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(μ)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(Ω)=0.0017(A)=1.7(mA)(2)12BH7A静态工作电流I=5.8(V)/1500(Ω)=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 Ω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(Ω)=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 获得足够的驱动且失真也较低。
300B栅极与输入级阴极之间的680k Ω(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100kΩ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lkΩ,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(4μF/600V油浸电容),以防整流管流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。
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“信号”接地点的焊片上去。
300B的栅极电阻(100kΩ)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(1μ/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情况用0.5~0.75mm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(680kΩ)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×静态电流)。
1.输入级5814A P:6.7(V)/3900(Ω)×[143(V)-6.7(V)]=0.23(W)2.驱动级12BH7A P=5.8(V)/1500(Ω)x[140(V)-5.8(V)]=0.5(W)3.输出级300B P=64(V)/1000(Ω)×[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10kHz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,0.1μF的容性负载几乎与纯电阻负载时响应完全相同。
0.5μF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lμF,波形振铃处略微变钝。
当负载容量增加至2μF 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,但两者的技术指标基本一致。
因此相对而言,其他国家生产的300B的音质和性能如何,一般可以用上述两种型号的300B作为基准而进行比较。
我国的发烧友对国产300B的音质和性能十分关注,也是制作时的首选品牌。
为此,下面给出国产300B 应用图1电路时的实测性能,以作比较。
当然,对国产300B也未加挑选,这样能够反映出一般的质量水平。
图11是国产300B的输入/输出特性。
显然,它比WE-300B有较高的功率灵敏度。
同样在输入信号为1V的条件下,国产300B输出功率比WE-300B高出1W。
图12为国产300B的频率响应。
它从30kHz开始起出现下降,而WE-300B则从50kHz起开始下降。
不过,两者-3dB点均约为100kHz。
图13为国产300B阻尼特性,曲线形状与WE-300B很相似,阻尼系数大致上整体下降0.4左右。
图14为国产300B的失真特性。
它与WE-300B也十分相似,但在较低输出功率国产300B失真稍微小一点,而在较大输出功率时则剐相反,即WE-300B失真稍微小一点。
从以上4项测试性能看,与WE-300B相比。
国产300B的内阻和极间电容略大一点,但两者还是十分相近。
图15是WE-300B与国产300B的波形对比。
图15(a)为6W输出时的正弦波波形,未见削波,可见尚有一定裕量。