淺談基于EL156的25W單端甲類膽機(jī)電路的應(yīng)用方案
出處:rj17 發(fā)布于:2011-08-09 14:20:25
膽,就是指電子管,大家常說(shuō)的膽機(jī),指的是用電子管的放大器等。 電子管有的用于放大,有的用于潤(rùn)色。膽機(jī)有他獨(dú)特的"膽味",聲音溫暖耐聽(tīng),音樂(lè)感好,氛圍好。 膽機(jī)是音響業(yè)界古老而又經(jīng)久不衰的長(zhǎng)青樹(shù),其顯著的優(yōu)點(diǎn)是聲音甜美柔和、自然關(guān)切,尤其動(dòng)態(tài)范圍之大,線性之好,絕非其他器件所能輕易替代。
在膽機(jī)中,尤以單端甲類膽機(jī)音質(zhì)。石機(jī),指的是用晶體管(運(yùn)放)的放大器等,石機(jī)的聲音素質(zhì)很高,解析高,聲音層次好,速度快,但是聲音比較生硬,不如膽機(jī)有味道。在晶體管產(chǎn)生后,由于其體積小,耗電省很快便取代了電子管,技術(shù)的進(jìn)步,導(dǎo)致電子管從興旺走向衰敗,令人大有"無(wú)可奈何花落去"之感,但是由于近年來(lái)人們對(duì)電聲技術(shù)的提高發(fā)現(xiàn)電子管放大器能夠發(fā)出晶體管所不能比擬的音色,所以時(shí)至今日電子管在音頻領(lǐng)域又迅速走紅。由于電子管是電壓控制放大器件,其失真成分絕大多數(shù)均為偶次失真,這在音樂(lè)表現(xiàn)上剛好是倍頻程諧音,故而即使用儀器實(shí)測(cè)諧波失真較大(一般在2%以上),聽(tīng)起來(lái)非但沒(méi)有生硬刺耳的失真感,反而有一種黃玫瑰般溫柔厚實(shí)、甜膩動(dòng)人的韻味,特別適合于播放田園詩(shī)般舒緩優(yōu)雅的古典樂(lè)和中國(guó)民樂(lè)。尤其在表現(xiàn)如(高山流水)、"漁舟唱晚","胡笳十八拍" 、"平沙落雁"等古箏古琴的空靈、通透、飽滿、飄逸上,確有一種超凡脫俗、纖塵不染,甚至靚到不食人間煙火而返樸歸真的感覺(jué)。
西歐名膽EL156堪當(dāng)此任。對(duì)于ELl56膽許多人都不清楚。這也難怪,ELl56在1968年才開(kāi)發(fā)出來(lái),在膽家族中算是較為年輕的一代。20世紀(jì)60年代是膽發(fā)展的頂峰時(shí)代,此后便開(kāi)始走下坡路。到70年代,國(guó)外晶體管已全面進(jìn)入電子行業(yè),取代了電子管的地位。因此,雖然ELl56作為型的膽被開(kāi)發(fā)出來(lái),但還未來(lái)得及應(yīng)用便被晶體管廣泛使用的大潮淹沒(méi)了,以至于隱姓埋名、少為人知。
ELl56由膽界著名的德國(guó)德律風(fēng)根(T'elefunken)公司開(kāi)發(fā)投產(chǎn)。該公司出品的音頻用膽做工精細(xì)、造型典雅,音色平衡甜潤(rùn)、清純細(xì)膩,可謂膽中,與英國(guó)的大盾(Mullard)并列,堪稱西歐品牌。只可惜,德律風(fēng)根公司在晶體管普及的大潮中也將膽管生產(chǎn)線關(guān)閉。ELl56早已停產(chǎn)。
所幸,我國(guó)的曙光電子管廠根據(jù)原廠資料,又將ELl56重新開(kāi)發(fā)出來(lái),成為該管的制造商。據(jù)廠方講,ELl56每年大量出口日本,已成為日本膽迷的新愛(ài)。
ELl56系氧化物陰極膽,因此具有較高的陰極放射電流和較低的工作電壓。該管屏耗高達(dá)50W,比KT88強(qiáng)功率膽還高出10W.恐怕ELl56算得上旁熱式陰極膽中的。與845直熱式膽相比,ELl56的燈絲功耗低2/3,屏極工作電壓僅為其l/3,單端輸出功率則可達(dá)25W,性能之優(yōu)越讓人嘆服。真所謂"后來(lái)者居上".
一、電路工作原理
附圖是采用ELl56膽構(gòu)成的A23I156T膽機(jī)的電路。本機(jī)為雙聲道立體聲功放,圖中僅給出一個(gè)聲道的放大電路,另一聲道完全相同。
從圖中可以看出,本機(jī)采用兩級(jí)放大。前級(jí)用ECF80(國(guó)產(chǎn)型號(hào)為6F1),功放級(jí)用ELl56膽,為單端甲類放大程式。通常前級(jí)包括前置放大與推動(dòng)兩級(jí)放大,以滿足功放膽的推動(dòng)要求。然而,ELl56性能優(yōu)良,僅需20V左右的推動(dòng)就可滿功率輸出,所以將前置級(jí)與推動(dòng)合并為放大就可以了。在Hi-Fi功放中,應(yīng)盡量減少放大級(jí)數(shù),這樣才能減小信號(hào)在放大過(guò)程中的失真與變形。
前級(jí)放大膽ECF80為三極、五極復(fù)合膽,五極部分擔(dān)任信號(hào)放大,三極部分則作為五極放大中的負(fù)載。三極膽相當(dāng)于一個(gè)非線性負(fù)載電阻,與五極膽中的非線性具有一定的抵消作用,從而使輸出中的失真減?。üぷ髟碓从赯L94212716.1技術(shù))。另外,膽中由于存在空間電荷效應(yīng),可以減小噪聲。一般與電阻負(fù)載相比可獲得較高的信噪比,能提高前級(jí)輸出的信號(hào)的質(zhì)量。三極膽陰極接入可調(diào)電阻Wk調(diào)節(jié)Wk可改變?nèi)龢O膽內(nèi)阻,從而使前級(jí)放大器處于合適的工作范圍,確保前級(jí)輸出有大干20V的動(dòng)態(tài)范圍,以推動(dòng)功放膽ELl56滿額輸出。實(shí)際上,本前級(jí)輸出范圍可達(dá)±100V,足以推動(dòng)任何功放膽。
后級(jí)功率放大采用了超線性電路。超線性電路具有五極膽的高效率與三極膽的輸出特性,是膽管獨(dú)有的功放電路。由于三極膽輸出內(nèi)阻低,對(duì)揚(yáng)聲器有較強(qiáng)的控制力,可使揚(yáng)聲器阻尼良好,從而令發(fā)聲清晰、富于層次感。本機(jī)的超線性電路是通過(guò)電阻分壓實(shí)現(xiàn)的,簾柵極的負(fù)反饋電壓由:R5與R6的比值決定,無(wú)需從輸出牛上抽頭取得。這種"電阻分壓超線性電路"的好處是可通過(guò)改變R5、R6取得簾柵動(dòng)態(tài)負(fù)反饋電壓,使超線性電路的性能達(dá)到。由于輸出牛繞制難度低,因此本機(jī)的輸出牛達(dá)到了較高的性能,加負(fù)載頻響可達(dá)120kHz以上,為功放整機(jī)的高水準(zhǔn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
合并式放大器有如下特點(diǎn):1、當(dāng)信號(hào)源在一定輸入電平時(shí),放大器的輸出可達(dá)滿功率;2、該放大器有多組訊源輸入選擇;3、該放大器具有電平控制功能;4、左右聲道合為一體,還可設(shè)有高低音調(diào)控制裝置。早期由于信號(hào)源的輸出電平都比較低,一般在0.2V左右,因此合并式放大器的輸入電平均要在0.2V以下,而現(xiàn)代的信號(hào)源已發(fā)生很大的變化。如CD機(jī)已被廣泛使用,現(xiàn)代信號(hào)源的輸出電平均在0.5-1V之間,因此現(xiàn)代放大器的輸入靈敏度要求相應(yīng)也有變化。當(dāng)然不管怎么變化,只要滿足合并式放大器的前三條就是合并式放大器。前后級(jí)放大器是將1訊源選擇2電平控制3電壓放大這三部分獨(dú)為一體(有第3項(xiàng)者為有源前級(jí)無(wú)第3項(xiàng)者為無(wú)源前級(jí)),純后級(jí)是將電壓放大和功率放大獨(dú)為一體(或兩體)有左右各一路輸入,無(wú)電平控制和訊源選擇,這種做法可在結(jié)構(gòu)上、分布上、用料上更合理,因此在檔次上前后級(jí)分體式放大器比合并式要高一些,價(jià)格也可能要高不少。
功放電路采用自給偏壓方式。ELl56陰極串有穩(wěn)壓管DWl與電阻Rn.DWl產(chǎn)生20V左右的穩(wěn)定陰極電壓,使ELl56有一合適的柵負(fù)壓工作點(diǎn)。RD僅為47Ω,但不可省略,它有穩(wěn)定工作點(diǎn)與信號(hào)負(fù)反饋?zhàn)饔?,可比較有效地減小功放級(jí)失真。
通常,功放級(jí)陰極電壓是通過(guò)陰極電阻并聯(lián)電容方式實(shí)現(xiàn)的。這是傳統(tǒng)的做法,但電容需要充分大才能保證功放級(jí)的低頻下限。HiFi功放低頻下限低至10Hz以下,相應(yīng)并聯(lián)電容將達(dá)數(shù)百μF至數(shù)千μF.這實(shí)際上只能采用電解電容,而電解電容品質(zhì)較差,高、低頻性能都不良,對(duì)功放信號(hào)的質(zhì)量損害嚴(yán)重。
穩(wěn)壓二極管(DWl)是當(dāng)前廣泛應(yīng)用的穩(wěn)壓器件。低頻響應(yīng)到直流(0Hz),高頻響應(yīng)數(shù)百kHz,性能優(yōu)良,比起電解電容好多了。
不過(guò),DWl沒(méi)有直流穩(wěn)定作用,所以必須串接Rn以穩(wěn)定ELl56的直流工作點(diǎn)。
功放級(jí)的柵極接有Rb、Cb高頻提升電路,以彌補(bǔ)輸出牛對(duì)高頻分量的損耗。對(duì)高頻分量的提升,可使放大器整體響應(yīng)寬廣、平坦,達(dá)到Hi_Fi的高性能。這是從全局考慮問(wèn)題的方法,也是膽機(jī)克服輸出牛頻晌不足的有效辦法。運(yùn)用此法,膽機(jī)頻響足可與晶體管機(jī)匹敵,達(dá)到80kHz以上,而音色上也更勝一籌。
高品質(zhì)功放對(duì)電源電路必須充分重視。本機(jī)的電源電路采用了場(chǎng)效應(yīng)管電子濾波、電子穩(wěn)壓電路,比傳統(tǒng)的濾波電路更好,在性能方面是傳統(tǒng)電路無(wú)可比擬的。其供給功放電路的電源達(dá)到甚至超過(guò)對(duì)前級(jí)放大的要求,接近理想電源的水準(zhǔn)。采用場(chǎng)效應(yīng)管還有一個(gè)特色,那就是場(chǎng)效應(yīng)管工作時(shí)產(chǎn)生的偶次諧波對(duì)整機(jī)音質(zhì)似有美化作用,發(fā)聲顯得柔和、甜美。
燈絲電壓采用交流供電,以獲得更好的音質(zhì)。為克服可能產(chǎn)生的交流聲,在燈絲電路中接有平衡電位器Wl,調(diào)節(jié)wl可消除交流聲。
在電路圖中,個(gè)別元件沒(méi)有給出具體數(shù)值,這些元件選擇不同數(shù)值與品種對(duì)音質(zhì)、音色有明顯改變,但不影響電路的工作狀態(tài)。我們期待讀者動(dòng)手、動(dòng)腦選擇,調(diào)出音質(zhì),以便切磋交流。
二、元器件的選用與制作
傳統(tǒng)膽機(jī)基于當(dāng)時(shí)的元器件形式,制作工藝僅僅只是"搭棚焊接"方式。這種電路工藝是成熟的,適合當(dāng)時(shí)的元器件水平。而如今,電路工藝早已發(fā)展到印刷電路,元器件水平有了質(zhì)的提高,小體積、大容量元件相當(dāng)普及,為印刷電路廣泛應(yīng)用鋪平了道路。比起"搭棚焊接",印刷電路可以說(shuō)是更先進(jìn)的電路工藝形式,不僅效率高,對(duì)復(fù)雜精密的電子電路而言也更容易實(shí)現(xiàn)。由于采用電腦布線,印刷電路可以輕易實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)間短連線以及理想的一點(diǎn)接地形式。對(duì)講究布線的Hi-Fi放大器制作而言,采用印刷電路更為理想。
本機(jī)采用2mm雙面鍍金印刷電路,不僅完成了電路的理想布線,而且鍍金線路還確保了連線的高品質(zhì),使信號(hào)在電路中暢行。在結(jié)構(gòu)上,本機(jī)與傳統(tǒng)膽機(jī)有所不同。它采用"上翻蓋"形式,電源牛、輸出牛、印刷電路和接插件均安裝在底盒內(nèi)。整機(jī)重心下移,更為平穩(wěn),符合音響發(fā)燒的追求。制作時(shí),焊好印刷電路就完成了所有電路連接。將印刷板安裝在底盒內(nèi),并將少量連線與電源牛、輸出牛連接。調(diào)試完畢后所有制作便全部結(jié)束,無(wú)需像傳統(tǒng)膽機(jī)那樣翻過(guò)來(lái)、倒過(guò)去地進(jìn)行安裝、焊接、調(diào)試,非常辛苦。合上鋁合金成型的上蓋板,一臺(tái)美觀、漂亮的高質(zhì)量膽機(jī)就呈現(xiàn)在我們面前。本機(jī)的結(jié)構(gòu)形式非常適合愛(ài)好者DIY膽機(jī)。
電阻全部選用金屬膜電阻,以確保整機(jī)的靜噪背景。其中R5、R6為3W,其余為l/2 W.R3發(fā)熱較大,采用6W小型線繞電阻,便于在印刷電路板上直接焊接。
音量控制RW由于處于信號(hào)輸入端,因此采用了日本ALPS方形電位器,不僅使整機(jī)信噪比有保證,而且使雙聲道的音量控制保持高度同步,不會(huì)因音量改變而發(fā)生音場(chǎng)定位的漂移。ALPS電位器同步性,許多電位器根本無(wú)法與之相比。 半可調(diào)Wk、Ws采用高品質(zhì)有機(jī)實(shí)心電位器。Wl則選用精密微調(diào)電位器,以準(zhǔn)確平衡交流聲,從而令本機(jī)殘余交流噪聲的抑制可與晶體管機(jī)媲美。

整流管采用BY波封高頻管,有利于減小電源噪聲。
電容的選擇對(duì)音質(zhì)影響較大,比較考究。Cl、C2需采用CBB電容,C05、CF采用瓷介電容,C04采用進(jìn)口CBB電容。電源濾波電容則采用進(jìn)口(紅寶石)大容量電解電容
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