使用FU-29制作的胆机

2017-03-16 71 0

FU-29 是一只双束射四极功率电子管,有着较高的耐压(极限值达 750 V),而且有着较大的屏极功耗和屏极电流、良好的线性、低的饱和压降和高的跨导。

制作 FU-29 的难点主要在于工作电压较高和制作阻抗比较特殊的输出变压器。600 V 对于已经做过 211、845、805 等胆的业余高手来说不算什么,但对经验不足的初级发烧友这是一个挑战。阻抗 13.75 kΩ 的输出变压器在市面上几乎找不到成品,解决的途径一是找一家能提供定制服务的商家代劳、二就是有动手能力的自己绕制,但由于其高工作电压,绝缘问题值得注意。本机的输出变压器参数如图 3 所示、结构如图 4 所示,优质的输出变压器是制作电子管功率放大器成功的基本保证。

这是一款相当"古典"的电路形式,整体突出了平衡的特点:变压器 B1 输入兼倒相,锐截止五极管 6J4P 作电压放大,束射管 FU-29 担当功率放大,变压器 B2 作输出阻抗转换。

在各种形式的倒相中,变压器倒相性能优良且电路简单、波形失真小、对称性好。早年的电子管放大器使用较多,现今受频响、音染、价格等因素制约这种倒相形式应用很少了,但仍然是比较喜欢的电路形式之一。事实上在音频范围内设计出一个理想带宽的变压器是完全不成问题的,而且不同的输入变压器有着不同的声音表现、这恰恰为校音多提供了一种方法。使用的是二手拆机的输入变压器、阻抗比为 1:1+1,有动手能力的读者也可以自行绕制。

电压放大管 6J4P 是一只常用在中频电压放大的锐截止五极管、很少用在音频领域,但由于其高跨导和较大的屏流屏耗、而且价格低廉,用在这里表现也相当不错。R1 和 R2 是 6J4P 的栅极电阻、也是输入变压器的负载电阻,同时决定输入阻抗大小;R3 和 R4 是 6J4P 的阴极电阻,利用阴极电流在 R3 和 R4 上的压降为栅极提供负偏压,由于该阴极电阻上没有并联电容,因此 R3 和 R4 这两只电阻在本级还起到电流负反馈的作用。由于本级加有很强的电流负反馈而且屏极电阻 R7、R8 的阻值也不大,所以虽然五极管放大倍数很大,但本机的增益却不算太高、约 38 dB。对于象 FU-29 这样的功率管所需的推动电压不高,所以这一级的增益不但足够而且还有余量。

C1、C2 是电压放大级和功率放大级间的耦合电容,该电容对音色有着较大的影响,有条件的话应尽量使用国内外优质的油浸电容。由于 FU-29 是一只高频功率管,在音频段使用尤其要注意其稳定性,在这里栅极设置了 R16、R17、屏极设置了 R19、R20 等消振电阻。负压通过 W1、R12、R13 加到 FU-29 的两个栅极,确保 FU-29 处在正常的工作点上。R10、R11 是两只负反馈电阻,与 R3、R4 共同组成环路负反馈,能起到稳定电路和减少失真的作用。C3 和 C4 在这里起到高压隔离的作用,避免屏极高压对电压放大级工作点的影响。

6P1、R21、C8 以及两只离子稳压管 WY2P 组成简单的串联稳压电路供 FU-29 的帘栅使用。在一般情况下功率五极管和束射功率管在帘栅稳压的工作状态下音质表现都比较爽朗,由于 FU-29 的帘栅电压和屏极工作电压相距较远,因此一般采用帘栅稳压的方式。本功率放大级的电压放大倍数约 60 倍、合 35.5 dB,两级总增益约为 73.5 dB,加上环路负反馈之后增益为 47.5 dB,共有 26 dB 的负反馈量。

电源部分:屏极 600 V 高压直接从 220 V 交流市电中经 D1、D2 倍压整流及 C12、C13 及 C14、C15、C16 滤波后获得,其中 D2 和 C13 组成的半波整流滤波后得到的 300 V 电压供电压放大级和 FU-29 的帘栅极使用。R22、R23 是电源的泄放电阻,给滤波电容提供能量释放的途径,关机后这两只电阻会把电容中残存的电能释放掉。这样的供电方法省去了一只高压大功率变压器,不仅成本降低还得到很低的电源内阻。但少了电源变压器的隔离,安全又成了问题,在这里输入变压器 B1 和输出变压器 B2 就完成隔离的作用、使得机壳不带交流市电。机壳的接地和内部线路的"地"是分开的、千万不能连在一起。

3 组灯丝用的 6.3 V 和一组栅负压用的 36 V 另设一电源变压器 B3 提供,由于所需功率不大用一只 60 W 小功率变压器就可以了。接在电压放大级 6J4P 灯丝的 100 Ω 电位器 W3,作用是把灯丝的交流干扰调整到最小。交流 36 V 经硅桥整流、C9、R21、C10 滤波,稳压管 D3 稳压后,经 W2 调整给 FU-29 栅极提供固定的负压。

FU-29 的耐压很高、可达 150 V,为提高效率、增加输出功率,就得让电子管工作在高屏压、低屏流的高效状态。这里 FU-29 的屏压取值 Ua=600 V,最大屏流 IaMAX=60 mA。从 FU-29 的 Ua-Ia 曲线得到在 Ug=0 V、Ia=160 mA 时屏极和阴极间的压降约为 40 V,这样可以计算出本机的输出功率为 P=(600-40)×0.16/2=44.8 W,按输出变压器 90% 的效率折算也足有 40 W 的实际输出功率。对于电子管功率放大器来说这已处于黄金功率段了,实际推动力不输于 100 W 的晶体管放大器。

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