300B-单端胆机制作.doc

1、300B 单端胆机制作 时间 :2007-10-08 来源 : 作者 : 点击： 3464 字体大小 :【 大 中 小 】 300B单端功放名闻遐迩，人见人爱，制作电路层出不穷，竞放异彩。本文介绍的电路比较简单传统，主要着眼于降低灯丝交流供电所产生的交流声来改善其声音 质量。 一电路介绍 300B是直热式功率管，灯丝加热有交流或直流供电两种方式。两种灯丝加热方式各有所长。一般认为，就音质而言，交流加热比较有利，缺点是交流声较直流加热时大一些。因此，如果 300B灯丝采用交流加热时，设法最大限度地降低其残留噪声，那么就可能取得较好的音质。为了降低 300B残留噪声，最为简便的方法是避免采用取自输

2、出变压器二次侧绕组加至前级的负反馈回路，或者说，尽量减小负反馈量，最好是取消负反馈回路。本电路对 300B灯丝采用交流加热，同时取消负反馈并注重电压放大级的设计，以求获得较好的音 质。 图 1为本机电路图。除个别地方不同常规之外，可以说是十分传统的电路结构。整个电路相当简洁，尽量省去不必要的元件和电路，减少了器件数量。整机所用电子管的一般应用值和特性见附表。 本功放采用两级电压放大，都采用 SRPP电路结构。 SRPP原是为高频放大而研制的电路，现在把它用于低频放大电路，理所当然可望获得更 为宽阔的频率响应。由于三极管放大的噪声要比五极管小，所以本机两级电压放大均采用三极管。输入级特意选用了双

3、三极管 5814A，该管相当于 12AU7的高性能管，目的在于最大限度地减小输入级的放大噪声。由于 5814A的放大因数 ( )低，采用 SRPP电路能够提高该级的增益和降低其输出阻抗。第 2级电压放大采用 12BH7A，该管适用于音频放大、振荡和脉冲放大，因而作为低频应用具有良好的性能保证。该级工作电流取得较大，目的是为 300B提供足够驱动力。根据图 1中 5814A、 12BH7A阴极电压和阴极电阻，可估算它们的静态工作 电流。 (1)5814A静态工作电流 I=6.7(v) 3900( )=0.0017(A)=1.7(mA) (2)12BH7A静态工作电流 I=5.8(V) 1500(

4、 )=0.0038(A)=3.8(mA) 上述两级电压放大的最大输出电压 (削波点前 )达到 90V，足以满足推动 300B的需要。此外，两级电压放大级的噪声小，失真低，为整机采用无负反馈放大奠定了基础。 功率输出级 300B采用初级阻抗为 3.5k 的输出变压器，从图 l中实测阴极电压可知其静态电流为 I=64(V) 1000( )=0 064(A)=64(mA) 由此可见， 300B的工作状态介于附表所示两种工作状态之间。根据阴极电压可以估算出 300B栅极推动电压为 U=64(V) 0 7=44-8(V) 45(V)。显然，该值比电压放大级最大输出电压小得多，这有利于 300B获得足够的

5、驱动且失真也较低。 300B栅极与输入级阴极之间的 680k (2W)电阻是电压放大级之间的负反馈电阻，可减小电压增益 200左右，也能降低一些电压放大级的失真。 为了监视输出级工作电流， 300B阴极经 100k电阻串有一只 1mA电流表。这样一来 ，使该电流表转换成 100V电压表，由于 300B阴极电阻为 lk，每伏读数相当于 lmA电流。 60V相当于 60mA静态电流。该表设有转换开关，以分别监测左、右声道 300B工作电流。 电源部分电路也很平常，但滤波元件数值对本机交流声有一定影响，故应予足够重视。首先注意到滤波输入电容的容量取得较小 (4 F 600V油浸电容 )，以防整流管流

6、过的浪涌电流过大而损坏。同时也预防开机瞬间出现过高的直流高压损坏相关元嚣件。为了减小高压纹波，采用电感和电阻构成的两级兀型滤波电路，而且滤波电容的容量相当大，制作时务必予以 充分注意为了进一步减少交流声，特别是由灯丝交流供电产生的交流声，在高压 B1与 300B灯丝中心点之间跨接一只 20uF 500V电解电容，从而达到一定的反相抵消作用。通过以上一些措施，使整机交流声大为减小，即使把耳朵贴近音箱也完全听不到残留的噪声。滤波电解电容上所并联的电阻 R1和 R2(每个用 270k 6W电阻 2只并联而成 )为泄漏电阻，开机可防止过高瞬时电压，关机后则起到泄放高压的作用。电压放大级灯丝绕组通过 0

7、.1 F 600V电容接地，主要是起交流接地的作用。 二器件和制作 有关电阻和电容的电气规格 要求已在图 l中标明，未标明的电阻均选用 3w的氧化膜电阻， 3w以上的均为珐琅电阻。电源变压器各绕组的要求也已在图 l中注明。输出变压器和滤波扼流圈均已注明型号，它们均为日本平田电机制作所的产品，国内不易购得，为此列出它们的主要规格。 (1)输出变压器：额定输出功率 40w，一次侧阻抗 3 5k，一次侧直流电阻约 66，一次侧电感最小 20H(最大 26H)，允许 Dc电流 1 7 0mA，频率响应 20Hz 100kHz -2dB(测试条件输入 4V， rp=Zp)。 (2)扼流圈：电感量 15H

8、，直流电阻 165，额定电流 150mA(允许电流 200mA)。仿制时可根据上述规格选用相近的产品或按上述要求委托加工定制。 图 2为底盘及其前、后部加工图，可采用 2 0mm厚的铝板制作比较方便。当然，具体加工前应采购齐所有器件，再根据使用器件的实际尺寸进行适当修改加工尺寸。为了有利 300B良好散热，特意为它加工了一块小的安装板，加工尺寸如图 3所示，板厚为 1 5mm铝板， 300B及其安装方式已在图中表示得很清楚。 图 4为底盘下面主要元器件的布置图。各管管座要注意安装方向，图 4中用小箭头来表示。对于 300B和 523，箭头所指方向是管子灯丝的方向，即为管脚 l和 4之间的方向。

9、对于 5 8l 4A和 12BH7A，小箭头所指方向为管脚 l和 9之间的方向。底盘上安装了两处接地点，一为“信号接地点”，安排在信号输入端子处；另一为“电源接地点”，安排在电源变压器处，都在图 4中有所图示。另外，在靠近 5814A和 12BH7A 4个电子管处，安排了一根长的接地母线 (可用 1 5mm裸铜线 )。应注意的是，上述两处接地点应与底盘保证可靠的电气接触， 一般应把该处地盘仔细清除污垢，然后用螺丝把接地焊片紧紧加以固定死。对于接地母线则应注意勿使之与底盘有电气接触。一般应在母线两端用与底盘绝缘的端子把母线“架空”起来。由于接地母线是“信号”地，所以接地母线需另用导线单独接到“信

10、号”接地点的焊片上去。 300B的栅极电阻 (100k )一端焊接在管座栅极焊片上，另一端焊接到固定在管座处的支架 lLlP上，然后用导线再接到接地母线上。 12BH7A与 300B之间的耦合电容 (1 400V)则直接跨接在两管相应的管脚上，由于该电容体积较大，要用金属片绕合后予以固定起来 (注意与底盘绝缘 )。 300B屏极至输出变压器之间距离较远，最好用 1 5mm以上塑料硬线加以连接比较美观牢固。电源部分各元件的接地端子，电源变压器高压 绕组中心抽头等，可用 1 2ram多股软线分别接到“电源接地点”。输出变压器二次侧，直流高压部分的接线均用 1 2mm多股软线连接。其他部分的接线可视

11、情况用 0 50 75mm多股软线连接。信号输入端子与音量电位器之间照例采用屏蔽线连接，屏蔽线的屏蔽层则应单独接到“信号接地点”端子上，并注意外露的屏蔽层勿与底盘相互接触。配线完成后，相同方向的引线可以捆扎起来，这样显得整齐美观。 三调整和测试 说到本机调整，实际上由于电路简洁、工作状态均由设计保证，因此只要安装无误，几乎无需调整。如果觉得增益较高，只要 稍调整两级电压放大级之间的负反馈电阻 (680k )即可。不过，安装完成并通电之后，照例要测试一下各管电压。从图中实测电压看，除左右声道的输入级略有不同外，其余各管的电压左右声道完全相同。接着，根据所测电压可以计算一下各管的实际功耗 (管压降

12、静态电流 )。 1. 输入级 5814A P： 6.7(V) 3900( ) 143(V)-6.7(V)=0.23(W) 2. 驱动级 12BH7A P=5.8(V) 1500( )x140(V)-5.8(V)=0.5(W) 3. 输出级 300B P=64(V) 1000( ) 395(v)-64(v)=21.1(W) 显然，以上各值远远小于表 1所示各管最高额定值 P1os工作十分安全可靠的。 图 5为两级电压放大级本身的输入输出特性。由图可以看出削波点约 90V。前已估算得知 300B的最大驱动电压约 45V。由图 5还可知道 1V输入时即可达到 50V左右的输出，充分说明本机电压放大级

13、具备足够的驱动能力。 图 6为本机输出级使用 WE-300B时的整机输入输出特性。制作时并未对该管进行过挑选，大致可以认为它反映了 WE-300B的平均性能。由图 6可知，输入 1V信号电压即可达到 6W无削波输出功率，而最大输出可达 8W以上。 图 7为整机频率响应曲线，输出 1W时曲线实际上与输出变压器本身特性几乎相同， 6W输出时仅高频端下降稍稍快一些。 图 8为本机阻尼系数特性曲线，在 100Hz-20kHz范围内的阻尼系数为 4，仅低频端和高频端略有下降。 图 9为失真特性，由于输出级未加负反馈，呈软失真特性， 100Hz 10kHz失真曲线几乎呈现同样倾向。其中 1kHz和 10k

14、Hz失真几乎相同， 100Hz失真只是在输出功率较小时 (2W)才略为有所偏离 lkHz和 10kHz曲线。这种特性也可以说是所有 300B类管子的共同倾向。 图 10是本机接上各种容性负载时的方波响应 (上面一条曲线 )，使用 10kHz方波进行测试。图中下面一条曲线为纯阻负载时的方波响应，以资比较。 由图 10(a)可知， 0 1 F的容性负载几乎与纯电阻负载时响应完全相同。 0 5 F负载时方波响应左角出现“振铃”，但过冲很轻微。负载容量增加到 l F，波形振铃处略微变钝。当负载容量增加至 2 F时，波形进一步变钝呈现“圆角”。从以上测试波形可以看出，本机接上各种 不同负载特性的音箱工作

15、时，不会出现异常振荡现象，工作稳定可靠。 四性能对照 . 本机的设计制作有两个主要意图。为了减小直热式功率管的交流声，现在的 300B灯丝采用直流加热的方式日趋普遍。本机的意图之一是通过合理设计电路来降低其交流声电平，还 300B灯丝交流加热时音质的本来面目。同时，鉴于各科 300B单端功放的主观音质评价众说纷纭，莫衷一是，本机的意图之二是在上述电路的基础上，选择几种不同的 300B进行一些主要性能测试，看一看它们本身之间有什么异同，为主观评价提供一些客观依据。 在进行性能对照前首先 要说明，前面给出的测试性能数据是采用 WE一 300B时的情况。虽说是采用“ wE”的型号，但已不是 20世纪 40年代美国 WE(西电 )生产的原装品牌，而是性能指标与原装品牌最为接近的复制品。英国生产的 STC一 4300A在音色上与 WE一 300B不完全一致，但