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既然姚兄怕麻烦,我就给你吧帖子发上来也有利于讨论参考
电子管灯丝交流供电噪声自然抵消法
原创姚永权音响和音乐 2025年09月01日20:00 福建
(前言:虽然关闭音响中国论坛好几年了,许多论坛上老朋友的论坛ID名我到现在依然还记着,真是到记忆深处的位置。
在一个微信群中,一位朋友@我问道:请问是田版吗?我曾在音响中国论坛有不少的帖子。
请问您在论坛的ID是? 我在音响中国的ID是newage ,姓姚。
这个ID我怎会不记得?当年在论坛中参与了不少麦景图机器、负反馈和关于不少变压器讨论的内容的。感恩所有记得音响中国和我的朋友们,谢谢!
这篇文章,为了如实的反映原作者的思路,我并没有作太多的润色,技术问题嘛,就是让我们多讨论多交流。)
有一段时间,论坛的帖子中出现不少放大器设计中两级谐波抵消的交流内容,这让我想到了直热电子管灯丝采用交流供电时如何进行抵消的另一个问题。直热管的灯丝供电一直是DIY发烧友面临的最大难题之一,直流灯丝供电相信是不少人的选择,毕竟一了百了,噪声也容易受到控制,但是也有很多朋友说直流灯丝供电声音偏冷偏硬。灯丝交流供电也有不少拥趸,朋友们都道声音活泛,更加生动,可惜最大的不足是很多采用交流灯丝供电的直热功率管放大器交流嗡声可闻,让人听音感受大为受损。
有没有使直热管功率放大器采用交流灯丝供电时的噪声很低的办法呢?目前我所知道的有一些,例如灯丝高频交流电源供电的,例如从功率管灯丝(兼阴极)抽出交流信号引到本身的栅极进行反相抵消的,这些目前已有一些成熟的应用例子出现在网络上并被人们所了解。在这篇文章中,我会提出自已的一点想法和实施的方案,就是如何利用多级放大器将噪声信号放大并在功率级进行抵消,也希望能有同好进行交流。
如何在设计放大器时讨论较多的就是两级之间的谐波抵消,怎么就不去想想直热管两级之间的噪声波也可以相互抵消呢?
在上面这个电路中,300B栅极取反馈有这几层用意,
一:可以把300B推入A2,
二:减低前两级组合失真,但由于反馈较浅(倍数不大),第一级失真本身也极小,所以第二级仍有部分谐波失真残留会抵消后级谐波减低失真。第一版第一级是五级管,但因为这级输出信号很小,最大也就15V峰值,所以失真不明显,属于1%以下的级别,整机失真也算正常,第二版第一级接成三极管,失真下降不明显就是证据。而前两天失真骤降是换了300B管导致的,8w 谐波3.6%,所以这种抵消减低失真的方法很考验两管失真的配合。
三:前两级这个反馈量是调整4p1s的噪声输出幅度的,用来调整合适的抵消量的。
反推假如输出次级2mv,输出牛变比21,那么300b的静态屏极噪音为42mv,由于300b的放大倍数约为3倍。4p1s和300B两级相位相反,那么300b的栅极需要14mv的反相噪音来抵消,理论上可以抵消为零,但由于噪音波形不是标准正弦波,所以没法完全抵消。既然300b栅极需要14mv那么大输入噪声信号,那么我们在4p1s输出端就提供这个噪声电压给功率级就好,偏差多小都可以通过反馈电阻调整噪音输出的大小从而达到最好的抵消效果。
四:这反馈电阻受限于反馈量的要求,最高也就80k欧左右。这是强制拉低了300B的栅极电阻值,所以声音上是快速有力的,并不是高栅极电阻那种软萌甜,非常接近推动牛推的听觉,而频宽却不会压缩。栅极电荷得到快速释放,避开栅极电位漂移失真。
全机频响本来是足够宽的,由于后级是开环状态,频响又受限于输出牛,所以选一个20khz-3db以上的输出牛是很有必要,但也非绝对,高频太好的输出牛会让整机听感变得直白,适可而止。本机线路的低频是非常恐怖的7hz-3db,也说明输出变压器电感量是充足的。
理论主要是利用两级直热管灯丝噪音自然反相去抵消噪音,反馈可以控制噪音的大小。同时改善前级两级性能。
比如说,4p1s的灯丝噪音(馒头波100hz)使屏流瞬时上升,实际反应到300B栅极的电位其实是在下降,而300b本身也会因为灯丝噪音(馒头波100hz)导致屏流上升,所以一升一降就出现抵消现象从而得到比单用一级直热管交流点灯时更低的噪音。 因为两级间的偶次失真存在抵消的现象,所以灯丝噪音也同样存在抵消现象,假定300B噪音为定值,那么前面一级提供一个等值反相的噪音信号就可以抵消。反馈恰可调整所需的抵消值。使用这方法一定要把每级的噪声波形都调整为100HZ的波形。波峰与波峰幅值尽量平衡,调整到两级都是100赫兹,因为两级反相,所以有抵消作用,同时,反馈量的不同可以控制第二级的静态输出波形的幅值,得到等于噪声波形幅值可调的结果。难就难在噪音合适了还要反馈量和听感合适,所以这个电路组合也已各方面比较平衡的相对廉价的组合,第二级你可以尝试101d之类的真正直热三极管说不定会更好。
当然手头要有相应的仪器才能调试好,这儿需要使用示波器,要把每级的噪声波形都调整为100HZ的波形。
这是针对直热管才有的现象,你的直热阴极装上一个平衡电位器,一边调一边看示波器,屏极噪声最低点就是100HZ的像一个馒头接一个馒头的单向的类似全波整流后没加滤波电容的脉动波形。调好的话是推动管用直热管交流点灯的时噪音,反而比推动管直流点灯要低,抓的主核心理论,灵活应用,单要底噪声已经不是难事了,难就难在还要兼顾声音,所以这反馈电阻要兼顾噪音的同时还要兼顾听感和指标,这个要摸索很久才能得到满意的结果。
其实还有另一条路可走的,就是第二级用推动牛的不同变比来控制第二级的噪声输出幅度,从而实现全机无反馈的极端状态,当然这不是所有人都喜欢的,毕竟前两级没反馈失真和频宽都略有不足。
按我的电路的调整的要点是,假设第一级噪音为零,第一级最好还是直流点灯,免得影响最终抵消效果,我试过ef86的交流点灯噪音极低,可以用交流点灯,但换成某些国产6j8p就会有明显的噪音干扰参入到电路中,所以第一级用直流点灯可以应付一些灯丝底噪比较大的管,而不影响最终信噪比。旁热管用交流和直流点灯差别很小的没几人能听出,还是直流点灯适应性更好。
调整路径:且先不要接一二级反馈电阻全开环,这时调好第二级的波形100hz波形,使幅值最低,然后将300b的栅极接地,再调整300b的灯丝平衡电位器使其出现100hz波形,调整到幅值最低。最后拆去300B的栅极短路线,让电路恢复正常,这时再接上反馈电阻,调整反馈电阻的大小,即可得到整机最低噪音值。
在整机的电源上我走的路都是尽可能的不让电源有残留纹波,越低越好。所以有大电容和双阻流圈,这样就排除掉了电源的噪声了,剩下的就只有灯丝噪音,第一级是旁热管,处理好了这级的本地的噪音也就可以忽略不计了,所有条件理想化后,剩下的就是4p1s和300B的灯丝噪音对消。这时的对消才能更加彻底有效。
这方法可以延伸至300B牛推845单端电路中,由推动牛变比来调整噪声输出量,这一切其实都是源自直热管交流点灯比直流点灯声音更好的问题上,最起码我的耳朵听来的确是交流点灯的空气感更好。按主图后级开环时这电路可以得到2mv左右的底噪,如果加入全机大环反馈,交流点灯的情况下啊底噪0.5mv都不是神话,我测试过了,但大环负反馈加入后声音就没开环时好听,这是相当矛盾的事情,留待各人各自取舍吧!
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