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2X12W迷你胆功放的制作
2004-12-10 10:01:48  胆艺轩  出处:

正象酒宴上山珍海味吃腻了,不如回家吃稀饭就一碟扬州酱菜来得爽口一样。客厅里高功率大动态的发烧级音响由于老婆憎厌、邻居恻目,只能偶尔露峥嵘。而工余饭后,避开那无尽的广告和味如嚼蜡的电视剧,斜靠在床上,在翻阅书报的同时打开那精致小巧的音响,让勃朗姆斯、莫扎特在斗室中轻轻回荡....., 这就是近年来"卧室音响"在一些发烧友中开始流行的原因。
"五.一"长假无所视事,将本人"卧室音响"中一台2X12W迷你胆功放的设计制作过程整理出来,供烧友同好们参考,现介绍如下:

一. 设计思路

1.既是作"卧室音响",当然小巧简洁与音质是同等重要的。考虑到单端功放一般要用大功率管和扼流圈,体积与成本都不符合要求,决定用小功率管推挽电路。
现今推挽机的倒相电路主要有两大类型。一是"长尾式倒相",典型的有麦景图-275、马兰士-9,国内的有极典120、和韵M100等;二是"屏阴分负载倒相",典型的有威廉逊放大器、DynacoMKⅡ,国内的有极典VAA-70、关氏K6等。
"长尾式倒相"理论上是一种差分式倒相,与"屏阴分割式"相比,其倒相后的信号相位幅度更平衡准确、失真更小,这就是追求指标的厂机用得较多的原因。但正由于它更平衡,奇/偶次谐波都被抵消了,听上去中规中矩,胆味略嫌不足,而且多用一个三极管。
"屏阴分割式"更古老一些,由于屏/阴极的输出阻抗不同,尽管负载电阻相应也取不同,还是不容易做到完全平衡,因此失真度指标不容易做高。但也许正由于其不能完全平衡,听起来反而使人感觉到浓郁的胆味。特别是它可以做到更简洁,每声道仅一只担任放大与倒相的复合管加两只功率管(共三只管)即可。为此决定选用后者。
2.选管: 小功率放大管可以选用的范围很小,仅6P1、6P14(或国外同类型)两种。
6P14是五极管,6P1是束射四极管,两者声底略有不同(一般认为五极管清丽,束射四极管浑厚;五极管特性曲线起始部分弯曲度略大于束射四极管,理论上失真度会略大,通常工作点不大会用到这一部分,可以不考虑)。6P14的跨导为6P1的一倍,内阻为其一半,单端最大输出功率也略大,作为功率输出管,性能比6P1稍好一些。特别是国外同类型管EL84或前苏联6Π14Π更为优越,如有当为首选,而国产6P14的质量就差强人意了。
6P1也有它的优点,如屏极耗散功率略大(6P1-13W,6P14-12W),过电压性能更好。特别是国内长年大批量生产,性能稳定、一致性好,一般不需要配对,价格也仅为6P14的五、六分之一。正好手头有现成的,就用它吧。
复合管只考虑小九脚管,可选范围也很大:6N1~6N16系列、12A**系列或五极三极复合管均可。考虑到屏阴分割倒相级无增益,全机增益全靠第一级放大,采用放大倍数高的五极管可以省却前级放大器,所以如Dynaco机一样选用五极三极复合管6F2。
3.虽然卧室音响不需很大功率,但为了应付低效率书架箱,就要发挥6P1耐过电压的性能,尽量提高屏压,同时帘栅极采用标准接法而不用超线性或三极管接法,以尽量提高其输出功率。栅偏压采用自给偏压方式以简化电路。
4.电源部分:采用普通晶体管桥式整流,RC滤波,灯丝交流供电,高压不延时,不多赘述。
全机电路见图

二. 元器件及工作参数选择:

1.本机元器件多数为普通品,其中150W电源变压器及2X15W输出变压器是向河北定州左师傅订购的,他家的牛没有精致华丽的外观,但用料实在、性能良好,是值得信赖的。
全机耦合电容仅四只,所以尽量用好的,容量从0.1~0.33μ均可。因手头正好有 0.15μ的WIMA拆机品,就用上了。为提高电源性能,整流后第一级滤波采用补品级德国ROE-470μ/385V金色电解电容,其后每一级滤波退耦电容均采用100μ彩电电解上并联一个20μ耐高压EC薄膜电容。实践证明,这样能使电源更干净,听起来也有点象拨去眼歙,更清晰透明的感觉。
电阻均为金属膜(或大红袍),功率裕量要足够(如图一所标示)。尤其功放管阴极电阻,最好用10W线绕电阻。虽然用欧姆定律计算理论上仅1.5W,有些人以为放大一倍用3W就够了,其实在机箱内空间允许的情况下,尽量选用大功率电阻,对降低机内温度、提高稳定性和可靠性是大有好处的。
因本机底板内位置不够,音量电位器没有用大型ALPS塑壳,而是用ALPS-16型,多少有点遗憾。

2.由图一可知,6P1屏压290V,帘栅压280V,阴极电压18V(每管电流<35mA), 则屏阴极电位差为272V,屏极耗散功率:272X35/1000=9.5(W),远小于手册数(13W),是安全的。当然由于屏/栅压(272V/262V)均大于正常值(250V),使用时管内发出兰色辉光,老化速度可能会快一点,不过6P1仅3、4元一只,就算一年换一次管子也不到20元。是以寿命换功率也。
3.作为屏阴分割接法,屏极电阻压降、阴极电阻压降和管压降大致三均分电源电压(B2+),手册上6F2三极部分屏压为150V,则B2+最好在350V以上。对于用KT88、EL34等大功率管的Dynaco及仿制机来说,B1+在440V以上,B2+当然不成问题。而本机B1+较低,为使6F2三极部分管压降达到90V左右(即B2+在270V左右),一方面将滤波降压电阻减为2K(五极部分滤波降压电阻减为10K),一方面将B1+提高到300V左右。这也就是为什么选6P1并使它工作在过电压下的另一原因。是对两个互相矛盾的要求的折衷。

4.如前所述,本机与极典VAA-70、关氏K6一样都是仿Dynaco电路,仅功率管不同而已。但模仿决不能完全照搬,这是自己DIY机必须注意的。Dynaco机用KT88管,栅负压为50~60V(指推挽状态,下同),极典和关氏用EL34或6P3P,栅负压为40~50V,就是说6F2要输出50V以上的推动电压。如照搬原机放大推动部分,用来推栅负压仅15~20V的6P1,输入信号一大,出来的恐怕就是方波了。
为此,将6F2三极部分的屏/阴极电阻从36K/43K降到27K/30K,一方面降低了推动电压,一方面在B2+较低的条件下能使屏流稍加提高,达到与原机差不多的3mA以上(手册上为18mA!)。[page]

三. 制作及调试:

1.底板:为使体积尽量小巧,采用电源与放大部分分开的分体式结构。考虑到放大部分可以放在床头柜上,底板仅为18X16X4.5cm,为降低高度,两只输出牛横向(长边向下)立在底板上;电源部分底板为10X16X4.5cm。两者之间用电缆和大型接插件相连,接插件的针脚要能通过2A以上电流。我选用的接插件型号为CBZ-10(有10个扁平镀银脚),
因起先考虑用长尾倒相,故九脚管孔打了七个,实际前面中间一个空着未用,又未遮上,以至里面的红色WIMA电容露了出来。底板是用旧仪表壳请干维修钳工的小舅子锯割折弯打大孔,自己修整、打小孔和攻锣丝扣,费了九牛二虎之力还是不成样子,贻笑大方了,看来下次若再DIY机,一定要请专业厂加工了。
本机正面、背面、侧面和接插件图见图
2.接线:本机放大部分机箱内的电源滤波及退耦(包括帘栅降压退耦)全部装在一块供电电路板上,固定在输出变压器下方,各级供电用导线从此板引出。
放大部分采用搭棚焊接,地线用1.2mm漆包线去漆镀锡,分两声道从6F2管芯起经两6P1之间到供电板汇合;从RCA座到电位器再到6F2第一栅均用屏蔽线;耦合电容紧贴底板,高压电阻架空。
灯丝接线:每声道两只6P1之间、两只6F2之间用0.68mm漆包线紧绞合后相连,再用1.0mm漆包线紧绞合后分别接到接插件座上。
机内布局及接线见图。
3.调试:
--先空载开机试电源部分,B+应在300V以上、灯丝电压在6.3~7V为正常。
--关机,插上所有电子管,将电源部分接插件插头插在放大部分的插座上,输出变压器次级接6~8欧/10W电阻作为负载(输出变压器不能空载),电位器拧到零,输出变压器次级到第一管阴极的反馈线先不接。开机,看电子管点亮有无异常,若无再测各级电压。只要元器件良好、焊接无误,各级电压应基本如图一所示。如偏差较大可适当调整滤波/退耦电阻(2K/4K)或更换管子。
--再关机,接上音源和音箱,开机播放一张CD片,电位器拧到9点钟听音量/音质是否正常。
--检查反馈相位:对比反馈线接与否对音量的影响来判断相位是否正确。有经验者可在开机状态用反馈线碰触输出牛次级(假定你是从此处断开的), 直接听音量变化;无经验者只能关机焊好反馈线后再开机作比较。若相位不正确(音量不变小或增大或啸叫),将输出变压器初级到两6P1屏极的线对调一下即可。
--调节反馈量:反馈相位正确后可进一步调节反馈量。我这里是将反馈电阻一分为二,在其中之一上并联一个电容,使高、中音反馈量较大,音色较柔和;低音反馈量小,则低频量感充足。这里电阻在3.3K~8.2K、电容在0.022~0.068之间选择,具体取值要根据自己的听音习惯(用最熟悉的唱片)在试验中解决。对无经验者,不建议作这一步工作。

四. 音响搭配及听音评价:

为取得全部为小型化的"卧室音响"效果,音箱用小体积的又是适合胆机推的"歌剧四号"。
音源用电脑上淘汰下来的宏基两倍速光驱。用华敏信号线焊制了一条一头是RCA插头、一头是光驱尾部线路输出的四芯扁插头的专用线。光驱电源也是用旧电脑上拆下来的电源(因为有现成的,没有的朋友用25W环牛自制一个输出+12V、+5V的小小电源盒也不是难事)。
功放到音箱用广东产的仿线圣喇叭线。
全部器材放在床尾一排矮柜上。
播放软件为常听的蔡琴、崔岩光、八只眼、波伽利等男女人声和帕尔曼、穆特、阿格里奇等弦乐钢琴曲。在中小音量(电位器在9~11点)听时,真是胆味浓郁、温馨迷人,又不失清晰明亮。(这在一定程度上也得益于并联EC电容的功效)。心喜之下,趁老婆不在家,又播放柴可夫斯基的"第一钢琴协奏曲"、"意大利随想曲"、"1812序曲"等大动态交响乐。电位器拧到1点钟位置时,那嘹亮的号角声炮声把我14m2卧室震撼得好象颤抖起来。这使我原来对这台迷你胆机功率会否不足、会否推不动只有86db的"歌剧四号"的担忧一扫而光。
不少类似机器(按正常电压时)标称输出功率10~12W,本机由于超压使用,充分发挥了6P1的潜能,估计功率能达2X15W。
总体评价,与我用极典120套件自制的(用KT88管)相比,除功率不如外,在音场、音色等方面似乎还略胜一筹。

五. 后记及感想:

本机从春节后陆陆续续做了两个月(做底板就用了近一个月), 做的时候我只有6P1,后来一位叫PPQQ的网友送了几只新旧不等的 6P14给我,所以做成后也用6P14试了一下,声音并没有感觉到多少差别,在每只管阴极串一个10欧电阻(再接到270欧电阻上)测电压,发现的确几只管子的离散性较大,不太匹配,所以还是用回6P1。也试过加上本人自制的胆前级(用红灯711收音机改制)再听,差别细微,说明本机赠益、胆味等各方面都够了,不需胆前级来补充。
本机除了变压器外均为库存元件,总成本仅约350元,其中变压器是大头,占3/4,其余电容电阻和管子等不过几十元钱。由于设计周密制作用心,效果还是令人满意的。
自己DIY机从失真度等指标来说可能不比厂机,但信噪比一定要做好,这要在布线接地等方面多下工夫。如果信噪比低,再好的音乐混杂着交流声、噪声也会令人情绪全消,而失真度大一点还不至那么令人不快。说到底,真正应该是什么声音又有多少人知道?音乐厅里的现场声音应该最真了吧,但有多少人能经常听呢?惭愧的是我近五十年来只听过五场,平均十年一场。在现场尽管人人都很自觉,但数百人一起还是产生本底嗡嗡声,加上现场演奏动态大,齐奏强音时固然震撼,而小提琴独奏的高音有时竖起耳朵也听不清,所以都未留下什么印象,不如在家听CD来得惬意。所以我认为信噪比与失真度相比前者更重要。
音乐和音响是一种感性的、很个人化的东西。拿音乐来说,我喜欢人声和弦乐,但同是人声,我宁愿多听波伽利的通俗而少听帕瓦罗蒂的高雅,喜欢"黑鸭子"的轻蔓而不喜欢芭托莉的咏叹;同是器乐,我喜欢旋律的优美而不喜欢炫耀技巧的和弦的堆砌。
拿音响来说也是如此,自己喜欢的别人未必喜欢,别人觉得如何好的器材自己听了也不甚了了,所以互相拼比器材是不必的,比就要和自己以前的比,看是否更进了一步,看能否使自己喜欢,是否就是自己所要的声音。
自己喜欢的就是好的。
一孔之见,姑妄言之,不当之处,请拍砖头。

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 发布人:秋叶
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