从纸上谈兵开始，打算用13DR7电子管复合晶体管做一台STC架构的单端牛出功放。

jingli999 · 发表于 2021-9-11 22:01

本帖最后由 jingli999 于 2021-9-11 22:05 编辑

13DR7 STC05.jpg

楼上的图添加目前使用的电源部分就成这样了，看上去复杂了很多。玩音响就是玩电源的说法再次得到体现。

灯丝是接13V输出的DC/DC模块，为了简化线条，就不画在图上了。

目前各元件和工作点的取值是为了验证电路是否可以正常工作，以及受到现有元件条件的限制，并不一定是最佳。

西牛 · 发表于 2021-9-12 08:43

jingli999 发表于 2021-9-11 22:01
楼上的图添加目前使用的电源部分就成这样了，看上去复杂了很多。玩音响就是玩电源的说法再次得到体现。 ...

楼主好！请教R1,R4的作用是什么，阻值怎算出来的？用了固定偏压，可不可不要？谢谢！

jingli999 · 发表于 2021-9-12 12:47

西牛发表于 2021-9-12 08:43
楼主好！请教R1,R4的作用是什么，阻值怎算出来的？用了固定偏压，可不可不要？谢谢！

R1、R4是给两个栅极提供负栅压啊！就是栅极电阻。取值不能大于手册规定值，如果太小就把栅极的信号短路到地了！固定偏压的电源也是接地的。另外C1/R1之间的谐振值决定T1输入部分电路的频响，C2/R4同理。R4同时作为T1的负载电阻，和R2是并联的关系，一起决定T1的工作点。我这里R4的200K应该是取得小了点，500K左右可能合适。

我知道的大致是这些，各种元件的取值会在后期调试中调整。

jingli999 · 发表于 2021-9-12 19:11

本帖最后由 jingli999 于 2021-9-13 21:07 编辑

141楼的电路只能证明电路可以工作，电路结构没有大的问题。

实测每个声道的静态电流约0.6A，整机通电超过10小时，状态稳定。但是输出和失真情况跟我期待的差距不小；目前输出6W左右时，失真已达到10%。

下图为在7.5Ω电阻上输出约6W时的波形（示波器探头经过了11倍分压）

下图为切换到频谱分析的界面，可以看到还是以偶次谐波失真为主，总失真已经达到10%

接音箱没有听到50/100Hz的交流哼声，示波器上也几乎分辨不出低频的波形，看来主要的电源及滤波电路基本合格。意料之中的是通过示波器能看到输出端有20~30mV的MHz级别的高频脉冲，来自DC/DC模块，这些波形不可听见，还是应该想办法消除。听感上，在1W左右输出时，是清新甜润的风格，与13DR7特性吻合。

下面分析一下现状成因和改进的方向：

1、主电源电压比设计的低，仅有60V。这个问题造成工作点偏离设计值，输出功率减小，失真增大。
   机箱内的主电源其实有49V和64V交流输出，因为我找到的DC/DC模块标称最高工作电压是72V，如果用64V交流绕组整流滤波后会远超72V，有可能损坏DC/DC模块；所以我暂时用49V交流绕组来试机。
   有一个过程值得注意，由于电子管灯丝通电到工作正常有几秒钟的时间，这段预热的时间里，末级晶体管的静态电流也是从0开始逐步上升的，所以喇叭里听不到开机的冲击声；但是带来一个问题是，刚刚开机时，使用49V交流绕组的情况下，主滤波电容两端的电压会最高会达到68V左右，然后随着静态电流的增加逐步降低到60V左右。相关元件的耐压应该考虑这个电压高峰。如果一开始就接64V交流绕组，那DC/DC模块生死难料。

2、高压电源电压偏低，仅有230V，不足以让T1工作在比较好的工作点，导致失真增加。
   从141楼的电路图可以看到，高压供电来自背靠背连接的变压器TR1和TR2，虽然TR2的18V绕组接上了TR1的18V绕组，但是在TR2的高压端只得到了180V左右的交流电压（看来小型变压器高压转低压和低压转高压的效率差异很大），整流滤波、带负载之后只有230V左右，远低于300V左右的理想值。下一步想办法提高TR2的输出电压。

3、晶体管的Hfe低，仅有100，而不是前面测量曲线时所用晶体管的150。这造成了电子管+晶体管的复合管内阻增加，跨导减小；减小了输出功率，增加了失真。
   MJ15025是早先固定在散热器上的，手头没有Hfe更高的金封管替换；看来得做点金工活，把Hfe更大的塑封管子换上。但是也不是Hfe越大越好；Hfe越大，静态电流越不容易稳定。

另外，采用DC/DC模块给灯丝和负偏压供电是不得已的方案，为了看不见那讨厌的高频脉冲干扰，还是考虑怎么用上线性电源吧。

jingli999 · 发表于 2021-9-13 21:05

本帖最后由 jingli999 于 2021-9-13 21:16 编辑

今天，通过变换电源牛的绕组，实现了主电源电压68V，高压电源电压330V。通过电源牛的18V绕组整流滤波后得到约25V（比标称的26V少1V，但是在电子管的允许范围内）的工作电压给串联的灯丝供电，同时供给负栅压。这样就取消了DC/DC模块（那些MHz级别的脉冲干扰也消失了），各部分电压也更接近设计值。

金封的MJ15025先继续用着。

下图为在7.5Ω电阻上输出约6W时的波形，蓝色为输入波形（示波器探头为1:1），黄色为输出波形（示波器探头经过了11倍分压）。此时输出约10W。

下图为切换到频谱分析的界面，输出约10W时，总失真达到10%

调试结果比昨天有点进步。

补充内容 (2021-9-23 08:48):
更正本楼第一图的说明：下图为在7.5Ω电阻上输出约10W时的波形，蓝色为输入波形（示波器探头为1:1），黄色为输出波形（示波器探头经过了11倍分压，即输出电压为806*11=8866mV）。

jingli999 · 发表于 2021-9-14 10:19

本帖最后由 jingli999 于 2021-9-14 10:24 编辑

看楼上波形图下方的电压测值，输入电压约146mV，输出电压约806*11=8866mV，电压增益约60.7倍。增益储备比较宽裕，具有使用负反馈改善失真的良好条件。

唐西 · 发表于 2021-9-14 19:04

迟到了看到兄弟的好帖子！

旁热管还是比直热管处理简单了不少。
回想《音响中国》的帖子，bielx大侠用晶体管特性图示仪实际测试过这种复合管的曲线，由于三极管低内阻引起的深度负反馈，复合管的每条屏阴曲线非常均匀，绝不仅是三极管电流放大到β倍这么简单！
bielx大侠还有个有趣的发现，在be结并联一只电阻能有效改善复合管的内阻，反映到测试曲线上，就是每条曲线拐点变得陡峭。
音响中国网站关闭太可惜了！

jingli999 · 发表于 2021-9-14 20:21

唐西发表于 2021-9-14 19:04
迟到了看到兄弟的好帖子！
旁热管还是比直热管处理简单了不少。
回想《音响中国》的帖子，biel ...

看来您最近挺忙！假期要天天加班吧？

“bielx大侠还有个有趣的发现，在be结并联一只电阻能有效改善复合管的内阻，反映到测试曲线上，就是每条曲线拐点变得陡峭。”这就是我在53楼提到的电流坐标平移法，本想在后期调试时再做说明和分析。

刚刚在试加反馈的情况，效果不错，稍后上图。

西牛 · 发表于 2021-9-14 20:51

jingli999 发表于 2021-9-14 10:19
看楼上波形图下方的电压测值，输入电压约146mV，输出电压约806*11=8866mV，电压增益约60.7倍。增益储备比较 ...

大师好！我没有示波器，如何计算增益呢。这个电路只有调末级电子管工作点，没有其他可调的。如末级电流就不知怎调了。望指教，谢谢！

jingli999 · 发表于 2021-9-14 20:55

本帖最后由 jingli999 于 2021-9-14 21:01 编辑

尝试着给电路加点负反馈，就是增加了下图中的R6、R7。
13DR7 STC06.jpg

从下图看到，输入电压约360mV，输出电压约808*11=8888mV，此时在7.5Ω负载上输出约10.5W。

切换到频谱分析界面，看到此时的总失真约为4.3%，比昨天状态好多了。看来还可以进一步加大反馈。

jingli999 · 发表于 2021-9-14 21:19

西牛发表于 2021-9-14 20:51
大师好！我没有示波器，如何计算增益呢。这个电路只有调末级电子管工作点，没有其他可调的。如末级电流就 ...

您好！我不是什么大师，还在摸着石头过河。有关增益的计算，想必大师们真的可以从电子管及外围电路的参数计算出来，而且过程比较复杂。我真的还没有这个本事

我边做边学，努力理解实测参数与理论值的差距，努力理解电路图与实物的关系……

我是这样调末级电流的：
1、先测量输出牛初级的内阻Ra；
2、在晶体管不接入电路的情况下，调整电子管的负栅压绝对值大于设计值几伏（在本电路中设计为-10V，我就先调到-13V，以保安全）；
3、接入晶体管后通电，在调整电子管负栅压的同时，万用表监测输出牛初级两端的直流电压Va(此时电压Va/Ra即末级静态电流）；

此贴就是为了把摸索的过程记录下来，敬请路过的大师们指点！

火星计划2009 · 发表于 2021-9-15 18:34

STC的电路也不少只是做的人比较少，原来我也做了几台效果尚可但是被人骂不伦不类最后放弃了，我的是高压供电200V左右使用两级6N11小九脚管子，后面使用3998或是场馆都可以输出牛也可以使用成品的2a3单端的输出牛效果还可以

火星计划2009 · 发表于 2021-9-15 18:42

火星计划2009 · 发表于 2021-9-15 18:42

楼主可以借鉴一下都很简单并不复杂

jingli999 · 发表于 2021-9-16 09:00

火星计划2009 发表于 2021-9-15 18:42
楼主可以借鉴一下都很简单并不复杂

感谢火星大师莅临指导！

您是玩STC电路的先驱，在别的帖子里看到过您的作品，非常感谢您的指点！

粗看了一下153楼的图，大概第1、7、8、10、11图符合我个人对STC架构的认知；也就是说在这5个图中，复合管是以电子三极管的输出特性曲线形态工作的；听到的声音才有电子三极管的特点。

其实电子三极管复合NPN晶体管还能从结构上跟电子三极管复合电子五极管的STC概念扯上点关系，但是运行机理已有不同。因为晶体管是电流驱动，电子五极管是电压驱动。如果是电子三极管与PNP晶体管复合，跟纯电子管的STC结构差异更大了。所以，在私下交流时，有朋友提出，电子三极管复合晶体管根本就不是STC电路，应该另起一个名字。我觉得，暂时叫STC可以方便大家理解电路；再说，新名字也没想好。

补充内容 (2021-9-22 19:36):
而且，符合STC架构的上述5个图，都是采用近似常规胆机的高压供电，输出牛也是普通胆机的阻抗比，个人觉得跟做纯胆机区别不大。

q956270350 · 发表于 2021-9-16 10:29

指标和听感可能不如反相输入并联LM1875。

jingli999 · 发表于 2021-9-17 11:27

本帖最后由 jingli999 于 2021-9-17 19:01 编辑

q956270350 发表于 2021-9-16 10:29
指标和听感可能不如反相输入并联LM1875。

请教！反相输入并联LM1875的指标如何？请您给一组实测数据，我想办法超过就是了。哪怕真的超不过也当练手玩。

关于听感，恐怕两台功放在一起盲听才好分个上下，且个人喜好会有不同。

还有一个问题是成本，我这个电路超过1875的概率大。

jingli999 · 发表于 2021-9-22 19:16

今晚终于有空坐下来，进一步修改反馈电路。将150楼的R6改成5.6KΩ，R7改成100Ω。得到上图的结果，即输出10W时，失真约2.9%。输出2W时，失真约0.9%。而且是明显的偶次谐波失真。

jingli999 · 发表于 2021-9-23 11:37

本帖最后由 jingli999 于 2021-9-23 11:44 编辑

找来一对塑封的晶体管，Hfe有160；把金封管拆下来，塑封管上！

结果符合预期

在7.5Ω的负载电阻上输出约917mV*11=10V，也就是大约13W。此时失真也比前面有改善，仅2.26%

相信，进一步调试会有更好的结果。

wangoowang · 发表于 2021-9-23 14:16

jingli999 发表于 2021-9-23 11:37
找来一对塑封的晶体管，Hfe有160；把金封管拆下来，塑封管上！

好像正弦波正负半周略有不对称？

[器件资料] 从纸上谈兵开始，打算用13DR7电子管复合晶体管做一台STC架构的单端牛出功放。