要一个过程。虽然手头有300B的全套材料，但是没什么时间折腾这些，有兴趣的同学可以用实践来验证。

本帖重点，注意观察一下300B的阴极对地10欧姆电阻上的直流电压变化！！

牛哥

逐层抽丝剥茧，慢慢分析电路的特点，相信懂技术的人会看懂的，也就决定您自己是否愿意把300B单端的最大输出功率提升上来。接下来“敲黑板说重点”的时候到了：

1、静态无信号输入时，300B的屏耗用到了34W，这应该是个相对安全的屏耗范围。最高屏压用的比较高，接近450V。这个还不是重点，重点内容在下面会有说明。但是从300B的特性曲线看得出来，这个工作点是个糟糕的工作点，小信号输出的时候失真比较大，很少有人会选择这个静态工作点。


2、在小信号好向大信号过渡的过程中，300B的工作点是“滑动”的，这从300B的阴极的10欧姆电阻上的直流电压变化可以看得出来。电路虽然没有特意设计滑动电路，但是电路的滑动作用是有的，产生的“延迟”作用是必然存在的。也就是说在小信号输出的时候如果同时有大幅度的脉冲信号，大幅度的脉冲信号依然会削顶失真，并没有达到“大功率输出的电路”应该具有的“功率储备”的目的。


3、无论大小信号输出的时候都跳不出科学依据，就是单端甲类的效率问题。随着输出功率的增大，输出管300B的屏耗逐渐增加，在8W以上的输出时达到40W，继续增加输出功率，300B的标称屏耗超过40W，这对于电子管的寿命是有严重影响的，这是电路设计中应该避免的。

穆弓

认识灯丝功率，注意屏栅特性关系。实际很多甲类驱动能力设计都是不足，300B单端能大功率？大声公罢了。
8W到顶，6.5W常见。想听失真还不容易，呵呵呵。
哇噻，，，2楼高见，哈哈哈。

晨曦细雨s

那贴二十多W的300不给回帖了

lin889889

牛哥 发表于 2023-10-14 08:04
逐层抽丝剥茧，慢慢分析电路的特点，相信懂技术的人会看懂的，也就决定您自己是否愿意把300B单端的最大输出 ...

这种工作点滑动现象我以前也注意到了，可以说一般单端甲类功放或多或少都存在这个现象。我还分析过出现这种现象的原因，简单来说就是推动信号由于波形畸变叠加有直流成分导致的。

3、无论大小信号输出的时候都跳不出科学依据，就是单端甲类的效率问题。随着输出功率的增大，输出管300B的屏耗逐渐增加，在8W以上的输出时达到40W，继续增加输出功率，300B的标称屏耗超过40W，这对于电子管的寿命是有严重影响的，这是电路设计中应该避免的。

300B是不会超过正常屏耗的，非常重要的一点就是动态时有一部分“功耗”实际上是输出到负载上去了。和其它甲类放大器一样，静态时屏耗最大，动态时300B的实际屏耗是下降的。
牛哥用的是Multisim14，这个软件有功率探针，您只要在300B和负载电阻上各放一个功率探针，就能清楚地看到300B的屏耗和输出功率之间的变化关系。不需要放置功率表。

牛哥

lin889889 发表于 2023-10-14 10:57
这种工作点滑动现象我以前也注意到了，可以说一般单端甲类功放或多或少都存在这个现象。我还分析过出现这 ...

300B是不会超过正常屏耗的，非常重要的一点就是动态时有一部分“功耗”实际上是输出到负载上去了。和其它甲类放大器一样，静态时屏耗最大，动态时300B的实际屏耗是下降的。

这点是我的失误，把“屏耗”和“电源输入功率”弄混了，只有在静态无信号输入的时候，“屏耗”才等于“电源输入功率”。

3、无论大小信号输出的时候都跳不出科学依据，就是单端甲类的效率问题。随着输出功率的增大，输出管300B的屏耗逐渐增加，在8W以上的输出时达到40W，继续增加输出功率，300B的标称屏耗超过40W，这对于电子管的寿命是有严重影响的，这是电路设计中应该避免的。

上面的“屏耗”观点应该是有问题的，谢谢。

牛哥

穆弓 发表于 2023-10-14 08:49
认识灯丝功率，注意屏栅特性关系。实际很多甲类驱动能力设计都是不足，300B单端能大功率？大声公罢了。
8W ...

现在很多资料都不再提供“最大阴极电流”这个参数了，基本都是用“最大屏级电流”来替代，但是同样也能说明问题，阴极电流的超额使用，一样会加速电子管的老化过程。

超人胆

如果300B单端设置在极限屏耗或超屏耗的情况下工作，这管子温升很快很高，热量是扑面而来的，心里面总感觉较恐恐怖和随时有爆炸的可能，真的不忍心这么设置工作点去催残300B功率管。（其他的功率管屏耗设置情况也一样）

闭关锁国

牛哥 发表于 2023-10-14 11:16
这点是我的失误，把“屏耗”和“电源输入功率”弄混了，只有在静态无信号输入的时候，“屏耗”才等于 ...

针对这个仿真，这样定义屏耗也不严格，静态时，输出牛的铜耗算谁的？

牛哥

闭关锁国 发表于 2023-10-15 09:21
针对这个仿真，这样定义屏耗也不严格，静态时，输出牛的铜耗算谁的？

嗯，那您来个严谨的说法。

tan63

    在静态时。几乎没有变化的交流信号。所以输出变压器只有直流电阻的热损耗。几乎可以忽略不计。这时候的屏流*屏压=管子的屏耗，
  动态时。按照输出变压器最高的效率(78%)，从次级得到的功率反推初级功率，交流信号越大，输出变压器初级获得的功率越大，管子的屏耗是减少的趋势的，但总的电源消耗功率是增大的。
这点从仿真也可以很直观的看到。所以一才有纯甲类静态时，功率最大。我觉得这描述也不太对，应该改成。静态时。效率最低=0，电源输入的功率几乎都转换成了热量（管子的屏耗），随着输入的交流信号的增加，总功率有所增加，效率在也在提高。

牛哥

tan63 发表于 2023-10-16 09:17
在静态时。几乎没有变化的交流信号。所以输出变压器只有直流电阻的热损耗。几乎可以忽略不计。这时候的 ...

在静态时。几乎没有变化的交流信号。所以输出变压器只有直流电阻的热损耗。几乎可以忽略不计。

这个是基本没有什么争议的，虽然实际工作的电路中会有各种损耗，而且有些是很难简单的定量的。在传统的“工程概算法”中，为了简化问题，通常就是加一个修正的“经验系数”。

牛哥

tan63 发表于 2023-10-16 09:17
在静态时。几乎没有变化的交流信号。所以输出变压器只有直流电阻的热损耗。几乎可以忽略不计。这时候的 ...

现在有争议的问题是：单端甲类的工作点问题，如果工作点不发生“滑动”，那么很显然的一个问题就出现了，静态功耗33.4W的300B单端电路，在A1类的状态下，有没有可能实现超出8W很多，甚至达到15W的最大不失真输出（失真度在5%以内）。
如果工作点发生了“滑动”，那么实现了15W的最大不失真输出，这时的“静态功耗”还是不是按照33.4W来计算效率？

所以针对1楼的4个仿真截图，就又来了重点了。

4、不要相信1楼的伪命题：工作在A1类状态的300B单端，静态功耗33.4W，最大不失真功率为15W。
    如果以为300B的A1类单端能有这么高的效率，那就错了。从1楼的截图可以看出，在15W输出的时候，如果有那么个“静态”，这个静态功耗也是47W，而不是33.4W，实际上的效率是多少自己可以算出来。

simmconn

效率这个东西就是产出比上投入。用动态时的“产出”去除以静态时的“投入”，不是刻舟求剑吗？

tan63

15W 还要低失真。这基本上是不太可能的。12W内还可以想想一下

晨曦细雨s

tan63 发表于 2023-10-16 15:33
15W 还要低失真。这基本上是不太可能的。12W内还可以想想一下

君不见24W

lin889889

那个24W的静态电流75mA，要输出24W就要求屏极直流电流向上滑动60%。牛哥这个滑动幅度还略小于40%，要达到60%的幅度不容易。

牛哥

晨曦细雨s 发表于 2023-10-16 16:52
君不见24W

300B的A1类单端输出功率没有那么高，想要输出功率那么大，就要在A2类状态了。

晨曦细雨s

牛哥 发表于 2023-10-16 18:20
300B的A1类单端输出功率没有那么高，想要输出功率那么大，就要在A2类状态了。

关于24，我是想回复15楼

牛哥

lin889889 发表于 2023-10-16 17:04
那个24W的静态电流75mA，要输出24W就要求屏极直流电流向上滑动60%。牛哥这个滑动幅度还略小于40%，要达到60 ...

    是的，其实这种“滑动”也可能是我们意淫的，但是不“滑动”确实又解释不通在静态工作点的设置不变的情况下，能输出更大功率的理论依据。
    还有，要充分重视3楼“穆弓”同学的观点，结合我在7楼的表述，在更大功率输出的应用下，可能“屏耗”不是大问题了，问题在于“最大屏级电流”是不是透支超额使用了。