制作与杂谈发烧札记

发烧札记

《音响技术》1997.3 刘高斌

大概是受媒体的蛊惑，我不知什么时候迷上了胆机。但要购一台真正的胆机决非易事。看着厨窗内陈列的“欧博”M400那华贵却有点空荡的箱体，身处边远山区的我，要一掷七、八千以证明它的性价比，决非是勇气和决心的问题。有一位烧友合玄氏曾撰文呼吁厂家用6V6这样的拇指管制造售价千元以内的胆机，而且长沙广源商场也见过这类机型问世，然而烧友的追求总是尽善尽美的，我总是在想，除购置商品机外，还有没有其他路子呢？

自觅活路

   一天闲着在家中摆弄那些土玩意，妻子不愿听交响乐，要我设法弄台“不吵人”的机子自己用。家中有一台上海牌161-1交流六管收音机，打整干净后通电，无声。检查一看那些旧元件大多损坏，但6N2、6Pl、6Z4和输出变压器均好，查得数据如下：

U_a/V I_a/mA U_g/V U_g2/V U_f/V I_f/mA S/mA*V^-1 R_a/Kohm mu

6N2 250 2.3 -1.5 - 6.3 340 2.1 8 97.5

6P1 250 44 -12.5 250 6.3 500 4.9 50 ?
   6P1是只束射四极管，作甲类功率放大，Pam=11W，取250V的屏压，帘栅压250V，栅偏压-12.5V，则电源供电为Ea=250V，一般四、五极管负载最佳工作点的取值为其内阻的五到十分之一，则Ra=10-5Kohm，即此时的功率与失真可以兼顾，其最大不失真功率约4.5W，考虑到输出变压器的效率，输出2至3W是不成问题的。阴极自给偏压电阻取值为：
??? Rk=-Ug/Ia=12.5/0.044=284ohm
旁路电容为1/(2f1Rk)的3-10倍，则
   Ck=84*280uF 其中f1取20Hz
实际应用中Ck取220uF，Rk取300ohm。
   6N2是只低跨导管，内阻也较高，但其放大因子mu较大，为97.5。三极管的最佳负载取值约为其内阻的2.3倍，兼顾失真率的情况下，其增益约36-37dB，则负载取150kohm，整机电路如图1，采用两管放大（输入输出的相位相同），反馈量约为6dB。

图1 照电路焊完，检查无误。通电20分钟待其完全进入工作状态，先送上一曲鲁宾斯坦演奏肖邦b小调钢琴奏鸣曲Op.9，钢琴的声音通透，颗粒性强，但低音处有些沉闷且散，小提琴用俞丽拿演奏的《梁祝》试，表现也可以，证明该机播放小品较为适合，交与夫人，一举“豪混过关”。
??? 由于电路简单，只要输出变压器较好，我想并不比6V6做的商业机差（长沙售1400元），管子其实可以在一些旧的收音机上获得，也可以在一些淘汰的邮电器材上取得，6Nl、6N2、6P1是这些机子中常用的管子，这不能说不算一条“活路”。

治软”偏方”

   胆机爆棚力差，这已是大家公认的，怎样的使胆机劲力一点，很多人都在做这方面的工作，本人也有些“己见”和“偏方”。
   我们知道，电子管放大是通过控制栅极上的电压变化从而改变屏极上电流大小而实现的。在外加电场不断变化的作用下，大量电子的频繁碰撞增加了运动的复杂性，某一信号在某一时刻作用下脱离阴极的电子，当到达屏极时速度和其浓度已非原样，而且栅极信号电压作用下，电子到达屏极时一致性变差，最终表现为换能速度慢，听觉上表现为一种“软”态，特别是大动态时爆棚力差。要彻底的治这个“软”病，客观上讲是不可能的，但通过电路和电子管的选择相结合，可以提高胆机的爆棚力。
   由于信号Usr增大会使得Ua-(Ug-Usr)在其周期内变化较大，在输入级使信号Usr的摆幅降低是有益的，但低摆幅下，要使电子运动速度增大，就必须选用栅极控制能力相对较强（即跨导高），内阻小的管子，以利于电子顺利的渡越，电子渡越的时间短，其碰撞次数降低，到达a极时，电子的速度受影响就小，换能速度增大，信号换能后的损失小，爆棚能力得以增加。这就我们常说的输入灵敏度高的特点，这类管子有6N11J、6N6等，其跨导高、内阻低，正好能胜此任。电路上配合以“前置差动倒相+电压放大级”模式，爆棚力会得到提高（详细内容可参阅《电子报》95年合订本（下）P213页“2x50W甲乙类6P3P功率放大器制作”一文）。实验证明，换能不但依靠到达a极时电子的速度，而且还依靠电子浓度n。
   在晶体管中，爆棚能力的大小要依赖电源功率储备的大小，换句话说，电源充足，在爆棚时有足够的能源供应。而电子管是靠高电压下屏极吸收电子换能，电子到达到屏极时的浓度受屏压的作用，提高工作电压，能使电子浓度n增大。但是，工作电压是受电子管承受电压的极限决定的。n的大小还决定于阴极发射电子的能力，只要发射充足的电子数目，就可以保证换能能力增大，爆棚能力也就增加，瞬态特性就可以提高。可以设想，找到一发射电子能力很强，而且寿命高，承受电压能力高的材料来做电子管阴极的话，相信是可以改观的。如今一些改进后的管子比以前造的就要“劲”些。
    另一方面，增大阴极的发射面积和屏极的接收面积也可以获得更多的电子数，这一点可以用束射四极管来证明，其束射板的作用就是为了使屏极同一时刻获得更多的电子。相同功率之下我们可以感到束射管的爆棚力是稍强些的！在一些颇具爆棚力的胆机中我们都可以找到6N11J和束射管的影子。从输入，推动到功率放大都用类似束射管结构的管子，会有“劲”吗？这一点可以试验。

软硬兼施

玩了胆机和混血炮，家中原买的那台“先驱”前后级也只是在AV时用一下，但一直对那声音听起特别刮耳朵的前级耿耿于怀，于是决定打造一电子管前级，电路如图2。

图2 管子输入级用6N11J，取其输人灵敏度高的特点，以适应石机的动态需要，后跟一跟随器，用6N1J使其在前一级传来的大摆幅信号不致被削波，输入是SRPP电路，如图3(a)。可以把G2看作是G1的有源负载，其栅极工作在相对于阴极为负的情况下，偏置电路简单，但也可把G1看作是类似图3(b)中的Rk2，由于阴极输出器中G2的栅压太
负，工作点低，在有信号输入时，跟随的范围不够大，就是用6N1J这种曲线不是太陡的管子也不能解决，故要用改变Rk1的数值来把范围调整得比较大，因此电路中把图3(a)改进为图3(c)，以期使跟随范围增大，又进一步提高G1的交流输出阻抗，降低失真。

图3 由于负载大小跟输出功率、失真、噪声等有很大的关系，虽然计算出这一负载为25kohm，但实际上不一定能得到最佳效果，需用可调电阻在25kohm左右进行微调（仪器监示和耳机结合）。电路中还设有一直通开关，在实际的听音中，供对比。做好后，经一段时间的反复比较，调节R1到最佳位置，并花一段时间让机堡透。此后，接上“先驱”后级M9300，全无“先驱”前级那毛刺刺的声音，高音明亮、清晰，中音丰富有韵味，低音结实，但高音有时有不明显的小尾巴（在小提琴合奏及排箫演奏时有
此现象）。把胆前级直接接在后级的功率放大级上后，此声消失。
当然，纯胆机那种温柔有余的声音也因“杂交”而减小，制作中除耦合电容外，其余阻容件均是七八十年代的仪器拆机品。曾听一香港大烧友在焊300B时言，焊胆用料不要太靓，否则不会出好声，不知是否只对300B而言，否则这就是普通烧友的一个“福音”。用Decca的“卡门序曲”精彩片断试机结果要比用纯胆机时更为豪放。突发奇想，如用一高级胆前级接Audiolab 8000P，会是什么境地呢？

百闻不如一见

都听别人在说这胆好那胆强，总不能各种胆做的机子都买一台吧。看过许多胆机的甲类单端功放电路，都觉得似曾相识，这些设计分别发表在《实用电子文摘》、《电子报》合订本、《无线电与电视》和《高保真音响》上，其中包括日本烧家那须好男制作的以及另一款在日本第6届放大器制作竞赛唯一获奖的单端功放。

图4    按照这些电路，拟设计一台甲类单端的“通用”功放实验电路如图4。说“通用”主要指
   (1)可对比各型号管子的音色音质；
   (2)可对比类同电路的优良；
   (3)固定管子时优化音色、音质。
选择单端而不要推挽主要考虑
   ①业余条件下减少管子，电路简洁对于降低信号污染有好处；
   ②倒相电压对音质有影响，调得不好会增大相位失真和幅度失真；
   ③保留反馈电路，可以达到既使指标增高而方波响应也较好的兼顾状态。
因要适应电路类同，且元件取值不同的各种设计故而采取以下措施：
   (1)制作时，各元件均不直接焊接，而用接线柱和连线（尽量短），将元件焊接后相接，这样可临时按电路要求配接或在小范围内更改电路。
   (2)电阻用电位器代替，以适应不同的阻值，并接出可用万用表测量阻值的备测试点。电容用插件式插座，都安装于外板上，以利于更换不同容量的电容。由于所用元件少，制作不难，尽量保证质优。屏压用6Z4J整流，PI型滤波，并接在l000VA的调压器上，对比时用以调整电路数据。
    在制作输出变压器时，为适应各种功率管的不同而折中取值，以5.5kohm计，并设有三极管接法和UL接法的抽头（具体绕法见《无线电》94.1 P19与《无线电与电视》95.8 P37）。
   完工后，收集各种管子，用各种类同、区别不太大的电路进行打擂，可以听出各管均有不同风格，而且值得指出的是，有些刊物介绍的电路用此一试并不觉得效果好，如你按该电路打造，岂不浪费财力？初烧友如用此方法去磨练听音，也会有较大的进步。

6Z4J或6N1J

   一些人在刊物上谈到电子管的衰老问题时设计了一些高压延时供给电路，或用不同的开关供给灯丝电压与屏压。我想，最好的办法就是用二极胆管来作全波整流，灯丝点燃后，整流后的屏压逐步提升，不但延迟了工作电压，也消去了开机时采用晶体二极管整流时的那种电流冲击声。
   6Z系列的灯丝电压为6.3V，输出电流一般在75mA左右，5Z系列灯丝电压为5V，电流为2.3A，最大输出电流在100-300mA，视需要而择。
   滤波时用PI型滤波器，以下是各负载类型要求的直流滤波系数：

负载话筒放大电压级放大单管甲类功放推挽

系数 0.001 - 0.002 0.01 - 0.05 0.1 - 0.5 0.5 - 2
   可以看出电压级放大部分的要求较高，故而扼流圈要大一些，至少要有5H，以充分耗降掉波纹电压。电容量也要大一些，至少要大于220uF。有人认为电子管是电压控制件，只要电压达到就行，其实不然，6N1的灯丝电流小过0.6A就工作不好，声音难听。屏压供电电容量小了，低频也会变差，而且大音量时，声音忽大忽小，因为容量小了，充放电不能满足，不信你就只用一只20uF的电客试一试，功率只为3W的胆机就会出现上述毛病。实验制作中，加大电容量，青质相对要好一些，解析力要高一些，低频能量也有所增加。当然同时要注意解决电源内阻增加的问题。
   一次不小心损环当时仅有的一只6Z4，痛心之余想起用双三极管代替试验一下，于是找来一只6N2接成双二极管用作整流，但声音干硬，且发热厉害，再并上一只，改变不大。换成一只6N1效果改观一些，再并上一只6Nl音质大为改变，但与用6Z4时仍稍有不同。想其原因可能是用6N2时供电不足，而用二只6N1并联时输出电流为62mA，基本与一只6Z4持平，故而用6N1代替时，效果要好一些，这同样证明了胆机也需保证足够的电流供给。
   不足之处是6Nl屏极所能承受的电流大于7.5mA后，寿命会受到影响。所以代用时尽量选内阻小的，屏流大的双三极管。当然，在没条件时用二到三只6N1作并联整流