1 300B无反馈单端功率放大器
电路简单 高性价比 岩村保雄
制作这款300B单端功率放大器,是为了确认染谷电子A86-35K48型输出变压器的性能。信号由双三极管6H6П作两级信号放大、阻容耦合至自偏压型单端功率放大级。整机线路为无反馈设计,以充分发挥变压器的性能。功率放大管选用市售品300B,既可以有效控制成本,又能享受到300B圆润而有力的音质。输出功率为7W×2。
实物配线图
信号放大级集中在子板上,功率放大级和电源分区配置,本图省略了输出变压器引线(参见第4页)
子板,端子排、小9脚管座和接地母线(2条立式端子排与Φ2mm镀锡线)之间焊接阻容件(参见第11页)
引言
笔者有幸参与《MJ无线和实验》2014年1月刊增刊附录《电子管放大器专用变压器指南》的策划。实验使用300B单端放大电路搭配多种输出变压器,试听后得知有些便宜的输出变压器也很出色,便想将实验结果反映在放大器制作笔记中。
于是,笔者决定选用价格低廉但评价很高的染谷电子A86-35K48型变压器制作一款高性价比的300B单端放大器。
相对于西电原产品,俄制和中国制300B比较便宜且货源充足,因此复刻300B放大器并不难。实际制作时使用中国制电子管(照片1)和俄制信号放大管6H6Π(照片2)。
图1所示为西电原产300B的参数。
300B放大器有以下4个制作要点。
(1)直流点灯
300B灯丝电压为直流5V。直流点灯不易残留较大的交流声,也有人认为交流点灯更好,但笔者还是选择了直流点灯。因为电源变压器PMC-150M没有5V绕组,若采用6.3V绕组进行交流点灯,就要用到发热量较大的降压电阻。
(2)提高屏极电源电压
将屏极电源电压提高至约400V。
(3)信号放大级单独安装
信号放大级置于小巧的子板上,改电路时拆换该子板即可。
照片1 笔者选用的功率放大管是应用较多且评价很高的中国制300B
照片2 中放大系数低内阻双三极管6H6П(6N6),欧洲制类似管为ECC99
图1 西电原产300B的参数(摘自西电1950年版数据手册)
机箱中央的角铝除了用于安装灯丝平衡器,还有阴极电阻散热和机箱加固的作用。四角的三角形铝板可防止机箱变形
(4)染谷电子A86-35K48型输出变压器
在增刊附录《电子管放大器专用变压器指南》提到的廉价产品中,该变压器给笔者留下的印象*深。当时它刚上市不久,尚缺少实例,笔者只好设计了无大环路负反馈电路,采用300B作功率放大管制作单端放大器来确认其性能。
电路
300B的工作点可参考表1中的典型应用,一般选择稍大的屏极电流,约70mA。本机使用的电源变压器高压绕组的*大电流为150mA,结合信号放大级的耗散功率,屏极电流70mA已接近变压器的极限。
电源变压器的320V绕组,经整流后可得到400V电压,减去自偏压,屏极-阴极电压约为330V。在这种情况下,屏极耗散功率为23.1W,降额系数为0.64。
信号放大电路,广为人知的西电91型放大器使用了五极管作放大与推动,但它不足以应对高频延伸和失真,只能通过大环路负反馈获得所需的特性。另外,300B的偏压很低,栅极驱动电压需达到140VP-P(50Vrms)。为了实现无大环路负反馈,本机信号放大电路由放大、推动两级构成。两级均采用中放大系数三极管作电压放大,两级之间直接耦合。
信号放大管是近代设计的6H6Π,其内阻比经典的中放大系数双三极管6SN7和小型中放大系数双三极管6FQ7/6CG7还低。
合理的电压分配十分重要,也是直接耦合电路正常工作的前置条件,本机通过调节信号放大级供电分压电阻(47kΩ/3W)实现。如果换用其他信号放大管,还需要调整其自偏压电阻。
为了提高推动级*高输出电压,供电电压要达到6H6Π*高屏极电压。因此在Π形滤波电路中要采用80H扼流圈代替电阻。这是内行人都知道的重点,对音色有很大影响。
为了确认功率放大电路能否得到所需的推动电压,笔者测量了信号放大级的电压增益(图2)。使用6H6Π时*高输出电压约为90Vrms,使用6FQ7时*高输出电压约为60Vrms,均大于50Vrms,能较好地推动300B。
图2 信号放大-推动级的输入输出特性(6FQ7/6Н6Π)
300B采用直流点灯,能有效降低残留交流声,若想进一步降低,就必须降低信号放大级产生的交流声。首先,将电子管座的9脚(屏蔽)接地。6H6Π和6CG7这类有屏蔽的必须接地。其次,施加灯丝偏压,方法是使用推动级阴极电压兼作灯丝偏压。原因是,信号放大级是直接耦合的,故推动级的阴极电压比较高,为61V,正好适合作灯丝偏压。
屏极高压电源,由电源变压器320V绕组获得,滤波电路采用100μF+100μF大型电解电容。
综上,电路原理图如图3所示。
图3 电路原理图(两个声道相同,省略一个声道)
选择元器件
本机采用与西电原产品极其相近的中国制300B。西电原产品和日本制TA-300B(高槻电器工业)太贵了,故而不在选择范围内。
试制时,先选用了6FQ7作信号放大,感觉声音动听但缺乏冲击力,改用俄制6H6Π后得到了满意的效果。6H6Π是现代设计的电子管,其额定值见表1。与6FQ7相比,6H6Π跨导gm较大;屏极内阻rp=1.8kΩ较低,约为6FQ7的1/4;其他特性也略有不同。替代时要注意,6H6Π的信号放大级阴极偏置电阻为1.5kΩ,6FQ7的为1.2kΩ。
300B使用4脚管座。本机使用了一种绝缘材料为聚四氟乙烯的管座,其结构特殊,插入十分轻松,即使倒置也不会松脱,可靠性极高。安装孔是Φ29mm的,不是常见的Φ30mm或Φ28mm,开孔时要注意。
6H6Π配用的小9脚管座,选用带上沿的。
输出变压器如上所述,是染谷电子A86-35K48。初级等效阻抗为3.5kΩ,次级等效阻抗为4Ω、8Ω,适配多种电子管。其设计原则是不强求高频延伸,但要确保通频带内平坦。-2dB通频带为45Hz~30kHz。实际特性如图4所示。
电源变压器是GENERAL TRANS售PMC-150M型,此变压器有350V-320V-290(DC 150mA)高压绕组与6.3-2.5/3A×2+6.3-5/3A灯丝绕组。从绕组的电压分配可以看出,该电源变压器是为2A3单端功率放大器配套的。
因300B灯丝电压为5V,
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