[胆机制作] 新手制作J版纯二6550的心路历程

[复制链接] 查看: 42276|回复: 33

14

主题

5

好友

467

积分
     

业余侠客 当前离线

Rank: 4

UID
174202
帖子
306
精华
0
经验
467 点
金钱
289 ¥
注册时间
2010-2-17
发表于 2015-1-15 15:47 | 显示全部楼层
本帖最后由 suncand 于 2015-1-15 15:49 编辑

在制作了T版的最简单的6V6推挽机后,一直想尝试做一台单端胆机,并且想尝试搭棚的效果。几乎没花费什么精力,就选定了J版纯二。众多的前辈都有尝试,可以有更多的经验可以借鉴。在选择用什么管子的时候,还是花了一些时间。6V6已经在推挽机里用过,想换一下。看到网上对6550/KT88的评价颇高,而且对6550的外观颇为欣赏,配合着6SN7,这样的组合一定不错。我的纯二6550在新年的第一天,已经出声了。但感觉好玩的才刚刚开始。先将之前的心路历程慢慢整理出来和坛友们分享,感谢前辈们的经验,也希望得到各为坛主和前辈们的指点。

在学习了前辈们的帖子后,了解到比起推挽电路来讲,虽然单端电路看着简单,但在失真控制,电路布局方面应该更讲究。做T版6V6推挽机时,用的是T版的电路板,基本没有考虑布局方面的问题,这次准备自己搭棚,还是要好好琢磨一下。

先上经典的J版6550-A纯真之源—II电路图吧。

图1-电路图

图1-电路图


关于6550的工作点:

在看这个电路时,遇到的第一个纠结是6550的工作点问题。看J版选择的帘栅电压是215伏。参考了GE 6550A的手册,下面是6550A的基本特性:

表1- 6550A极限参数

表1- 6550A极限参数


图2 - 6550A特性曲线

图2 - 6550A特性曲线


看到只有栅帘压是250V时的特性曲线。那么帘栅压=215时是啥样呢?

手头没有电子管测量仪,没法进行实测。但对于不能了解工作状态的特性曲线,一直耿耿于怀。幸好得到坛里天马兄的指点,可以利用同比定律来进行估算。在FU81兄设计的表格基础上,先对上面这个250V帘栅电压(Ec2=250V)的特性曲线进行取样,转换到excel表格里,然后计算帘栅压=215时的特性曲线。顺便也把电路中6550的在栅压=-14V的曲线也画出来了。

图3- 6550A特性曲线

图3- 6550A特性曲线


图中红色曲线是6500的最大屏极功耗曲线。

在图上找到6550的工作点:
- 屏压(帘极电压)=360-14=346V
- 栅极偏压=14V
- 346V位置做X轴垂线,和栅压-14V曲线相交。通过焦点做水平线交到Y轴,得到屏流大概是93mA。

工作点在屏耗曲线的左边,还有一定富裕量。6550工作应该是安全的。

通过电路里给出的数据,可以计算屏流=14V/150ohm=93.33mA。看来与通过同比定律计算的结果偏差不大。

输出变压器初级阻抗3.5K,做通过工作点(346V, 93mA),斜率是-3.5的曲线,得到负载线 。(关于负载为什么取3.5K,应该和管子在不同负载下的失真度有关,但还没有深入研究)

从负载线看,最大的高压有可能超过极限屏压660V。这会不会有问题呢?于是又重新复习了关于极限参数的定义和功率放大器设计的基础知识。了解到:

1.        最高屏压值是指电子管可以持续稳定工作的最高电压。对于信号峰值,超过该电压没有问题。理论上,以变压器作为负载的功率放大器,信号峰值电压可以是最高屏压的两倍。这可以理解为,当工作点选在屏压=最高屏压时,输出信号的峰-峰值可以是0V 到2倍最高屏压。

2.        现在电源电压只有360V,那高出来的信号电压谁提供呢?这正是功率放大器使用变压器作为负载可以提高电源效率的地方。高出的电压正是由输出变压器初级线圈的电感提供的。

6550的工作点是理解了。但J版为什么选用这个点,为什么没有选250的帘栅压,还是百思不得其解。希望能得到J版的指点。

从特性曲线的疏密程度看,栅压低的时候,曲线疏,栅压高的时候,曲线密,这说明输入信号在负半周时的放大倍数没有正半周大,这应该会导致比较大的失真。

假设输入信号的Vp-p是从-8V到-20V(超过-20V的曲线就没画了)。相对于-14v的偏压,正好正,负6V的幅度。

从负载线上找到与-8V和-20V曲线的交点,做X轴垂线,可以得到输出电压最低157V,最高505V。(当然这都是估算值)

图4-6550特性曲线

图4-6550特性曲线


根据二次谐波失真公式可以计算:

二次谐波失真 = (346 - (505 + 157)/ 2 )/ (505 – 157 )=  4.3%
电压放大倍数 =  (505 - 157)/ (20 – 8)= 29 倍

上述认识,如果有不对的地方,还请前辈们多多指点。

(未完待续)

评分

参与人数 2经验 +3 魅力 +2 收起 理由
octflower + 1 215V能够做到更低的失真
uuuuuuuuu + 2 + 2 用心之作!!!

查看全部评分

180

主题

0

好友

227

积分
     

业余侠客 当前离线

Rank: 4

UID
778749
帖子
986
精华
0
经验
227 点
金钱
57 ¥
注册时间
2014-12-28
发表于 2015-1-15 19:19 | 显示全部楼层
太专业了
头像被屏蔽

10

主题

0

好友

548

积分

禁止发言 当前离线

UID
727428
帖子
561
精华
0
经验
548 点
金钱
501 ¥
注册时间
2014-7-19
发表于 2015-1-15 21:00 | 显示全部楼层
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽

14

主题

5

好友

467

积分
     

业余侠客 当前离线

Rank: 4

UID
174202
帖子
306
精华
0
经验
467 点
金钱
289 ¥
注册时间
2010-2-17
 楼主| 发表于 2015-1-15 21:27 | 显示全部楼层
地线的考虑

坛里有很多帖子都探讨过地线的安排,学习了一点接地,分级接地,还有避免地线形成回路的文章,深受启发。

以前做数字电路的时候,也非常注重电源和地线的安排。每个子模块的电压入口都有大容量的滤波电容,在每个芯片的电源输入都有一个0.1uf的电容接地。这个电容对保证芯片稳定工作非常重要,接法也很重要,接芯片的地线和电源线必须先经过这个电容,再接芯片。更有甚者,将这个电容直接焊在芯片的电源正和地的两个管脚上。

我想应该也可以应用到胆机里。首先把前后级的电源分开,前级的接地点就选在滤波电容的负引脚上(10uF/400v的电容);后级的接地点选在22uF/400v电容的负引脚上;然后再汇总到电源的总地上;这也算是一种分级星形一点接地吧。

输出变压器次级的接地点选在电源的总地;

机箱也通过电源总地接地;

图5-电路图-地.jpg

此外6550的帘栅级供电电路也考虑左右声道分别独立设置。这样左右声道都分别有一个前级地和后级地,然后再汇总到电源地。

关于灯丝的接地点。想等安装的时候再试试看了。

总体布局
前级电路是Cascode电路。对左右声道的上,下管的安排,着实费了番脑筋。可以考虑两声道的下管用同一只6SN7,上管用同一个6SN7;也可以考虑左右声道各用一只6SN7;不同的方案对布局影响比较大。按照坛里的观点,前一种方案可以让两个声道比较均衡,是推荐方案。如果按照这种方案,比较好的布局是两只6SN7放在一起,两只6550放在一起。这个布局非常经典,也非常美观。原版Sun Audio就是这种布局。

图6-svkt88f.jpg

我想更合理的布局,也许是T字形。

图7- T 布局

图7- T 布局


不过T型布局太占地方,变压器的位置也不好安排,只是个设想。

如果考虑左右声道各用一个6SN7,那可以做到左右声道完全分开,布局比较容易。

不同的布局对机器的整体安排影响很大,尤其对机箱的要求会大大不同。非常羡慕坛里的机箱高手,基本可以按照自己的期望,做出各种理想机箱。五金活对我实在是太难了。想来想去,还是决定利用手里的一个旧胆机机箱。就着上面的安装孔,考虑布局。于是有了下面的布局图。

图8-布局图

图8-布局图


设计这个布局的时候,尽量把需要的元件都买齐了,然后按照元件尺寸考虑布局图。

左右声道完全分开,前级接地点在前级滤波电容的负极,后级接地点在帘栅供电电路滤波电容的负极。

前级的旁路电容用了耐压100伏的,体积有些大。如果机箱比较挤,就要考虑换耐压16v的。体积小很多。

看到坛里有讨论电源电路中的限流电阻(10欧)的功率问题。按照实际电流计算,在正常工作时,6550的工作电流是93mA,前级6SN7电流最多也就几个毫安。考虑一定的富裕量,两个声道的总电流应该不超过250mA。

限流电阻的功率 = 10 * 0.25  ^2 = 0.625w

所以正常工作时,1w的电阻就可以了。但考虑到启动时电流可能比较大,所以还是选了个10W的电阻。体积比较大。

由于机箱比较小,放不下并排四个大牛(电源牛,电感,左输出牛,右输出牛),所以只好考虑外面放三个,电感放到机箱里了。

(未完待续)

32

主题

6

好友

259

积分
     

业余侠客 当前离线

Rank: 4

UID
550414
帖子
512
精华
0
经验
259 点
金钱
193 ¥
注册时间
2012-12-9
发表于 2015-1-15 22:01 | 显示全部楼层
楼主的严谨态度值得学习,期望出好声。

44

主题

0

好友

865

积分

职业侠客 当前离线

Rank: 5Rank: 5

UID
159988
帖子
1058
精华
0
经验
865 点
金钱
822 ¥
注册时间
2009-12-31
发表于 2015-1-17 13:07 | 显示全部楼层
这是台很好的后级线路,要做出好的机器 就靠楼主了,做的好会很精彩!管子我用猫版提出的 EH6550,

14

主题

2

好友

677

积分

职业侠客 当前离线

Rank: 5Rank: 5

UID
231472
帖子
896
精华
0
经验
677 点
金钱
638 ¥
注册时间
2010-8-20
发表于 2015-1-17 21:35 | 显示全部楼层
做事认真,期待你的好声音。

1

主题

0

好友

59

积分

论坛游民 当前离线

Rank: 3Rank: 3

UID
751936
帖子
129
精华
0
经验
59 点
金钱
57 ¥
注册时间
2014-9-14
发表于 2015-1-18 15:24 | 显示全部楼层
理论指导实践,学习了,期待后续

14

主题

5

好友

467

积分
     

业余侠客 当前离线

Rank: 4

UID
174202
帖子
306
精华
0
经验
467 点
金钱
289 ¥
注册时间
2010-2-17
 楼主| 发表于 2015-1-20 23:01 | 显示全部楼层
本帖最后由 suncand 于 2015-1-20 23:29 编辑

开工了

照例整理出元器件清单,开始采购。然后就是焊接。先把搭棚的主电路板焊好。这可是我第一台搭棚焊接的机子。还是比较喜欢把元件先焊搭焊到一块绝缘板上。在机箱里隔空飞搭,一方面还没那么好的手艺,另一方面也觉得元件太容易和机箱短路。

主电路板

主电路板


左右声道基本对称。中央上方的是5AR4的管座。前级两个电源滤波电容被我倒着粘在板子中央了。这个电容的负极就是前级电路的公共地。后级放大电路的公共地在上方左右两侧滤波电容的负极上了。这两个电容和5AR4 管座之间的空位,准备用来焊接6550帘栅极供电电路的两个稳压管和电阻。左右声道分开。

拍完照后,发现下方有个滤波电容的方向焊反了。

14

主题

5

好友

467

积分
     

业余侠客 当前离线

Rank: 4

UID
174202
帖子
306
精华
0
经验
467 点
金钱
289 ¥
注册时间
2010-2-17
 楼主| 发表于 2015-1-20 23:14 | 显示全部楼层
本帖最后由 suncand 于 2015-1-20 23:22 编辑

焊好的内部电路如下图。接线比较乱。机箱内有一块蓝色电路板,这是原来机箱里安装电位器,输入波段开关和耳机插孔用的。虽然只用了电位器,但还是保留可其他接口。这样外观不至于受影响。但电路板上的底边的两个大电容确实有些碍事。最终被我换成耐压16V的了。正好可以装下。

内部布局

内部布局

14

主题

5

好友

467

积分
     

业余侠客 当前离线

Rank: 4

UID
174202
帖子
306
精华
0
经验
467 点
金钱
289 ¥
注册时间
2010-2-17
 楼主| 发表于 2015-1-20 23:23 | 显示全部楼层
上外观图:

外观

外观

14

主题

5

好友

467

积分
     

业余侠客 当前离线

Rank: 4

UID
174202
帖子
306
精华
0
经验
467 点
金钱
289 ¥
注册时间
2010-2-17
 楼主| 发表于 2015-1-20 23:24 | 显示全部楼层
本帖最后由 suncand 于 2015-1-20 23:26 编辑

粗测

插上管子,在输出端接上8欧20瓦的假负载电阻(最好是50瓦的,不过我手头只有这么大功率的了)。

上电测试前,先断开了大环路负反馈电阻(防止输出牛接反引起自激)。仔细检查:

1.确保输入220电压接在电源变压器正确的引脚上。确保输入220电源线和机箱绝缘,而且接头都用电工胶布可靠绝缘;
2.5AR4的引脚没有接错。(这可有高压接入啊)
3.灯丝引线是否接对,不存在短路;
4.确保高压线接在正确的引脚上;(确保电源高压输出是接在正确的负载上。如果接错,可能导致完全未知的结果,烧管,烧电阻,烧电容,烧人都有可能。如果没接负载,电源空载,输出电压很高,有可能超过滤波电容的耐压)
5.确保地线正确连接。机箱接地线;

然后,万用表打在直流1000V档,用一条鳄鱼夹线把万用表的负极接地,正表笔接电源高压输出;加电,看到各管的灯丝都正常点亮了,5AR4先变红,看万用表上显示的电压慢慢升高......

这时,听到断续的噼啪声,好像是电子管发出的,赶紧关电。

重又检查线路,没发现什么问题。并把音量电位器旋到最小的位置,重又开机,电压缓慢上升,到340V左右就不升了。咦?好像电压不够啊?

慢慢转动音量电位器,“噼啪”的声音又开始出现,这次看到了,是6550在打火,把音量电位器调小,打火现象又没了。

用示波器监测输出波形。示波器上显示出明显的50HZ干扰波形。难道单端机的干扰这么严重?还是我的布线有重大缺陷?

准备从后级开始查起。先断开前后级的耦合电容和6550输入栅极的连线。再加电,打火现象消失。把6550的栅极直接接信号发射器,注入1KHZ的正弦波,从示波器观察输出变压器的次级输出,可以看到很漂亮的波形,也没有50HZ干扰。说明干扰主要来自前级,可能前级还有比较强烈的自激;

重新整理了下前级电路的输入信号线,使其尽量远离输出侧的元件和导线,尽量靠近机箱走线。

整理灯丝电源线时,突然发现灯丝居然还没有接地!!!这真是低级又愚蠢的错误。

尝试了几种灯丝接地方案:
1.在电源变压器灯丝电压输出端,分别接一个75欧电阻,然后两个电阻的另一端接在一起,在接总地;
2.在电源变压器灯丝电压输出端,取其中一端,直接接总地;
3.把胆管灯丝的一个引脚就近接在本级地;(如果一组灯丝电源给多个胆管并联供电,只在最远端接地)

灯丝一旦接地,打火现象立刻就没有了。音量电位器调到最大,从示波器上也只能看到微弱的50HZ干扰。

比较了三种灯丝接地方案,发现第三种效果最好。用示波器观察的效果是第三种能降低干扰大概10mv左右。最后就按照第三种方案固定好灯丝接地线。

再测个管的工作状态,发现高压比正常值低30V左右,但屏流基本正常。我估计是电源的问题。逐个测量了电路里A点到J点的电压,然后和正常值比较:

工作点

工作点


可以发现,滤波电感的输入和输出压差达到45V,电压都损失在电感上了。怀疑是电感的内阻太高造成的。

断电,把电感的引线断开,测量其内阻,大概在150欧左右。在0.25A电流的情况下,电感的压降就得40多伏。记得在坛里有前辈自己做的5H电感,内阻才50多欧。我的这个,别看个头挺大,外观不错(土豪金啊),看来有些不中用。

电压偏低,应该会导致管子的工作点向左偏移。尤其是后级6550的工作点,电压会向左偏移31伏,电流减小几个毫安。在输入信号比较小的时候,应该影响不大,输入信号比较大时,上半周可能会有饱和失真。而电源的内阻比较大(这个电感造成的),也可能带来失真;

把输入端接信号发生器,幅度在0.3Vrms左右,输出波形非常漂亮。通过音量电位器控制,输出电压在不超过8Vrms的时候,还是不错的。这时的输出功率也就8W左右。再大,就有明显失真了。这一定和工作点电压偏低有关。

接上音箱,先不接音源,调整音量电位器,耳朵贴近音箱,几乎听不到交流声。看来整体布局,地线的处理,信号线的处理还是不错的。连接音源,机子顺利出声了。

最后把大环路反馈电阻再接上。接环路反馈电阻的时候,还是犹豫了下,反馈电阻应该接到输出变压器的次级上呢?还是接在前级电路反馈输入端?

我的理解是接在前级反馈输入端应该好些。从输出变压器次级输出的信号比较强,如果反馈电阻先接在次级输出端,再通过信号线引到输入端,那么信号线上的有用信号的强度就比较弱;如果反馈电阻接在前级反馈输入端,那么信号线上的有用信号强度就比较强。假设信号线受到的干扰噪声强度是相同的,那么前种情况下,噪声是叠加在一个比较小的信号上,到输入端后,信噪比就比较低;后种情况下,信噪比应该相对比较高。所以我选择把反馈电阻接到前级反馈输入端上,然后通过屏蔽线接到输出变压器次级。

刚接好反馈电阻的时候,扬声器也有啸叫,调整了输出变压器初级线圈的接线顺序后,啸叫消除。

一时还没有想好怎么调整电源方案,其他测试也暂时放一放,就先调到这里吧。

接上音源,开始享受纯二6550带来的甜美音乐吧。在我的房间里,其实输出功率完全不用超过8W,所以整体的感受还是非常不错。和之前做的T版6v6推挽比,这个音乐要更暖一些,功率更足,音乐的感性十足,让人有一种欲罢不能的感觉。

(未完待续)

98

主题

1

好友

172

积分

论坛游民 当前离线

Rank: 3Rank: 3

UID
581617
帖子
3753
精华
0
经验
172 点
金钱
68 ¥
注册时间
2013-4-7
发表于 2015-1-22 10:37 | 显示全部楼层
严谨,顶你

10

主题

0

好友

123

积分

论坛游民 当前离线

Rank: 3Rank: 3

UID
545445
帖子
124
精华
0
经验
123 点
金钱
113 ¥
注册时间
2012-11-21
发表于 2015-2-3 09:44 | 显示全部楼层
期待楼主分享更多的调试经验。

1

主题

6

好友

221

积分

业余侠客 当前离线

Rank: 4

UID
556443
帖子
220
精华
0
经验
221 点
金钱
219 ¥
注册时间
2013-1-1
发表于 2015-2-3 13:54 | 显示全部楼层
非常不错资料。

41

主题

10

好友

2793

积分
     

罗宾汉 当前离线

Rank: 7Rank: 7Rank: 7

UID
492717
帖子
2240
精华
0
经验
2793 点
金钱
2162 ¥
注册时间
2012-4-29
发表于 2015-2-3 14:08 | 显示全部楼层
很高级的新手,做的认真仔细,理论知识丰富,厉害!

24

主题

5

好友

904

积分

职业侠客 当前离线

Rank: 5Rank: 5

UID
204288
帖子
1307
精华
0
经验
904 点
金钱
891 ¥
注册时间
2010-5-23
发表于 2015-2-3 22:03 | 显示全部楼层
做的不错,

2

主题

2

好友

458

积分
     

业余侠客 当前离线

Rank: 4

UID
191239
帖子
479
精华
0
经验
458 点
金钱
458 ¥
注册时间
2010-4-13
发表于 2015-2-4 08:38 | 显示全部楼层
机箱小了,布局还要优化。

2

主题

2

好友

112

积分

论坛游民 当前离线

Rank: 3Rank: 3

UID
26765
帖子
126
精华
0
经验
112 点
金钱
98 ¥
注册时间
2007-9-4
发表于 2015-12-4 17:18 | 显示全部楼层
务实认真,学习了

0

主题

0

好友

19

积分

注册会员 当前离线

Rank: 2

UID
22074
帖子
20
精华
0
经验
19 点
金钱
19 ¥
注册时间
2007-4-28
发表于 2015-12-7 01:19 来自手机端 | 显示全部楼层
一字一句的细读,学习者。
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2012 Comsenz Inc.

返回顶部