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本帖最后由 octflower 于 2017-1-24 22:14 编辑
做这台机器的初衷,是因为我原来做机器都附带着各种试验性质(比如做自己设计的电路或者做别人比较有特色的电路,甚至是为了挑战自己的搭配水平做了一台及其微小的6P14推挽——200*145*82的机箱)。但实际上,从日常使用得角度,一台中规中矩的机器即可满足需求。我原来的1625推挽以性能见长,但是重量、功耗都很大,一般也用不到这个大功率。而那个MINI 6P14推挽纯粹是试验性质还需要完善。我需要一台合适的机器来满足我日常的使用。
为什么叫“向经典致敬”,因为功率是经典的、管子是经典的、电路也是经典的。感谢前辈们的探索,让我们有了捷径。
功率:
日常使用来说,20瓦以上的机器能满足绝大部分的需求,在这个黄金功率段有N多的名机名管,常见的如6L6、807、EL34、KT66等,但是显然和我原来的1625推挽重叠了。在功率减半的情况下,既10瓦以上的机器也能满足日常的需求。而且成本、功耗都会低一个等级,这个功率段上,也是名机集中的地方,EL84、6V6推挽显然是主力军,因此我选择做一台10-20瓦级的机器。
输出管:
要达到这个功率级,单端要上6550,KT88级别。我向来认为单端的优势在于电路简单成功率高,比如J版的纯二、纯三6550单端,拥有简便的电路和堪比推挽机的性能和功率。但是显然成本是非常昂贵的,要105级别的输出牛,和114级别的电源牛。所以,我是向来不太喜欢单端的,这次也一样,依旧采用推挽架构。
我储备的管子有FU17、6P14、EL86、6V6、7C5、6BW6。前三者首先排除,FU17功率达不到10W,适合做玩具。6p14性能一般且我没有高端管子。EL86性能不错但是电流大需要和6L6差不多规格的推挽牛,成本上去了。6V6、7C5、6BW6其实的相同参数的管子,我要做选择的无非是用哪个管座。我的6BW6保有量最大,但是这管子个头很小,装在我那机箱上不太起眼,还是以后做微型机时再用它。因此最终决定采用大八脚管座插6V6。至于7C5以后给它套一个大八脚管基当6V6用。
电路架构:
再接下来就是选择电路了,常见的电路架构,简单的由有一级高u管平衡倒相推功率管、一级高u管分压倒相推功率管、一级共阴放大加一级屏阴分割倒相推功率管;复杂一点的有一级共阴放大加一级长尾倒相推功率管、威廉逊电路、ALTEC 1568A架构(类似J版第一版6L6推挽)、还有电子管晶体管复合cascode差分等。
本机首先排除了自平衡和分压倒相架构,因为相对来说这几个架构性能相对较差。再排除需要4个小管的电路,因为我的机箱只有3个孔位,而且太复杂的电路6V6机器上也未必能发挥其潜力。至于电子管晶体管复合cascode差分,我本机的原则是经典电路,不折腾,因此也排除了。在屏阴分割和长尾倒相两个架构之间,我再三权衡,决定使一级共阴放大加一级长尾倒相的架构。首先是因为长尾倒相性能更加优秀,J版在设计简单版6L6推挽时也有过详细的分析,长尾倒相是个“性价比”比较高的电路,其次我的机箱控件和孔位都能满足该架构的要求。至于屏阴分割电路,相对来说能做得更小,还是留给以后做微型机器用。
电路图:
在论坛置顶帖中,有一个J版的ECC85推EL84的电路,经过多少年的新老更替,那个图一直被J版保留在帖子中,经久不衰。也是因为这个图,我认识了ECC85电子管的优秀性能并储备了一批。这次,重新拾起这个图并做了一些改变:
1.功率管由EL84改成6V6,超线性改标准。功率管选择前面已经阐述,6V6这个管子我个人认为还是比较适合做标准接法。
2.自偏压改成固定偏压。就6V6这个管子来说自偏压还是比较合适的,而且布线也方便很多。但是我自己拥有的6V6管子比较杂,一致性不怎么样。而且现在进口6V6的价格也不便宜,买一堆管子来配对的可能性也不大,做固偏是了为避开管子的缺陷。
3.修改了部分阻容的值。因为自偏压改固偏,6V6的栅漏电阻降低到180K(其实固偏应该降低到100K,但是整个电阻涉及倒相级负载的变化,因此最终取了180K)。倒相级负载电阻增加到36K和39K,这是6V6栅漏电阻减小后给倒相级负载做的补偿,让其交流负载线不要偏离J版原设计太多。长尾增加到15.8K,这是负载电阻改变后,做的补偿,让倒相级偏压不要改变太多。
4.倒相级兼容ECC88,因为我ECC88电子管也较多,在做第三步修改时考虑了兼容ECC88,可以直接替换。
5.电源部分重新设计。首先是主电源重新设计了,整流用了电子管晶体管复合整流。我是比较喜欢用晶体管的,但是这次打算做传统一点,所以上了GZ34电子管(该管内阻低、电流大),但是电源只有单绕组,因此又采用了复合整流方案。考虑到降低底噪,滤波电容总量增加到347uF。GZ34允许第一级电容用的较大,因此采用了47uF,第二级采用两个150uF并联。中间用了50欧姆5W电阻,组成CRC滤波。另外考虑到电子管阴地耐压问题,ECC85、ECC88灯丝电位垫高30V左右,分压电阻兼做泄放电阻。由于是偏压,增加了负电源模块,采用晶体管半波整流(用半波减小电路复杂度,小电流影响不大)。
6.调整了反馈量:由于超线性接法改成标准解法,整机开环放大倍数很大,整机反馈量也很大,反馈电阻由30K改为39K,适当降低了反馈系数。估算如下:
用作图法算出第一级ECC85,放大倍数A1=50倍,第二级ECC85放大倍数A2=40倍。功率级用6V6标准接法.根据官方功率参数推算放大10倍。8K变压器变比为32/1。另放大系数b=820/(820+39000)=0.02
那么,整机开环放大倍数A=50*40*10*(32/1)=625。反馈量K=20log(1/(1+Ab))=-23db。如果第二级换成ECC88,放大26倍,反馈量变成-19db。
组装:
机器的组装采用了我一贯的模块化设计。用环氧板切成合适大小,打铜钉作为元件固定点,上面完成连线和固定。整机分为主放大、正电源、负电源三大模块,焊接完成后体装进机箱,连线完成即整机完成。这种做法来源于英国机的做法,在LEAK、QUED的机器中,还有英国人、丹麦人的仪器中都能找到这样的例子。即使在低端机上喜欢乱搭棚的美国人,在高端机比如麦景图、ALTEC上也是这样的做法。这种做法的好处是非常明显的:1.在没有电路板的情况下,模块即电路板。元件的排列和走线能预先优化好,电气性能更佳。2.元件安装全部两头固定,更加牢固。3.方便焊接,因为模块的焊接不必在机箱狭小的空间内完成,焊接质量更好。4.能够增加元件的密度,缩短连线。5.走线能更加美观。当然,缺点也有一些:1.如果设计不佳,并不能提高电器性能,走线还会变长,干扰增大。2.模块焊接好装进机器后,不方便修改,务必一次成功。
调试:
本机制作基本上算是顺利的,只是出现了一个小问题,在试机时,发现喇叭有很大的嗡嗡声,很像是交流声。我做机器重来没被交流声困扰过,整体走线设计上应该不会有问题,因此我开始以为是电路焊接有失误的地方,但是检查了下工作点都正常。后来在测量时万用表棒接触到放大板的供电线时噪音没了,万籁俱寂。初步估计问题在那里,打算重新整理下,就解开了扎电源线的几根扎带,发现正常了。后来想了下,应该是功率管帘栅极供电线和倒相级供电线互相干扰形成了正反馈,反应到喇叭就是嗡嗡声。重新布了三根电源线,并把帘栅级和倒相级供电连在一起(帘栅极干扰了倒相级,说明杂波相位相反,两种电压需求差不多,接到一起有利于杂波互相抵消),问题解决。这个小插曲也说明了两个问题:1.退耦要尽量靠近管子安装,我4个功率管帘栅极用了公共退耦,退耦电容离管子较远,估计是干扰的来源。2.元件干扰问题其实比想象的小。我这个问题并不是说明元件容易出现干扰,反而说明了并不太容易出现干扰。因为我把两根线绑在一起扎紧才有干扰,这个干扰信号是通过两根线之间的分布电容传播的。扎带一松开,尽管两根线还是靠得很近,但分布电容就变小了,干扰信号就传播不了了。
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