? 雖然電子管體積大,耗能高,需要高壓直流才能工作,也不便于集成,但是如果將電子管應(yīng)用于音頻放大,卻有一般晶體管不可比擬的優(yōu)勢,這是因為電子管放出來的聲音含有大量偶次諧波,偶次諧波雖然是一種失真,但會讓我們耳朵感到非常舒服。現(xiàn)在市場上也有用電子管作為主放大器件的有源音箱,但價格在1000元左右。基于電子管的良好音頻特性,筆者也為自己的電腦制作了一臺電子管放大器(俗稱膽機)和一對利用小型全頻喇叭制作的音箱,用它們組成的電腦音效系統(tǒng),效果不錯。
一、準備工作
我的電子管放大器的電路設(shè)計見圖1。
??? 這是一個典型的單端甲類電子管放大器的電路圖。圖中兩聲道共用了3只電子管,其中12AT7是雙三極管,在此用作電壓放大和推動作用,左右聲道各用一半,其引腳為小9腳,1腳和6腳分別是兩個三極管的陽極,2腳和7腳是柵極,3腳和8腳是陰極,4腳和5腳是燈絲,9腳是燈絲的中點,如果用12.6V點燃燈絲,則4、5腳接燈絲電源,9腳接地;如果用6.3V點燃燈絲,將4、5腳短接,再和9腳接燈絲電源即可。
??? 6V6GTA是一個束射四極功率管,其引腳為大8腳,1、6腳不用,2、7腳為燈絲,3腳為陽極,4腳為簾柵極,5腳是柵極,8腳是陰極。此管國內(nèi)的代號是6p6p,它在單端甲類工作方式下,可輸出4W的功率,驅(qū)動電腦音箱是綽綽有余了。
??? 電源部分3個7W和一個5W的電阻可選用優(yōu)質(zhì)線繞電阻或陶瓷電阻,使用功率更大的,可以提高工作穩(wěn)定性。其他的可選用1W的優(yōu)質(zhì)金屬膜電阻。音量電位器是100kΩ的雙聯(lián)指數(shù)式產(chǎn)品。
??? 圖中0.1μF的耦合電容可選用國產(chǎn)老式油浸電容,我用的是上世紀90年代的產(chǎn)品,編號為cj10,0.1μF/400V的產(chǎn)品,實際使用效果很好。如果有其他同規(guī)格的MKP(金屬化聚丙烯)介質(zhì)電容也可以用在這個地方。6V6GTA的陰極電容可選用耐壓在35V以上的產(chǎn)品,可用容量在220μF到470μF之間的電解電容代替,我用的是耐壓100V的英國IC 330μF軸向電解電容。
??? 此電路制作時要用到3個變壓器,1個電源變壓器,2個輸出變壓器,電源變壓器可以選用老式的電子管收音機上的變壓器,輸出變壓器可能不太好買,大家可以到各大音頻論壇看看。
??? 此外,還要準備一個機殼。自己制作機殼最好用厚2.0mm以上的鐵板制作,機殼的形狀隨個人喜好而定。
二、制作過程
??? 電子管放大器因為電路簡單,制作時無需PCB(印刷電路板),比較發(fā)燒的做法是采用搭棚焊接,即利用元件的引腳將要連接的點直接焊到一起。我在制作時為了走線方便,采用了兩塊質(zhì)量較好的3mm厚膠木板,并在板上鉆孔,然后鉚上有通孔的鍍銀鉚釘,膠木板的一面安放元件,元件的引腳通過鉚釘?shù)耐住A硪幻孀鳛楹附用妫瑢⒃傅侥z木板上,在焊接面的元件引腳上焊上連接線。
??? 圖2是我制作時的元件布線圖。3個470Ω/11W的陶瓷電阻是立式安裝的,便于散熱。放大部分的線全部從電路板的一邊出,以便安排整個電子管放大器的布局。
??? 電源部分,我用了4個1N5408整流二極管整流,兩個一組串聯(lián)在一起,用作全波整流,濾波用的是CRCRC的形式,濾波效果較好。注意濾波用的電阻功率要大,最好用10W以上的,有條件的話可以用扼流圈濾波,因為扼流圈的濾波效果比CRC要好些,這時電源變壓器次級高壓只需要230V即可,電阻可只用一個或者不用,看最后的B+電壓而定,電壓高的話,可用一個電阻將B+電壓降低點。
??? 圖3是放大板的布局,其中燈絲線(圖中橫穿三個電子管座的絞合線)是用兩根特富龍鍍銀線緊密絞合在一起,然后用絞合線將3個電子管的燈絲引腳并在一起,接到電源變壓器的燈絲繞組(6.3V)上。6V6GTA的陰極電阻為270Ω,由于我手頭沒有270Ω的大功率電阻,就用了一個680Ω/7W和一個470Ω/11W的無感陶瓷電阻并起來代替了。
??? 單端電子管放大器要驅(qū)動喇叭工作,一對輸出變壓器是必不可少的,由于用了6V6GTA的超線性接法,所以我買的變壓器也特地要求廠家制作時將超線性端引出引腳。圖2中的sp線就是接輸出變壓器的超線性接頭的,p是接輸出變壓器的接頭,E是接地的,B+則是接電源250V DC的。
??? 音量電位器可以安裝在前面板上,這樣調(diào)節(jié)音量時比較方便,但要注意,從音頻輸入RCA端子到音量電位器之間的連線最好用質(zhì)量好的屏蔽線,以免雜音干擾。音量電位器到放大板audio in接線也要用屏蔽線。
???? 整個機器和外界的連線有交流進線、連接電腦聲卡的音頻線、連接音箱的喇叭線。接喇叭的喇叭座和接音頻線的RCA座應(yīng)選用質(zhì)量較好的鍍金的產(chǎn)品,交流輸入的IEC端子(電腦機箱后面接220V市電的那個黑色端子)用250V/10A的即可。這些座子和端子都可安裝在整機的后面板上,RCA座和交流輸入座間的距離應(yīng)盡量大些。
??? 交流開關(guān)也可安裝在后面板上,雖然開機時略有不便,但避免了交流線在機內(nèi)走線太長而帶來干擾。我在制作時用了一個小輔助變壓器和一個繼電器,輔助電源變壓器220V輸入沒有開關(guān),直接經(jīng)過保險輸入220V交流電,輸出20V交流經(jīng)過整流濾波穩(wěn)壓后,驅(qū)動繼電器線圈和一個開機指示用的藍色發(fā)光二極管。最后我在驅(qū)動線路上加了一個小信號開關(guān),來控制整機的開關(guān)。
??? 圖4是我制作時用的結(jié)構(gòu)布局,實際制作時可以靈活改變布局。圖5是完成后的外觀圖。
三、注意事項
(1)制作時,應(yīng)先將整流濾波板和放大板的元件焊好,變壓器等要先用螺絲固定到機殼底上,變壓器和機殼之間應(yīng)加墊一層橡膠皮或別的物質(zhì),以減小變壓器的振動給音質(zhì)帶來的不良影響,然后將整流濾波板和放大板安裝到機殼里,整理好它們之間的走線,然后將線一根根焊好,多余的線剪去。所有的地線要接到機殼上,并且要一點接地,接地點一般選在IEC座附近就可以了。
(2)制作完成后,應(yīng)仔細檢查所有的連線是否正確,是否有漏接的地方,電解電容的極性是否接反,若焊接無誤,先將機內(nèi)的焊錫渣、剪掉的元件腳等清理干凈,然后加電開機調(diào)試。調(diào)試前一定要將喇叭接到機器上,不然加電是要燒掉機內(nèi)輸出變壓器的!另外,因為機內(nèi)有高壓,在發(fā)現(xiàn)有漏電的情況下不要加電,解決問題后再開機。
(3)開機時先不要插電子管,加電后用萬用表量一下燈絲的電壓(量的時候要注意安全),應(yīng)在6.3V左右,B+的電壓在420V左右,其他的地方如果沒有不良反應(yīng)(如發(fā)熱、冒煙等),就可以插上電子管試機了。
(4)斷開交流開關(guān)要等一分鐘左右,等濾波電容里的電放完后再插上電子管。插電子管時,用手指捏住12AT7管子的下方,將它插到管座上。對于6V6GTA,一定要拿住管子的底座再將它插到管座上,不要用手捏著玻璃殼插管。電子管都插到管座上并確認很牢固的時候就可以開機了。將音量電位器調(diào)到音量最小位置處,打開交流開關(guān)。
(5)如果電子管沒有屏極發(fā)紅,輸出變壓器沒有嗡嗡響,再用萬用表量量各點的電壓,燈絲電壓6.3V,B+應(yīng)該降到了250V左右, 6V6GTA的3腳電壓是230V左右,4腳電壓在240V左右,330μF電容兩端電壓是11V左右,此時6V6GTA的屏流在40mA,12AT7的1腳、6腳的電壓應(yīng)是80V左右,3腳、8腳是1V。
??? 總結(jié)此電子管輸出功率較小,但因為它工作在單端甲類的狀態(tài)下,對喇叭有很強的驅(qū)動能力,當配合靈敏度較高的全頻小喇叭使用時,在10平方米的房間內(nèi)可以獲得不錯的聲壓效果。
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