EL34胆机原理、制作及调试时间:2007-09-28 来源: 作者:陶启瑞 点击：3353 字体大小:【大 中 小】 本文着重介绍EL34胆机的电路设计、元器件装配、电路布局、工作点设置。一、电路设计 EL34胆机电路如图1所示。第一级电压放大采用SRPP单端推挽电路，第二级采用长尾式倒相兼推动电路，末级则采用超线性接法推挽输出电路。三级放大电路均为阴极自给栅偏压。 EL34胆机选作甲类工作状态和放大特性，电路的特性是由管内、外两个条件共同确定的。因此，要求各级电子管上的屏压与屏流，既要符合电子管的特性曲线，又要配合外围电路。(一)SRPP 电压放大电路 图1第一级使用的是6N11组成的SRPP电路。V1a和V1b上、下管的直流通路串联。V1a构成三级管共阴电压放大电路，栅偏压是自给形式，由R2 、R3阴级电阻通过阴级电流产生。不设阴级电容，栅偏压会随放大工作变动，故本级有电流负反馈。V1b构成阴极输出电路，且作为V1a的恒流负载。恒流值由R4的阴级电阻所偏置。输入信号由V1a的屏极提供，然后由V1b的阴极输出。由于阴极跟随器的电压放大倍数接近1。所以SLPP电压放大取决于V1a。要求R2+R3和R4选用相同阻值。 第一级灯丝绕组中心必须接地，目的是防止灯丝电压引起交流声。 SRPP电路上下两管，是串联供电。上管阴极带有一半电源电压。阴极与灯丝之间存在着约100V的电位差，该电压过高，将造成阴极与灯丝之间击穿短路。因此，选用SRPP做第一级放大电路时，必须注意电子管阴极与灯丝之间的耐压。 SRPP电路相当优秀，它频带宽、失真低，尤其是高频特性更为突出，作为前级电压放大，其声音特点是解析力高，声底清爽顺滑(二)倒相、推动级 第二级使用的6N8P组成的长尾倒相、推动电路。上下两只管子是阴极耦合。上管为共阴电路信号从栅极输入；下管栅极通过0.22uF电容接地，为共栅电路，信号从阴极输入。上管共阴电路，栅、屏极信号反相180度，而栅、阴极信号同相。下管共栅电路，阴、屏极信号同相。因此，上管屏极与下管屏极信号反相180度,当上下两管屏极电压调整相等时，上下两管上屏极输出的信号电压，是相位相反，输出幅度相等的放大信号。该级倒相、推动电路的输出电压幅度Upp从60V到130V，能满足末级功放管驱动电压要求。 本级上管为共阴电路，下管为共栅电路。共栅电路比共阴电路增益低。为了增大共栅电路的放大量，需要适当增大共栅电路的屏极负载电阻值。 该机一、二级采用直接耦合，二、三级采用阻容耦合方式。第二级阴极电阻R8，输出耦合电容0.22uF是长尾倒相电路的耦合元件。由于上管输出驱动下管输出时，有一定的时间常数和延时，听起来更好听。1M电阻是下管的栅漏电阻，1M电阻两端电压作为下管栅偏压而上管的栅偏压由阴极电阻27k，通过阴极电流产生。(三)超线性推挽功率放大级 末级用两只五极管EL34接成超线性推挽功率放大电路，在输出变压器的初级，找到一对最佳抽头SG1、SG2之后，将其与功率管EL34的帘栅极相连，通过SG1、SG2抽头，把EL34屏极输出电压的一部分，反馈至帘栅极，它既有五极管的输出功率，又有三极管的低失真，实现所谓的超线性。 本机自己设计的输出变压器初级电感量Lp50H，直流电流为120mA。实测结果，在80Hz15kHz频段频率响应非常平直，不均匀度2dB。20Hz20kHz不均匀度3dB。上下两管栅极上R10、R11 1K是防止高频寄生振荡的电阻；R12、R13 390k是栅漏电阻，R14、R15 5102W是EL34两管的阴极电阻，通过阴极电流在R14、R15两端产生的电压降，作为两管的栅偏压。 该机按甲类功放设计，EL34功放管的工作点选在动态特性曲线的中点，当正弦波信号输入时，信号电压在栅极变化的整个周期内，都有屏流，屏流导通角等于360度。因此，失真度最小，对信号的细节有极佳表现。(四)电源供给 电源由电源变压器屏极高压、栅负偏压、灯丝电压组成。该机电源变压器采用250W、C型铁芯。初级0-240V-220V两组；次级260V+30V两组，经1N4007电源整流二极管全波整流后，可提供B+直流高压380V，EL34灯丝电压6.3V、5A两组，6N11、6N8灯丝电压6.3V 3A一组。 对于晶体管整流、电子管功放电路混用来说，本机的高、低压电源开关是分别设置的。开机时，先开低压灯丝电源开关，对电子管灯丝先预热35分钟后再开启高压电源开关。关机时则先关高压开关，待音乐听不到才关低压开关这有助于电解电容放电、延时电子管的使用寿命。有人认为高、低压采用一个开关，同时开、关机本人不敢苟同。电源供给电路如图1所示。二、制作 电子管机制作，需要考虑结构设计、元器件装配、整体布局、安装步骤四个环节。简述如下：(一)结构设计 金属底盘是全机所有部件安装的支架，阻容元件尽可能直接焊接到管脚上有困难的可采用8mm宽的胶木条固定。整机采用了全对称性布局和最短路径设计：220V交流输入、保险丝、信号输入、音箱接线安装背面；高低压开关、音量电位器安装正面。为了减少电磁干扰，电源变压器、输出变压器设计有屏蔽罩。(二)元器件装配 电源变压器采用250VA 、双260V+双30V容量大、电源内阻小的电源变压器；输出变压器要求有大的初级电感量、小的漏感、分布电容小，低的相移，40W 推挽式输出变压器；电位器选用动态噪声小、对数式100K双联微调电位器，并联使用可提高可靠性；高压整流滤波、电源电压去耦用的大容量电解电容器，要求选用耐压高、漏电小的电解电容器；电路级间耦合用的小容量电容器，可选用介质损耗小、绝缘好的聚丙烯CBB型电容器；电阻器采用精度高、热噪声小的金属膜电阻器RJ型的，屏极负载电阻，阴极耦合电阻选用2W以上电阻；栅漏、防振、负偏压、负反馈电阻选用体积小，0.25W RJ电阻器。(三)整机布局1. 各级放大器的位置，最好按照电路原理图上的连接顺序，排成直线形式，这样可使各级之间引线最短，并且各级“地”电流，都在本级范围内流动，不会流到其他级电路中，产生自激振荡等。2. 电源线路与音频信号传输线路尽可能分开；低电平的输入放大电路，应尽量远离高电平的输出电路；容易发生故障的元件，应装在容易更换的位置。3. 大环路负反馈电阻、电容器应安装在输出变压器的输出一端。4. 灯丝的布线采用双股绞线，两根电线相互扭绞在一块，当通过方向相反的电流时，辐射出交变电场会相互抵消。5. 音量电位器至信号输入插口、音量电位器中心滑动点至第一级电路栅极之间引线，要采用屏蔽线，引线要尽量缩短。6. 怎样合理地布置地线，处理好地线分支问题，也是消除电路交流声、自激干扰的主要方法。本机采用三级汇接“一点接地”方式布置的地线母线。见图2所示：(1)将本级的屏极与阴极，栅极与阴极回路的所有接地元件可能就近焊接在一个接地点上。(2)按信号传输方向，把输入级，倒相推动级、末级功放的接地点，串联接地，这三级的信号地都与底盘相绝缘。(3)“一点接地”设置在末级功放接地点上，它包括信号地、屏蔽地、电源整流、滤波地、底盘地四种地，汇接到“一点接地”上 灯丝地需经试验设置在前置级接地点上。(四)安装步骤1. 将电源变压器、电源整流、滤波阻容元件固定在底盘上，按电源电压供给图将它们连接好，通电检查电源部分是否正常，各组高低压是否正确。 2. 布置接地母线、灯丝线、电源电压高低压开关走线，并依次安装输出变压器、五极功率管EL34、倒相推动双三极管6N8P电压放大双三极管6N11，各级阻容元件。要求从后级向前置级一级一级安装、一级一级打通。 3. 检查无误后最后将输入级短路，输出端接815W或16 16W假负载。通电测量各级直流电压，用示波器观察整机是否自激。如有自激，说明输出变压器初级P1、P2端引线接错，相位接反。可将P1、P2两端对调一下，改变环路相位，即可消除自激。 三、电路调试 所焊接的胆机通电后首先应该测量一下各电子管的工作点，是否工作在最佳状态。否则，就要调整电子管工作点。 调整工作点，要根据电子管手册上提供的数据，作为电子管机电路调试的依据。本机所选用的EL34、6N8P、6N11电子管特性如表1所示。 电子管机电路调试的内容除了将噪声降至可以接受的程度和更换输入、输出耦合电容的牌子或容量外，最重要的是调整各级电子管的屏压、屏流和负偏压，使电子管工作在合适的工作点上，使每只电子管的魅力达到满意的放音效果。 (一)第一级SRPP电路的调试 6N11双三极管做电压放大电路甲类工作时，工作电流应在6N11管子最大屏流的3060之间为宜，也即0.48mA-1.2mA为宜。上管屏压应在电源电压Ecc=B+的一半。对于SRPP电路而言，每个管子分一半电压，下管屏压应在电源电压的25。工作点的调试方法是： 1通过测量下管V1a的屏极电压看是否是上管V1b的屏极电压的二分之一。测量上管V1b的屏极电压，看是否是电源电压B+的二分之一只要调整上管V1b的屏极负载电阻R5阻值即可。当屏极电阻R5的阻值用的比较高时，失真小。但这时，整流输出必须有较高的电压才行。 2通过测量下管V1a阴极电阻(R2+R3)上的电压，可换算成屏极电流Ia。只要同时调整上下两管阴极电阻(R2+R3)和R4的阻值，即可调整6N11下管V1a的屏极电流。 为了获取最低的失真和较大的动态范围要求6N11的两只三极管性能对称，6N11两只三极管阴极电阻相等，也即R2+R3=R4。 第一级采用SRPP电路放音效果确实好听，但它存在两个缺点：一是第一、二级采用直耦，一、二级工作点要一块儿调整；二是当输入信号电压过高时，第二级倒相推动电路会有栅流，所以要求输入信号电压不能大。 (二)第二级倒相推动电路的调试 倒相推动级的调整至关重要，上下两只管子输出信号是否对称相等，关系到整机的最大输出功率与失真。因为电路状态的不同，一般情况下管屏极负载电阻R7，应比上管屏极负载电阻R9的阻值大10。两管阴极耦合电阻R8在1020k，两管屏极负载电阻R7、R9在20-50k，调整方法很简单： 1通过调整上下两管屏极负载电阻阻值，使上下两管屏极电压相等。本机上下两管屏极负载电阻分别取43k，47k时两管屏压均为190V，倒相推动级输出端的上下二个输出信号对称相等。 2通过调整两管阴极耦合电阻阻值，使每管屏极电流为4.3mA左右，可使两管输出电压达到平衡。或第一级输入端送1kHz 200mV正弦信号，音量电位器放最大音量时，调倒相级阴极耦合电阻阻值，用示波器观察6N8P上下两管屏压波形情况看波幅是否对称有无失真。本机阴极耦合电阻取R8=27k时，每只管子的屏流为3mA。 (三)末级超线性推挽电路的调试 推挽放大电路调整目的，是使EL34两只推挽功放管要平衡，两只功放管的栅偏压和屏流要相等。 如果两管栅偏压不相等，可以调整栅极电阻R12、R13的大小；如果屏流不一样，可以调整两管阴极电阻R14、R15阻值的大小。屏流的大小要适当屏流小对电子管的寿命有利。 调整时要注意，不要超过EL34功放管的最大屏耗Pamax=13.5W。甲类工作状态时功放管的屏压Ua屏流Ia等于它的静态屏耗超过后屏极会发红，时间一长就会烧坏功放管。 调整屏流时还应注意B+电压的变化，如果屏流较大时，B+电压降低很多，则说明电源部分的裕量不够或电源内阻较大。如果两管屏流相差较