EL34單端擴(kuò)音機(jī),el34 vacuum tube power amplifier

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EL34單端擴(kuò)音機(jī)
EL34單端擴(kuò)音機(jī) 作者：安玉景 EL34電子管在音響發(fā)燒友中的知名度很高，在《高保真音響》2000年4月刊登的“最常見100種電子管排名”中，EL34高居榜首。國(guó)內(nèi)外著名的電子管機(jī)生產(chǎn)廠家，有不少用EL34制作的電子管機(jī)名品。但是從功率輸出級(jí)的電路形式來看，幾乎都毫無(wú)例外的是推挽放大，原因是EL34的最大屏耗僅為25瓦，當(dāng)采用單管單端放大時(shí)，如果按五極管或者超線性接法，最大不失真輸出功率不超過12瓦，若是接成三極管，則只有6瓦左右。而采用推挽放大電路，就可以輕易的將輸出功率做到三四十瓦，可見，在輸出功率方面，推挽比單端大得多，但就音質(zhì)和音色而言，單端機(jī)優(yōu)于推挽機(jī)。筆者制作過的單端電子管機(jī)不少，有300B、2A3、EL34、FU15、FU50、FD422、FU7、6P3P、6N18P、6C33C等，也有好多發(fā)燒好友光臨寒舍進(jìn)行對(duì)比試聽過，若要從音質(zhì)價(jià)格比衡量，那么EL34無(wú)疑是最超值的，因?yàn)镋L34的價(jià)格較低，差不多是300B的1/10，況且，此管不僅國(guó)內(nèi)就有曙光、桂光、北京幾種牌子，國(guó)外俄羅斯、捷克等國(guó)也在生產(chǎn)，選擇余地很大。本文介紹的這臺(tái)EL34單端功放，采用三極管接法，最大不失真輸出功率有6瓦，介于2A3和300B的輸出功率之間，用來推動(dòng)雨后初晴LS 3/5A和用黑花崗巖制作的MOREL MW166＋MDT32自摩箱，音色通透柔和，而且電路簡(jiǎn)單易制。 一、電路原理和特點(diǎn)整個(gè)電路使用兩級(jí)放大，特點(diǎn)是不用負(fù)反饋。推動(dòng)級(jí)采用半只12AX7，輸出級(jí)采用一只EL34。將EL34接成三極管以后，內(nèi)阻有700K歐之多，大約與300B與2A3相當(dāng)，最佳負(fù)載范圍在2-4千歐，負(fù)載阻抗大點(diǎn)則失真小，但輸出也小，負(fù)載阻抗小則相反。本電路選用3.3千歐，使輸出與失真兩者兼顧，若從其輸出特性曲線來看，EL34在三極管接法時(shí)雖然比五極管接法內(nèi)阻小得多，線性也好得多，但線性仍然比不上直熱管2A3和300B。如果不使用局部或者大環(huán)負(fù)反饋，其失真還是比較大的，但這種失真主要是偶次諧波失真，如果在不用負(fù)反饋的條件下減小這種失真呢？辦法還是有的，這可以通過合理的選擇推動(dòng)管以及它的靜態(tài)工作點(diǎn)、負(fù)載電阻來解決。本機(jī)采用高放大系數(shù)的著名電子管12AX7來作EL34的推動(dòng)管，推動(dòng)級(jí)和輸出級(jí)的電路形式均為共陰極放大，這種放大電路的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)相位相反，這樣當(dāng)推動(dòng)管的電流增加時(shí)，輸出管的電流減小；推動(dòng)管的電流減小時(shí)，輸出管的電流增加，因?yàn)槿龢O管在小電流時(shí)的輸出特性曲線是彎曲的，不是直線，所以會(huì)產(chǎn)生非線性失真，但是，這兩個(gè)管子所產(chǎn)生的失真方向是相反的，所以可以互相抵消一部分。假如推動(dòng)級(jí)一點(diǎn)失真沒有，則輸出級(jí)產(chǎn)生的失真全部出現(xiàn)在負(fù)載揚(yáng)聲器上。但是如果適當(dāng)選擇推動(dòng)管的工作點(diǎn)和交流負(fù)載電阻，故意使這一級(jí)產(chǎn)生的失真程度與輸出級(jí)大致相當(dāng)，就可以利用他的抵消作用使負(fù)載揚(yáng)聲器上的失真大大減小。本機(jī)中推動(dòng)級(jí)12AX7的靜態(tài)電流設(shè)計(jì)為0.7mA左右，使之位于輸出特性曲線的彎曲部分，這一級(jí)的交流負(fù)載電阻是其屏極電阻（150千歐）和下一級(jí)柵極電阻（82千歐）的并聯(lián)值，約為53千歐，在這種情況下，用示波器觀察輸出波形可以看到，當(dāng)因?yàn)檩斎胄盘?hào)過大而產(chǎn)生過載失真時(shí)，正弦波的頂部是圓滑的變鈍，這就意味著本功放在過載時(shí)非線性失真的增加速度是比較緩慢的，使本功放雖然輸出功率不大，但是聽感甚佳。本機(jī)輸出電路和推動(dòng)級(jí)一樣使用自給偏壓，這種電路比較簡(jiǎn)單，并且對(duì)輸出管有一定的保護(hù)作用，EL34的靜態(tài)工作點(diǎn)如下：屏陰極電壓：Ua=360V 屏極電流Ia=63mA 柵極負(fù)柵壓Ug=－27V 靜態(tài)屏耗Pa＝360×0.063＝22.6W，小于其最大屏耗25W，較安全電源電路采用電子管5Z4P作全波整流，濾波電路采用CLC式π型濾波，這種濾波方式的殘留紋波形式近似于正弦波，不影響聽感。整流管采用旁熱式的5Z4PA，而不采用直熱式的5Z3P或5Z2P，因?yàn)橹睙峁艿臒艚z熱的特別快，不等EL34的燈絲熱起來，直流高壓就加到屏極和陰極之間了，這樣長(zhǎng)久下去會(huì)影響功率管的使用壽命。即使是采用了5Z4P的情況下，其陰極還是比EL34熱的快，但畢竟時(shí)間差大大縮短了。請(qǐng)不要小看這一點(diǎn)，有許多采用晶體管整流的電子管機(jī)器，使用不到一年，電子管就嚴(yán)重老化，陰極發(fā)射能力大大降低，而一些使用電子管整流的收音機(jī)，用上十幾年仍不減當(dāng)年。二、元器件選擇與制作前級(jí)放大管可以使用12AX7、6N4等雙三極管，也可以每聲道使用一只6G2或6AT6，只是早年在電子管收音機(jī)中使用的二極三極復(fù)合管，其中三極管部分的特性與半只12AX7相同。輸出管也叫6CA7，前蘇聯(lián)的老型號(hào)叫6N27C。現(xiàn)在有很多牌子的可以選擇，它們的基本結(jié)構(gòu)相同，音色略有差別。筆者使用的是我國(guó)曙光，整流管采用國(guó)產(chǎn)5Z4PA，最大整流電流為140mA。輸出變壓器的素質(zhì)決定了整機(jī)性能的優(yōu)劣，所以是成功的關(guān)鍵所在。由于本機(jī)沒有使用負(fù)反饋，故輸出變壓器的頻響幾乎就決定了本機(jī)的頻響，那么，怎么簡(jiǎn)單的判斷一個(gè)變壓器的頻響究竟如何呢？我們知道，決定變壓器頻響的主要因數(shù)是他的初級(jí)電感和漏感，對(duì)于一個(gè)好的輸出變壓器，二者之間的比值應(yīng)該在1000以上，筆者用DL6423數(shù)字電容電感表測(cè)量過歐博的300B輸出變壓器，它的初級(jí)電感約為11H，漏感僅10.6mH。具體測(cè)量方法如下：先用20H檔測(cè)初級(jí)線圈的電感，記下它的數(shù)值，然后用一根短的導(dǎo)線講次級(jí)短路，然后在測(cè)量初級(jí)電感，這個(gè)數(shù)值就是漏感，兩者之比越大越好，一般大約600的時(shí)候就基本滿足要求了。除此之外，還要注意變壓器鐵芯的氣隙和初級(jí)線圈的直流電阻，氣隙太小時(shí)雖然電感量會(huì)大一點(diǎn)，但容易產(chǎn)生磁飽和，初級(jí)次級(jí)線圈直流電阻太大，則效率降低。如果經(jīng)濟(jì)條件允許，可以買正規(guī)電子管廠家的產(chǎn)品，筆者這臺(tái)機(jī)器的輸出變壓器是自制的，采用從舊儀器上拆下來的變壓器鐵芯，舌寬為25.4mm，疊厚40mm，初級(jí)線圈用直徑0.23mm漆包線2400匝，次級(jí)用0.8mm漆包線126匝（負(fù)載8歐）鐵芯單方向插，留0.15mm的空氣隙。繞制時(shí)，將初級(jí)分為5段，次級(jí)分為4段，間隔放置。測(cè)量結(jié)果如下：初級(jí)電感8.84H，初級(jí)線圈直流電阻180歐，漏感14mH。最后一定要烘干才能用。濾波用扼流圈也是自制，采用國(guó)產(chǎn)KEI20鐵芯，疊厚36mm，用直徑0.31mm漆包線平繞4000匝，鐵芯單向插，留0.38mm氣隙，測(cè)量電感量為15H，直流電阻約為130歐，也要烘干浸漆，否則也會(huì)產(chǎn)生交流聲。電源變壓器制作數(shù)據(jù)如下：鐵芯舌寬35mm，疊厚45mm。220V初級(jí)線圈用直徑0.44mm漆包線繞880匝，次級(jí)每個(gè)330V繞組用0.21mm漆包線繞1320匝，6.3v繞組匝數(shù)為27匝，3A繞組用直徑1.2mm的漆包線，0.15A繞組用。0.21mm漆包線。5V/2A繞組用1.0mm漆包線繞21匝。鐵芯對(duì)插，烘干浸漆。三、調(diào)試于測(cè)試調(diào)整應(yīng)該從高壓部分開始，首先檢查電源直流高壓是否為400V，注意不要超過此值，否則EL34屏極功耗會(huì)加大，超過其極限值參數(shù)25瓦，屏極會(huì)發(fā)紅，嚴(yán)重影響使用壽命，還要注意不要隨意加大整流管的陰極濾波電容容量，當(dāng)它的容量過大也會(huì)減低整流管的壽命，電路使用自給偏壓，基本不用調(diào)試，數(shù)值只要和電路圖中相差不大就可以。實(shí)測(cè)指標(biāo)：最大不失真輸出功率：6.3W（8歐，1kHz）頻率響應(yīng)：28Hz－17kHz（－1db，1W）電壓放大倍數(shù)：14（電壓增益23db）靈敏度：0.5V 殘留噪聲：不大于1mV 膽藝軒注：電源電路省略，CLC濾波電路，電容為47uF和100uF R4電阻為兩聲道共用