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发表于 2007-5-19 19:02 | 显示全部楼层
805电子管是一种灵敏度高,性价比高的大功率电子管,容易制成20W以上输出功率的单管A类放大器。因此有不少玩家参与尝试制作,也产生了大量试制电路。但是,往往出现的问题是,频响不宽,音色不平衡,功率不大。本文就805管的本身特性展开一些简易分析,供大家设计制作参考。

1,805电子管特性概述。
805电子管原形是一款丙类发射用电子管,
屏耗 Pa = 125W
放大系数 u = 50
内阻 Ri = 10K,

其屏栅特性曲线见图:
805-3.jpg

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 楼主| 发表于 2007-5-19 19:06 | 显示全部楼层
2,按照常用线路的工作点分析:

现在常见电路工作点往往是:
屏压 Ua = 1050V
屏流 Ia = 100mA
负载阻抗 RL = 7~10K

就此工作点,在屏栅特性曲线上简易作图,得:
805sd.GIF

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 楼主| 发表于 2007-5-19 19:22 | 显示全部楼层
对805动态工作情况简易分析如下 :

805静态工作点,
Ug1 = +18V,此时有栅流大致 12mA 左右
Ua = 1050V
Ia = 100mA

假设推动电压为对称
正弦波
当805电子管动作点移动到负半周某点A处:
Ug1 = +45V
Ua = 300V
Ia = 168mA

此时如果要输出完整对称的正弦波,正半周A'点,根据特性曲线应当为:
Ug1= -9V
Ua = 1630V
Ia = 40mA

输出功率根据负半周,大致为
Po = 0.5(1050 - 300)/(168 - 100)*1000 = 25W

此时栅极动作范围是 Ug1 从 -9V ~ 45V

栅流变化范围是 0mA ~ 40mA (粗略值)

以上要说明的是,805在Ug1 = 0V ~ -9V 区间内,基本是无栅流的。
此时,805输入阻抗近似趋向无穷大(实测在10K左右)

而当805在Ug1 = 0V ~ +45V 区间内,栅流是递增的。
此时,805输入阻抗降至 几百欧姆到几千欧姆之间。

另外注意到,805的内阻,随着电压递增而递增,随着电流递增而递减。

失真分量和失真定性在后面将简述。

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 楼主| 发表于 2007-5-19 19:28 | 显示全部楼层
3, 常见805电路推动形式不外乎两种:

a;阴极输出器直接耦合
b;推动变压器耦合

在此不讨论主观评价,仅从原理上,实际测试结果上做一说明:

常见阴极输出器直接耦合如图:
805TY.GIF

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 楼主| 发表于 2007-5-19 19:34 | 显示全部楼层
此类阴极输出推动,常采用多极管的三极管接法直接耦合805。

按照前述的805动态工作分析,当805栅极电压动作到负栅压部分(0~ -9V)时,
由于805栅压等于推动管阴极电压,因此推动管阴极电压应当为负,

而实际情况是,由于推动管阴极最低电压是0V,不能更负,
因此实际805栅极推动范围只有 0V ~ 45V

此时动作点即动态分析图中所示的小三角区域,
输出功率 Po' = 0.5(1425-1050)/(100-55)*1000 = 8.5W,
之前提到的第一个问题,输出功率不大,即此类电路造成。

这就是这类电路最大的缺点,对于低灵敏度音箱,开大音量,会引起削波失真。
固然,从来不开那么大音量可以不在意,但是如果仅仅输出8.5W,如此低的利用率,采用300B可能是更好的选择。

想要获得较大的输出功率,不利用负栅压部分是很难实现的。

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 楼主| 发表于 2007-5-19 19:40 | 显示全部楼层
常见的变压器推动电路如图:
805TR.GIF

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 楼主| 发表于 2007-5-19 19:55 | 显示全部楼层
此类变压器推动电路,常采用多极管接成三极管或300B,2A3等三极管推动。

由于805灵敏度高,所需推动电压小,需要推动功率,
应当采用降压推动变压器

采用降低推动变压器的特性是:
变压器初级阻抗高,次级输出阻抗低,和匝数平方成正比
初级动态电压高,次级输出电压低,和匝数比成正比
初级电流小,次级输出电流大,和匝数比成反比
初级输出功率基本等于次级输出功率

因此,在805栅极,没有太大问题。解决了805栅极动态范围的问题。

但是,变压器是一种阻抗变换器件,初级内阻可以反射到次级,次级负载阻抗也反射到初级作为初级实际阻抗。

我们分析当805栅压为 0 ~ -9V 时的情况:

此时805栅极阻抗近似为10K欧姆以上,即变压器次级负载大于10K欧姆
通过常见(5K:600)降压变压器,反射到初级,即初级负载为100K欧姆左右

假设推动管为300B ,在300B特性曲线图上做100K欧姆负载线,如下图中 蓝色直线所示;

再分析当805栅压为 0 ~ 45V 时的情况:

此时805栅极输入阻抗平均值在2K欧不到,即变压器次级负载近似为2K欧姆
通过变压器次级反射到初级,即初级负载阻抗为 16K欧左右

推动管仍然为300B,在其特性曲线上作16K欧姆负载线,如下图中 红色直线所示:
300Bt.GIF

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 楼主| 发表于 2007-5-19 20:00 | 显示全部楼层
在图中看到,推动级的实际负载是不稳定的,产生突变的。
实际上由于805栅极阻抗最小值可能低达300欧姆,最大值高达50K欧姆
对于推动管而言,会产生很大的失真。

另外,可以看出,推动管内阻越小,克服这种失真的能力越强,因此6C33C反而是一个比较好的选择(但是很不实际)。

由于变压器的不理想性,实际推动变压器还会引起频响问题,

若推动变压器频响为 10-50K -3db, 20Hz和20KHz必然会受到少量影响,大致为20Hz,20KHz -0.5db不到

由于输出变压器频响同样具有不理想性,在20Hz 和20KHz 同样会有此类衰减。

两项衰减叠加,实际常常导致整机的两端频响下降,20Hz 和 20KHz 衰减大于1db以上。

如果要避免此类现象,往往需要高品质的变压器,可能会付出昂贵的代价,得不偿失。

还需要考虑的是,推动变压器相当于电路中加入了一个一介以上低通环节,导致负反馈施加的困难。(即使优质变压器仍然不能避免,环路负反馈是不能解决变压器问题的)

总体而言,变压器推动性能还不如 经过改进的阴极直耦电路(下文介绍)。

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 楼主| 发表于 2007-5-19 20:17 | 显示全部楼层
4,对阴极直耦电路驱动范围的改进:

典型阴极直耦电路存在不能驱动负电压的问题,可以采用 正负电源供电解决,典型结构如图:

同样由于805栅流的变化,推动级供电内阻应当尽量低,采用晶体管整流比较适当。

另外应当选择 u偏高,S偏大的推动三极管 ,个人推荐采用 EL系列五极管接成三极管,例如EL34,EL84

此类五极管接成三极管作阴极输出器,具有较低的输出阻抗,可以较好的因对805输入阻抗变化。
805z1.GIF

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 楼主| 发表于 2007-5-19 20:22 | 显示全部楼层
5,由805内阻引起的问题:

805的高内阻特性导致输出变压器需要电感量稍大,
另外引起的问题是输出阻抗过高,阻尼系数降低

常见不采用变压器次级取样负反馈的805电路,当输出变压器初级阻抗为10K时,
其阻尼系数为  10K/管内阻(10K)=1,较低,缺乏对扬声器应有的控制力,低频有量而无质。

同样内阻为700欧姆的300B电子管,采用3.5K输出变压器时,
其阻尼系数为 3.5K/700欧姆 = 5,能对扬声器施加有效的控制力。

因此,805这类高内阻管,应当施加取样点是输出变压器次级的负反馈,常见即环路负反馈。

适当降低805工作电压(不过分降低输出功率),适当提高805工作电流(不过分影响输出变压器设计制作) ,可以使805内阻少许降低,但这样做不是主要手段。

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 楼主| 发表于 2007-5-19 20:28 | 显示全部楼层
6,805失真特性,在805特性曲线上不同工作点作不同负载特性曲线可以发现:
805的二,三次谐波比较均等。
805静态工作点电压越高,电流越小,三次谐波失真稍大,采用稍低的供电电压可以缓解这个问题。

对于805而言,实际使用屏耗低于100W,寿命较长。

综合几点,805供电电压在750V ~ 900V之间取值尚可。

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 楼主| 发表于 2007-5-19 20:31 | 显示全部楼层
本帖最后由 Julien 于 2013-4-22 16:49 编辑

7,实用805单端电路:

这是一款经过实做,性能尚可的805单端电路,且调试十分简单。
推动级虽然没有加入负电压供电,但是抬高了805阴极电位,等效增加了推动范围。

整体施加了少量环路反馈,不会造成音质受损的问题。

需要注意保持805灯丝供电电压 在10V ±0.2V以内。

输出功率在25W以上。



2011新版图纸,失真降低一倍:

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学习,谢谢J版!

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发表于 2007-5-19 20:49 | 显示全部楼层
试试沙发,不行,凳子了!!

严重支持,

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发表于 2007-5-19 21:10 | 显示全部楼层
学习中,要慢慢消化了

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好!!!

分析透彻,精彩!

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收藏了!谢谢j版!

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在学习中,J版在讲讲805的推挽好吗?最近安完6V6单端,就准备装FU-7推挽。

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学习中,板凳。

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全吐出来了!
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