通过打造一台Quad II后级来学习胆机的电路设计

jerrylong

uTracer胆管的扫描仪已完工了，下面就是把它运用到实际的电路设计中。为此我准备启动Quad II的项目，通过这个项目学习胆机电路的设计，在这个项目中我会通过电路仿真的办法来研究各级放大部分的电路为什么要这样搭建，现在有两个资源非常好：
1、在一个叫Ayumi的日本人，在他的网站上对Quad2电路进行了详细的分析和研究，准备通过这个帖子记录我学习他研究成果的过程
2、一个叫www.turneraudio.com.au的澳大利亚的网站，上面对Quad II进行磨改，我觉得最有用的资料就是对Quad II的输出变压器进行了解剖，并详细进行了研究

先附上Quad II的原版电路

jerrylong

这个电路其实很简单，最关键的就是输出变压器，那么就先从输出变压器入手

jerrylong

这个输出牛8年前我做过研究，当时还得到了J版和咪版的指导，但当时实做出来以后，并不理想，同时小孩刚出世就没有精力继续研究下去了。现在又找到了很多分析这个输出牛的资料，认识进一步深入了，所以想重新进行分析，并借助LT-SPICE的仿真来看实际的效果如何


这是老外解剖了原版的输出牛后得到的数据


输出牛的构造是这样的：
一、初级
1、屏级绕组，XY和YZ
2、阴极绕组，UV和VW

二、次级
1、PQ为0~4欧绕组（同时4欧抽头串联470欧的电阻兼做负反馈NFB）
2、QR为4~8欧绕组
3、ST绕组的匝数和QR相同，当ST绕组和QR绕组串联时实现15欧的输出，当ST和QR并联时实现8欧的输出

jerrylong

原版输出牛的绕组是这样分配的

1、初级XY和YZ绕组
每个绕组分了三段绕制，XY绕组由L1+L3+L5构成，YZ绕组由L9+L11+L14构成，L1=L3=L5=L9=L11=L14=477匝，用的线径为SWG37（对应国标线径为0.1727）
2、阴极绕组UV和VW
每个绕组就是一段构成，即UV为L7a，VW为L7b，L7a=L7b=159匝，用的也是SWG37的线，实现1:9的阴极负反馈

jerrylong

3、次级绕组由6段组成，即L2=L4=L6=L8=L10=L12=51匝，，用的SWG23的线（对应国标线径为0.6096），特别注意的是L2和L6之间还串联了一个0.36欧的绕线电阻，看作者的分析是为了保证负反馈在低阻抗情况下的稳定性。一共有P、Q、R、S和T五个抽头，通过组合形成0-4（负反馈）-8-15的次级阻抗

pop197501

密切关注一直想高仿一套玩玩

jerrylong

下面在LT-SPICE中尝试建立输出牛的仿真模型


这是模型的参数，是从Ayumi的网站上获得的

肩章

我曾经放过一部，但失败了。现在看看楼主的最后结果了。

jerrylong

根据老外测定的数据：
1、屏级绕组
XY1直流电阻=115~125欧，电感量3.6~4.5H
Y2Z直流电阻=170~190欧（因为绕组分配的问题，两臂不平衡，在仿真模型中统一设为125欧，后面会根据绕组分配的方法进一步降低这种不平衡），电感量3.6~4.5H
2、阴极绕组
UV直流电阻=16.8~17.5欧，电感量90~110mH
VW直流电阻=16.5~18欧，电感量90~110mH
3、次级绕组
PQ1直流电阻=0.55~0.61欧
Q2S直流电阻=0.55~0.61欧
RT直流电阻=0.43~0.47欧

并对输出牛进行交流电压测试，测定条件X~Y1端输入100Vrms，100Hz的交流电压，然后测量各绕组的空载输出电压
1、屏级绕组
XY1=Y2Z=100V
2、阴极绕组
UV=VW=11V
3、次级绕组
PQ1=7.15V
Q2S=3.58V
RT=3.58V

jerrylong

这里有个问题请教一下大家，因为仿真模型中对各绕组需要输入两个参数
1、电感量
2、直流电阻
根据老外的测试数据
各次级绕组测定了电压比（相对于初级绕组XY1端输入的100V电压）、通过解剖知道与初级绕组之间的匝数比，通过测量知道屏级绕组的电感量4.5H，那么该如何计算出次级绕组的电感量？

近墨者

这个是在外国网站看到的

近墨者

近墨者 发表于 2017-11-27 11:35
这个是在外国网站看到的

原牛20khz好像是-1.5db

jerrylong

初步建立了输出变压器的模型


在初级XY端输入一个1V，1KHz的交流信号，在各绕组两端检测已经有输出信号了




这是模型的SPICE代码

1. *   QUAD II opt
   
2. *
   
3. .SUBCKT QOPT X Y1 Y2 Z U V W P Q1 Q2 S R T
   
4. * Primary inductance and DC resistance (p-p 3000ohm 11H)
   
5. L1 X Y1 4.5H Rser=125
   
6. L2 Y2 Z 4.5H Rser=125
   
7. * KNF inductance and DC resistance
   
8. L3 U V 0.011H Rser=17
   
9. L4 V W 0.011H Rser=17
   
10. * Secondary inductance and DC resistance
    
11. L5 P Q1 0.01677264H Rser=0.2694
    
12. L6 Q2 S 0.01677264H Rser=0.2694
    
13. L7 R T 0.01677264H Rser=0.2694
    
14. * coupling factor
    
15. K1 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 0.99989
    
16. .ENDS

复制代码

后面会根据实际制作的输出牛来调整模型的相应参数。

yu2166671

厉害厉害，做好了能分享一下吗

jxjbsd

研究下去，我多年前做过一个仿QII，牛是咪咪的，后来又买了1对左氏牛，打算慢慢做。今年用6J1和6P3P按照QII的电路模式，自己改参数做了一个，牛是乐潘的便宜牛，声音还可以

jerrylong

开始绕制扼流圈，用的86铁芯，叠厚35mm，用0.25的线（按3的电流密度计算，可以通过的电流在150mA），绕制4380匝，计算得到的电感量是47.47H（考虑到实际绕制出来后会比计算值低，所以计算的值适当放宽些）




开始实际绕制

jerrylong

第一个扼流圈绕好了

jerrylong

两个扼流圈都好了，一个电感量37左右，一个38左右

jerrylong

下面开始电牛的制作，初级0.55线径，220V抽头431匝，230V抽头451匝；次级310V～0～310V/260mA，线径0.33，689匝～689匝；5V/3A，线径1.13，11匝；6.3V/3A（3组），线径1.13，14匝（中心抽头）

jerrylong

初级绕组