[胆机制作] 重发:老树发新芽 EL34&KT88推挽胆机

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发表于 2014-3-27 08:19 | 显示全部楼层
昨天发的帖子不知何故大多数图片不能显示,应大家要求想重发图片,但已不能插入文中。不能图文对照阅读是极不方便的,所以只好重发。有可能昨天一下发15张图片导致图片全挂了,因此今天2张图片发一贴。

     我在1994年DIY了一台300B推挽胆机,见在矿石收音机论坛发表的《15年前发烧制作的胆机》一文。我一直对将300B用于推挽机有点耿耿于怀,而对90年代初从炼钢厂废钢堆捡来的英国GEC KT88、英国大盾EL34没派上用场,有点不太甘心。那是1992年初,我从厦门来的一批废钢中的旧仪器上拔下6只大盾EL34,管子结构参差不齐,有双圆环的,也有单圆环的;有焊屏的,也有非焊屏;有XF2期的,也有XF3期的。GEC KT88是装在一只生锈铁箱子里的,上面有英军的鸡爪标记,打开后,整块海绵上整整齐齐插着8只KT88,管子上排印着Genalex,下排印着Gec的MO Valve Co., Hammersmith工厂标记“Z”。当时并不知道大盾和GEC管子的珍贵,近几年才知道它们是宝贝。有这些现在要花大价钱买的名管,就萌生了用300B和2A3另作一台单端机,推挽机改用KT88和 EL34的想法。
     KT88和 EL34推挽机改好后,信噪比很高,达到95db,音量电位器开到最大,耳朵紧贴音箱也听不到一点哼声和噪音,背景非常干净。实际听感也很好,高频细节很多且柔顺,中频醇厚饱满,人声尤其好,低频力度很足且富有弹性,高低频两端延伸很宽,整体音场很开阔,声音很开扬,比原来300B失真小。
下图是EL34推挽
推挽机侧视.jpg
KT88推挽
KT88推挽1.jpg
改制推挽机时的主要工程量是:
(1)        局部修改线路:由于没有采用直热管,旁热管阴极中毒问题没有直热管那么突出,所以取消高压延时电路。前级音调的衰减和提升从±15db改为±6db,电位器改为B型(直线型)。倒相级的恒流源改回最初的五极电子管,采用EF89。设置功率管三极管接法和超线性接法转换开关,用于切换工作状态。电源滤波改为CLC,每声道的后级高压增加第一级C滤波,采用法国苏伦4.7uf MKP电容和德国ROE 1uf MKT电容并联成28uf,第二级10H电感滤波保持不变。每声道的前级高压增加第一级C滤波,采用德国西门子与松下合作的S+M电容(made in germany),并且增加第二级5H电感滤波。
(2)        局部修改用料:100K音量电位器改为100K 24档步进电位器,以求改善左右声道平衡度。前级SRPP电路放大管改用12AU7(ECC82)代替原来的6N11(ECC88),以达到在不改变前级稳压电流前提下使前级放大管的工作点处于A类的目的。由于12AT7有更高跨导(5.5 mA/V)和放大系数(60)及较适合的阳极电流(10mA),作阴极跟随器时将有更小输出电阻和更大的电流驱动能力,所以仿照麦景图MC-275,阴随推动级的电子管改用与12AZ7等效的12AT7代替原来的5814A(ECC82)。
(3)        重新设计制作电源变压器。原因有四:原来的变压器左右声道电压稍有偏差,导致两边工作点不同,将影响立体声声场;原来只有一个负偏压绕组,两声道公用,在没有条件做去耦测试的情况下,将影响声道分离度;灯丝改全交流供电,增加灯丝绕组中心抽头;为改为用旁热式电子管整流做好准备——高压绕组抽头要精确,两组电压要一致,以便由两组桥式硅整流合并为一组全波电子管整流,并且预留整流管的5V灯丝绕组。
(4)        增加元件或修改部分元件参数
(a)增加元件:主要是增加五极管的栅极抑制电阻。五极管的的跨导比较高,有可能产生射频振荡。根据Morgan Jones所著的《电子管放大器》的论述,EL34和KT88的栅极抑制电阻采用1.2K。
(b)修改部分元件参数:主要是输入级的阴极交流旁路电容容量原先采用1000uf,可能并不合适,需要经过计算重新选择。
(一)设计制作电源变压器和整流元件选择
  一、次级电流功率计算
1、后级高压电流:KT88最大电流——固定偏压-59V,超线性,Va453V,2×140mA=280mA
                    实际:Va400V,三极管接法,固定偏压-40V,2×100mA=200mA
       后级高压功率:电感负载桥式最大1.1×370×0.28×2=228W,实际1.1×370×0.2×2=162.8W,
2、前级高压电流:工作点电流2×12AU7_2×3.5mA,6E2_2×1mA,6SN7_2×5mA,稳压管电流2×6mA,EF89的帘栅极电流_2×3mA,12AT7_2×7.5mA,合计52mA ,最大不会超过64mA。
功率(电容负载桥式)最大1.56×340×0.064×2=67.89W=68W
3、后级灯丝电流:1.6A×2=3.2A,功率6.3×3.2×2=40.32W
4、前级灯丝电流:6.3V——6E2_0.3A,6SN7_0.6A, EF89_0.2A,合计1.1×2=2.2A ,功率6.3×2.2=13.9W。
12.6V——12AU7_0.15A ,12AT7 _0.15A,合计0.15×6=0.9A,功率12.6×0.9=11.3W
加上预留负栅压电子管整流EZ81的灯丝供电1.2A,共计32.44W。
5、预留电子管整流灯丝电流:后级用5Z8P,5.75A;前级用5Z4P,2.2A,39.85W 。总计77.41W。
6、负偏压电流:主要是12AT7的阴极电流15mA。改用12BH7时,阴极电流18mA。
功率(电容负载桥式)1.56×141×0.018×2=7.9W
合计:最大——228+68+40.3+77.41+7.9=421.6W 实际约250W
初级功率最大397.3/0.9=441W,电流2.0A。实际250/0.9=278W,电流1.27A
二、变压器制作
英国缺口铁芯,B=10000GS,133×110×70mm,舌宽44mm,截面30.8㎝2,N=1.5N/V,
窗口:66mm×22㎜,除去骨架占用的,实际61.7㎜×19.15㎜
变压器骨架.jpg
(1)        灯丝:为了使6.3V绕组的中心抽头准确,圈数改为10N,在第5匝处抽头,改匝比为N=1.5873N/V。电流3.2A,线径D=0.7×√3.2=1.25㎜,外径1.33㎜。2组6.3V——KT88×4灯丝,20N;2组6.3V——前级左右声道灯丝和EZ81×1(负栅压整流)灯丝,20N;1组12.6V——前级部分管子灯丝,20N;在第10匝处抽头;4组5V——为改电子管整流预留:5z8p×1+5z4p×1,4×8N=32N,合计92匝,1层46匝,2层正好可以绕下,厚度:2×1.33+0.05=2.71㎜,29米S=1.23㎜2,M=0.32㎏
(2)        前级高压1、2:340V×2,540N×2,电流0.127A(晶体管整流时实际0.06A,改电子管整流时两绕组合并,0.12A),线径D=0.7×√0.127=0.25㎜,外径0.275㎜,一层224N,2.41层(2.5)×2=5,厚度5×0.275+3×0.05=1.525㎜,342米,S=0.049㎜2,M=0.15㎏
(3)        后级高压1、2:370V×2  50V+20V+300V,300V+20V+50V,[头]80N→31N→476N[尾],[头]476N→31N→80N[尾], 587N×2,电流0.4A(晶体管整流时实际0.2A,改电子管整流时两绕组合并,0.4A)线径D=0.7×√0.4=0.44㎜,外径0.49㎜,一层126N,4.66层×2=9.32,10层,厚度10×0.49+8×0.05=5.3㎜,391米
       S=0.15㎜2,M=0.53㎏       
(4)        负偏压1、2:140V×2,222N×2,0.08A,线径D=0.7×√0.08=0.19㎜,0.19㎜线外径0.21㎜,一层293N,1.5层(2),接着后级高压绕组绕,绕满后回头再绕,算1层厚度:0.21+0.05=0.26㎜,128米(实际值,用已有线)
(5)        初级:220V+10V=230V,349N+16N=365N,电流2A,线径D=0.7×√2=0.989㎜,外径1.07㎜,一层57N,6.4层(7),厚度7×1.07+4×0.05=7.69㎜,137米, S=0.785㎜2,M=0.96㎏
(6)        屏蔽层0.1+1.15+0.15=0.4㎜
(7)        绕组间绝缘:4×0.05=0.2㎜
(8)        线包总厚度:2.71+1.252+5.3+0.26+7.69+0.4+0.2=17. 812mm,窗口还剩余22-17.812=4.188mm,可以绕下。
导线重量计算公式:M=(1/4000)×ρπd2L
ρ:比重,铜:8.89g/cm3;铝:2.7g/cm3。 π:圆周率 d:线芯直径。单位:㎜
L:长度,单位:米。重量M=8.89×S×L
三、整流元件选择
        整流元件必须留出足够的电压电流余量,否则一旦击穿,直接后果就是烧毁电源变压器,而此时保险丝往往是没有熔断的。由于次级高压绕组整流滤波输出电压达到450V,所以整流二极管的反向电压必须大于其2倍,选用1000V/35A整流桥。
        感到纠结的是负偏压整流元件的选择。手头有快恢复二极管FR-107(1000V,1A),负偏压电路的最大负载电流主要来自阴极跟随器,最大电流20mA,能不能用?根据Morgan Jones的著作《电子管放大器》,C滤波电路中整流二极管给滤波电容充电的脉动电流是:
ip=2∏fcVpSin(2∏ft)
其中:f=50HZ, ∏=3.14,c:滤波电容容量(本案2200uf),Vp:次级电压峰值(本案:140V×1.414=198V), Sin(2∏ft)中的t是充电脉冲时间1ms,括号内的值是弧度,代入上式:
ip=2×3.14×50×0.0022×198×Sin(2×3.14×50×0.001)=136.78×Sin(0.314)=136.78×0.31=42A
        查手册,FR-107正向峰值浪涌电流Ifsm=30A,小于充电回路浪涌电流计算值,采用有风险,于是在手头已有的元件中选用600V~800V,10A的整流桥,正向峰值浪涌电流Ifsm=200A。改好后的整机电路图如下。



补充内容 (2014-3-29 16:08):
看了电路图就知道这是无大环路反馈的2级前置带音调、长尾倒相加阴随推动的电路。级数多、没大环路反馈不一定意味着失真和相移大。请看最后的方波频率响应测试图,相位测试要翻过去的资料,以后再补充。

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sztat + 2 + 2 赞一个!很细致调试案例
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 楼主| 发表于 2014-3-27 08:23 | 显示全部楼层
放大电路图.JPG
电源电路图.JPG

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 楼主| 发表于 2014-3-27 08:28 | 显示全部楼层
本帖最后由 linpei 于 2014-3-27 08:30 编辑
linpei 发表于 2014-3-27 08:23


上图中括号外是供电220V时实测电压值,括号内是供电225V时实测电压值。变压器绕组直流电阻在热态时增大,测出的电压也比冷态时低3V,图中数值是工作6小时后的值。下图是刚工作时的主要测点电压值:
放大电路图1.JPG

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 楼主| 发表于 2014-3-27 08:33 | 显示全部楼层
(二)各级电子管工作点的选择
正确选择电子管的工作点是非常重要的。对于A类放大,正确的工作点应该是选在Vg—Ia特性曲线直线段的中点,这时失真最小,声音听感也最好。有的电路将工作点选在Vg—Ia特性曲线弯曲段,靠近屏流的截止区,电子管工作在小电流状态,实际上是处于AB类放大状态,信号振幅大时,甚至产生了栅流,这时或许听感也不错,但那是一种失真的“好听”,设备已经不是工作于高保真状态了。电子管手册上给出特性曲线全面反映了管子合适的工作点在哪里,是正确选择电子管的工作点的依据,一般用作图法来选择。
为什么要用12AU7(ECC82)代替原来的6N11(ECC88)?因为用示波器观察第二级SRPP电路输出到倒相级栅极方波响应波形有失真,且主要是在信号的下半周的截止失真。
下半周截止失真.jpg
原因是:原来电路6N11(ECC88)的阴极电阻是1K,负偏电压是3.5V,阳极电压是约100V,从Vg—Ia特性曲线查出,这样的工作点位于曲线弯曲段的下方,已经很接近阳极电流的截止点,信号振幅大时,就产生了截止失真。要使6N11(ECC88)工作于A类,就要把工作点选在Vg—Ia特性曲线直线段的中点。作图得出:当Va=100V,Vg=-2.1V时,Ia=10mA,Rk=220欧,这就是6N11(ECC88)工作于A类的工作点。见下图:
6N1栅-屏曲线.jpg


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 楼主| 发表于 2014-3-27 08:34 | 显示全部楼层
ECC88栅-屏特性.JPG
如果将6N11(ECC88)的工作点改为A类,将使每声道前级增加13mA的电流,电源变压器负荷能力没有问题,但原来的前级稳压电路中的限流电阻必须更换为8.2K。这个限流电阻要通过至少28mA电流,降掉230V电压,功率约7W,发热量很大,必须在机外安装,但原先在机外直立安装的电阻是1993年从炼钢厂废钢里的国外军用旧电子设备上拆下的,现在买不到这种安装方式的电阻了,更别说特定阻值8.2K的了。
手头有1993年从炼钢厂废钢里的美国和英国军用旧电子设备上拆下的12AU7(ECC82),就查了它的Vg—Ia特性曲线,作图得出:当Va=100V,Vg=-3.5V时,Ia=3.5mA,Rk=1000欧,此点正位于Vg—Ia特性曲线直线段的中点,这就是说原来的元件不要做任何改变,只要把灯丝电压改为12.6V,改用12AU7(ECC82),就可以使前级工作于A类。见下图:
12AU7栅-屏曲线.jpg

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 楼主| 发表于 2014-3-27 10:18 | 显示全部楼层
12AU7是否适应SRPP电路对放大管特殊要求:阳极工作电压低、阴极与灯丝间的耐压高?查电子管特性手册知:12AU7可以在100V~250V范围内很好工作,在屏压100V、屏流3.5mA时,放大因素仍然保持标准值u=17,跨导是S=1.6mA/V,比标准值(2.2mA/V)小28%。阴极与灯丝间的耐压是180V,比6N11(ECC88)的150V还高30V。所以12AU7具有6N11(ECC88)那样的阳极工作电压低、阴极与灯丝间的耐压高的特性,见下图:
12AU7的ra、u、s.jpg
12AU7阴极电阻两边并联的交流旁路电容不仅影响增益,而且其容量大小对低端频响有很大影响。原线路电子管是6N11时选用1000uf,我进行了校验,看在12AU7工作点条件下,其容量是否合适。
根据Morgan Jones的著作《电子管放大器》,电子管本身的阴极等效电阻为:
rk=(RL+ra)/(u+1)
Morgan Jones在《电子管放大器》一书中指出:“SRPP电路中,上臂管子的阴极电阻Rk是下臂管子的RL,由于其阻值相当低,这意味着必定有Av<u。”
据此,下臂管子的RL=Rk=1K。
电子管的ra和u的值将随阳极静态工作电流大小而变化。在电子管特性曲线图上作图,Ia=3.5mA下,ra=10k,u=17,代入上式:
rk=(10+1)/(17+1)=0.611K
阴极等效阴极交流电阻rk与阴极偏置电阻Rk是并联关系,阴极总电阻:
rk′=rk‖Rk=(611×1000)/(611+1000)=379.3欧姆
        Morgan Jones的著作《电子管放大器》指出:“ 放大器要有良好的低频响应,不止靠正确的幅度响应,还需要相位和瞬态响应所受的影响最小,而相位和瞬态响应涉及的低频端比截止频率低10倍,所以通常将截止频率f-3db选取为1HZ。”
       但是f-3db=1HZ时,对应的时间常数为159ms,回复时间为5×159=0.8秒,电路响应中断的时间已接近1秒,对于重放音乐信号来说,这样延迟已经过长,会造成低频拖长混浊,不干脆利落,所以我设定f-3db=10HZ,回复时间为0.08秒。于是,与RK并联的交流旁路电容的容量为:
Ck=1/2∏f-3db rk′=1/2×3.14×10×379.3=420uf
       最接近420uf的电容量标准值是470uf。我选用了470uf/16V瑞典长寿命电容,型号:PEG124。当然,仍采用1000uf的阴极旁路电容也是可以的,只是它对应于截止频率f-3db=5HZ,由于指数特性的缘故,比f-3db=10HZ回复时间长不止一倍。本机低频响应已经很好(见后面的方波响应),没必要采用这么大的电容。

       长尾倒相级的6SN7兼有增益放大作用,必须工作于A类。我根据电路中实测的电压和计算的电流,验证它们都工作于Vg—Ia特性曲线直线段。6SN7的工作点:Va=180V,Vg=-6.5V,Ia=4.3mA,工作点在直线段中点偏下。
6SN7栅-屏曲线.jpg


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 楼主| 发表于 2014-3-27 10:23 | 显示全部楼层
     由于倒相级6SN7工作在放大状态,所以需要检验其工作点的最大不失真输出振幅是否合适,能否不失真地驱动EL34和KT88。
     首先,做出倒相管的负载线。长尾倒相电路与共阴极放大电路一样,负载线上Ia=0的电压端点是高压电源经负载电阻至阴极的电压,即:VHT=430V-100V=330V;负载线上Va=0的电流端点VHT/RL=330V/33K=10mA。在6SN7特性曲线图上连接这两个端点做出负载线,正好准确通过工作点:Va=180V,Ia=4.3mA Vg=-6.5V,由此可见;负载线的作图准确无误。
6sn7输出振幅.jpg
     其次,找出限制点的电压振幅。沿负载线向左,找到即将产生栅流的饱和点Vg=-1V所对应的电压是95V;向右在相同幅度内没有截止点;于是最大不失真振幅峰峰值是:工作点电压与饱和点电压的差值的2倍:VP-P=2(180V-95V)=170V,有效值是:
Vrms= VP-P/2√2=170/2√2=60.1V,此值可驱动EL34和KT88,甚至2A3和300B。

     倒相级6SN7的阴极恒流源工作点的设置同样重要,这关系到倒相两臂的平衡性。采用EF89做恒流管是因为1993年从从炼钢厂废钢里的英国和丹麦军用旧通信设备上拆下了十多只EF89,多数测试良好;查手册可得到:EF89的内阻高达900K,放大系数u=3280,Va>75V以后屏流曲线比较平坦(屏压Va变动时屏流Ia变化很小),屏流加帘栅极电流超过10mA。这些特性决定了EF89在低屏压110V时有良好的恒流特性。EF89的参数如下:
EF89参数表.jpg
    EF89的工作点由6SN7阴极电位(也就是EF89的阳极电压)、EF89的帘栅极电压、阳极电流加帘栅极电流流过阴极电阻产生负偏压决定。6SN7阴极电位就是前级SRPP输出电位加偏压,这个电路里是112V~115V。EF89的帘栅极电压从手册查出是100V,最好稳定,所以采用了帘栅极100V稳压电路。选择工作点主要是调整EF89的阴极电阻,(本机调至约200欧),对应的第一栅极偏压约-2.2~-2.3V左右,使6SN7两臂33K输出电阻上的压降为140V左右,对应的阳极电流为4.3mA左右。
根据EF89的内阻Ra、放大系数u和阴极电阻Rk,计算恒流源所呈现的交流电阻:
R=Ra+(u+1)×Rk=900K+(3280+1)×0.2K=1556.2K=1.56M
这数值比常规长尾倒相电路的阴极电阻(20~30K)大了50多倍。
    再查EF89曲线检验工作点是否合适,见下图:EF89的栅压-帘栅压-屏流曲线——栅压-2.3V、帘栅压100V,对应的屏流是8.5mA。
EF89三要素关系曲线.jpg

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 楼主| 发表于 2014-3-27 10:47 | 显示全部楼层
EF89帘栅极电流曲线:帘栅压100V,栅压-2.3V,对应的帘栅极电流3mA
EF89帘栅极电流曲线.JPG
由下图可见,当Va=112V~115V,Vg2=100V,Vg1=-2.3V,EF89工作于特性曲线的平坦区域,具有很好的恒流特性。
EF89屏流曲线.jpg

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实际测试表明,管内两边三极管参数完全一致的管子的两臂直流电压没有差异,不完全一致的,两臂直流电压可能有0.5V~2.0V的差异,但是恒流源式长尾倒相后两臂输出的交流电压的平衡度很好。

    阴随推动级的12AT7也必须工作于A类。
12AT7的工作点:Va=190V,Vg=-1.6V~1.8V,Ia=7mA,工作点正好在直线段中点。见下图:
12AT7栅-屏曲线.jpg
     当阴随推动管采用12AT7时,尽管其自身栅压为-1.6~-2V不等,但由于12AT7本身栅压-屏流(Vg1-Ia)特性和阴极深度负反馈作用,对栅压跟随得很好,加到栅极电压是-32V左右,阴极也是-32V左右,相差不过零点几伏,所以麦景图MC-275图中标注12AZ7栅极电压是-57V,阴极也是-57V。开始我以为MC-275图标错了,实际做出来测量后才明白12AT7就是跟随得这么好。
    起初打算将功放级的偏压改为阴极电阻偏压,在底板上增加了2×450欧姆的阴极电阻(美国西电后期黑色的矩形电阻)。这样的最大好处是:如果失去负偏压(阴极电阻开路),阳极电流也同时断开;如果负偏压改变(阴极电阻变值),阳极电流也同时改变,保证了功放管的安全。但是,由于十几年前从废钢场捡来的英国大盾EL34参数稍微有点不对称,推挽输出的两臂电流不完全一致,这不仅使谐波失真不能完全被抵消,而且还会产生交越失真。所以,为了能用上这些大盾名管,还是采用原先固定负偏压,以便于单独调整偏压,使两管电流对称。实践表明,原先采用的WXD2-53线绕10圈指针式电位器可靠性很高,负压回路都采用高可靠金属膜电阻,可靠性基本是有保证的。调试结果是:各管偏压相差并不大,约0.4V~0.6V,对管子的工作点影响不大。

    必须仔细设置EL34和TK88的工作点,使之满足中小音量时工作在A类,大音量时工作在AB1类的要求。对于EL34比较好办,因为手册给出了栅压—屏流曲线(Vg1-Ia),只要把工作点设置在Vg1-Ia曲线直线段的中点(全A类工作点)偏下一点即可。对于KT88,没有栅压—屏流曲线(Vg1-Ia),只能根据手册给出工作点条件,到Va-Ia曲线中去找。确定EL34的工作点是:Va=400V,Vg=-30V,Ia=66mA。 KT88的工作点是:Va=400V,Vg=-40V,Ia=76mA。
EL34工作点曲线
EL34Vg-Ia.jpg
    但是,当EL34的工作于Va=400V,Vg=-30V,Ia=70mA时,在较暗的环境下,竟然观察到有轻微红屏,作图和现象都表明工作点已经达到EL34的最大功耗曲线的交界点。如果用的是曙光管,不仅价格低廉而且随时可以买到管子更换,也就随他去了,但这可是英国大盾名管,必须要延长使用寿命,所以调低工作点,最终调好EL34三极管接法的工作点是:Va=400V,Vg=-31~-32V,阴极0.22欧电阻上电压降0.014V,阴极电流也就是Ia+Ig2=63mA。

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 楼主| 发表于 2014-3-27 11:21 | 显示全部楼层
本帖最后由 linpei 于 2014-3-27 11:24 编辑

     做EL34负载线,校验最大不失真输出电压摆幅:
    根据Morgan Jones所著的《电子管放大器》,可以把推挽输出级的其中一臂当作单端输出级对待,因此,取输出级的屏-屏电压800V和屏-屏负载(输出变压器初级)阻抗5.5K的一半,则Va=0时的Ia=400/2.75=145.45mA,取全值也有:Ia=800/5.5=145.45mA。Ia=0时,在Va轴的延长线上找到Va=800V的点。连接Ia=145.45mA和Va=800V两点,正好通过Vg=-31V~-32V的工作点Q,表明负载线正确。
     从工作点出发,沿负载线向右,没有遇到限制点,向左遇到出现栅流的Vg=0V,作为限制点,此点对应屏压Va=127V,于是
最大不失真输出电压峰峰值:Vpp=2×(400-127)=546V
最大不失真输出电压有效值:Vrms= Vpp/2√2=193V
单管最大不失真输出功率:P= (Vrms)2/RL=(193) 2/2750=14W
两管推挽最大不失真输出功率:14W×2=28W。在输出变压器次级扬声器端子测得的电压是15V,P= (Vrms)2/RL=(15) 2/8=28W,与在初级计算结果完全一致。
EL34输出振幅.jpg
    复核EL34工作点与最大功耗:
    在最大功耗曲线与Vg=-32V交界处取点,由图可知:在负偏-32V时,电压可用到420V,电流可用到73mA;在负偏-32.5V时,电压可用到430V,电流可用到70mA。现在的Va=400V,Ik(Ia+Ig2)=63mA绝对在安全区域内。
EL34工作点和最大功耗点.JPG

受到发图限制,暂时今天到此为止,明天继续


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发表于 2014-3-27 17:53 | 显示全部楼层
本帖最后由 超人胆 于 2014-3-27 18:03 编辑

难的一见的好帖子,介绍的这样祥细全面,估计有好多兄弟看的一头雾水。

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 楼主| 发表于 2014-3-28 08:37 | 显示全部楼层
linpei 发表于 2014-3-27 11:21
做EL34负载线,校验最大不失真输出电压摆幅:
    根据Morgan Jones所著的《电子管放大器》,可以把推 ...

       做KT88负载线,校验最大不失真输出电压摆幅:
       与EL34同样方法做出负载线:连接Ia=145.45mA和Va=800V两点,正好通过Va=400V,Vg=-40V,Ia=76mA的工作点Q,表明负载线正确。
从工作点出发,沿负载线向右,没有遇到限制点,向左遇到出现栅流的Vg=0V,作为限制点,此点对应屏压Va=108V,于是:
最大不失真输出电压峰峰值:Vpp=2×(400-108)=584V
最大不失真输出电压有效值:Vrms= Vpp/2√2=206.5V
单管最大不失真输出功率:P= (Vrms)2/RL=(206.5) 2/2750=15.5W
两管推挽最大不失真输出功率:15.5W×2=31W
      复核KT88的最大功耗:
在Vg=-40V与最大功耗曲线交界取点,可见阳极电压可以用到418V,阳极电流可以用到96mA。现在的工作点:Va=400V,Ia=76mA绝对在安全区域内。
KT88工作点、最大功耗点、输出振幅.JPG

       (三)音调控制电路的分析验证
本机音调电路采用《音响世界》刊登的电路。第一级SRPP电路的负载电阻的选择关系到失真度的大小。对于12AU7(ECC82),负载电阻和失真度的关系如下图:
负载电阻与失真度关系.jpg
由上图可知,12AU7构成SRPP电路的负载RL=25K时失真度最小。最终的负载阻抗与RC衰减型音调电路输入阻抗有关。此阻抗可根据下图来求取:
音调电路输入阻抗.jpg
输入阻抗在最小值72.5K到最大值602K之间变化。当电容短路时,即把音调控制呈平坦特性的中频等效电路如下图所示:
音调中频等效电路.jpg

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 楼主| 发表于 2014-3-28 08:48 | 显示全部楼层
linpei 发表于 2014-3-28 08:37
做KT88负载线,校验最大不失真输出电压摆幅:
       与EL34同样方法做出负载线:连接Ia=145.45m ...

音调电路中频等效的阻抗可计算出为84.7K。据此可以算出最终负载阻抗是:
R0=RT0*RL÷(RT0-RL)=84.7*25÷(84.7-25)=35.5K,取36K。
本机的音调控制特性如下图:
音调频率响应.jpg
由上图可知,最大提升量在低频是+6db不到一点,在高频是+6db,衰减量在100HZ和10KHZ时均为-9db。

(四)焊机制作
  (1)为了避免交流电源线对信号线的交流感应干扰,必须保证所有电源线与信号线垂直相交。本机原先将电源布置在左侧,电源线出线都是从左至右,而信号通道走线是从前至后,这就自然保证所有电源线与信号线都垂直相交。
   (2)一点接地。一点接地的概念是:来自不同电源(包括灯丝绕组)的电路“地”,不能“手握手”链接,应单独直接接到汇集的接地点;来自同一电源的电路“地”,可以就近接在本级的接地干线上,再接到汇集的接地点。根据这一原则,各级设置6mm2粗铜线作接地干线,同一级元件的地端就近接干线,再用导线单独引至接地点接地。本机的接地点汇集了14根接地线。
   (3)信号线、元器件之间的连线全部采用德国铁氟龙镀银线,甚至电源,也大部分采用了这种线。铁氟龙镀银线是上世纪80年代末从西德进口的工业自动化仪表柜的备用线。
   (4)要注意灯丝绕组的负荷均衡分配,避免出现有的负荷重而电压过低、有的负荷轻而电压过高的情况,这都将对电子管寿命不利。同时还要注意推挽两个管子的灯丝绕组的负荷应一致,避免因此引起的推挽管屏流不对称。由于旁热管的灯丝与信号回路绝缘,所以分配时不必拘泥于直热管机灯丝绕组需左右声道分开的原则,只要考虑负荷均衡即可。
    (5)由于是自用机器,所以不必为了接线整齐美观而将走线绑扎在一起,反而应尽量松散。因为根据电学原理,带电导线离得越近,分布电容越大,越容易通过分布电容耦合噪声;根据电磁场原理,平行导线的电流必产生电磁场,互相离得越近,电磁场干扰也越大。
    本机的本底噪声很低。输入端悬空,音量电位器开到最大,耳朵紧贴音箱也听不到一点噪音,实测此时功放输出的交流电压是0.35mV,而功放最大输出交流电压是20V,因此算出信噪比:S/N=20㏒20/0.00035=95.2db。本机的背景噪声全无使我有次小长假外出旅游前放完CD后竟然忘了关机,3天后回来只见它仍然悄然无息地通着电,测量各点参数均正常,无意中做了次老练和可靠性试验。我的体会是:无噪声比美观更重要
内部接线.jpg


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 楼主| 发表于 2014-3-28 08:52 | 显示全部楼层
linpei 发表于 2014-3-28 08:48
音调电路中频等效的阻抗可计算出为84.7K。据此可以算出最终负载阻抗是:
R0=RT0*RL÷(RT0-RL)=84.7*25 ...

一点接地:接地点汇集了14根接地线。
一点接地.jpg
电源部分接线
电源部分.jpg
24档分流型步进音量电位器
24档步进音量电位器.jpg

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 楼主| 发表于 2014-3-28 08:55 | 显示全部楼层
linpei 发表于 2014-3-28 08:52
一点接地:接地点汇集了14根接地线。

电源部分接线

前级、倒相级、推动级接线
前级、倒相级、推动级接线.jpg

(四)调试方波频率响应

为什么调试音频设备时要测试方波频率响应?因为音频信号是由无穷多的基波与泛音谐波组合而成的,HIFI音频器材必须完整地重现这些组合波形才是完美的高保真器材。如果器材性能不良,就会丢失音源波形信息,特别是高频泛音信息,所以听感细节缺乏、韵味乏陈、味同嚼蜡,松香味、质感缺失、这是市场上大部分器材的情况。
   根据傅里叶定律,方波是由无穷多次正弦波组合而成的,用方波测试功放的频率响应,比正弦波测试更代表实际音频信号,更能反应功放器材的动态性能。目前采用正弦波的测试方法是不完善的,基本上只能反映其静态素质,所以造成许多器材指标好、听感不好的现象。由于方波响应未列入音频检测标准,所以许多贵价名机其听感也不咋的。
本机的实际听感很好,高频细节很多且柔顺,中频醇厚饱满,人声优美,低频力度很足且清晰,高低频两端延伸很宽,整体音场很开阔,声音很开扬,比原来300B失真小。但是听感是见仁见智的东西,用语言去形容怎么怎么好,大家不一定相信,而且语言也无法形容一种无形东西。20HZ~20KHZ方波响应波形最能说明音质和听感。波形不好和畸变严重的机子,听感一定好不到哪里去,反之,一定不会差。所以就不多说听感如何如何了,用方波频率响应照片来眼见为实地说明本机的音质和听感。
在三极管接法和音调电位器置于不提升也不衰减位置时,测试了这台KT88//EL34推挽机的方波频率响应。以下是中等功率时的方波频率响应图:

左声道20HZ
左声道20HZ.jpg

右声道20HZ
右声道20HZ.jpg

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 楼主| 发表于 2014-3-28 08:58 | 显示全部楼层
本帖最后由 linpei 于 2014-3-28 09:01 编辑

左声道200HZ

左声道200HZ.jpg

右声道200HZ

右声道200HZ.jpg

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 楼主| 发表于 2014-3-28 09:04 | 显示全部楼层
linpei 发表于 2014-3-28 08:58
左声道200HZ

左声道2000HZ

左声道2000HZ.jpg

右声道2000HZ

右声道2000HZ.jpg

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