宽输入动态直热前后级设计与DIY

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作为一个业余的胆机爱好者,一直是在琢磨如何来自己设计一套符合自己口味且又能满足当今音源播放的音响系统。当今的音源播放系统已经与...

  作为一个业余的胆机爱好者,一直是在琢磨如何来自己设计一套符合自己口味且又能满足当今音源播放的音响系统。当今的音源播放系统已经与往日电子管鼎盛时期有着天壤之别。随着CD机的广泛应用和DVD以及蓝光播放器进入我们的播放系统,这些音源输出幅度较之以前的留声机、LP播放机等都要大很多。面对现今的播放器,你如果还是因循守旧去仿制过去的电子管放大器,必然会引发各种各样的不适感。
  我的系统结构设计:前级为2级直热管牛入牛出,后级为2级直热管功率放大。
  前级电压放电管选择美国直热三极管CX-301A ,取其放大线性好、低失真的优点,且声音通透比较直白具有较少的音染,该管子输入动态较常规的电压放大管要宽泛很多,在以下的电路设计中其输入音频电压:Umax ≥8Vp-p。完全满足当今各种音源输入,尤其是蓝光播放器在播放大片时的超级动态效果。
  前级的放大管选择了市场上极为冷门的美国 33 四极管,将其接为三极管使用,取其放大线性好、低失真的优点,同时具有比较低的管内阻,比较容易找到合适的优质输出牛。在三极管接法电路中本级具有10倍的放大能力,为设计高幅值输出的前级创造了条件。
  前级电路设计中采用了2款输出牛都获得了良好的频响,见测试波形图。一款是采用美国139收信机拆下的10K:600Ω的输出牛,与33电子管非常的匹配,因为33管子接为三极管时,管内阻比较小约2K左右。而这款输出牛恰恰是工作在这个负载下可以获得很好的输出频响曲线。另一款是我收藏的WE的OUTPUT/D178408 阻抗比为16K:1.44K的输出牛,同样在这里获得非常好的频响匹配。虽然2款输出牛都能获得很好的频响波形,但实际听感WE的OUTPUT/D178408要来的更加优秀。
  前级电路中两级电子管的耦合采用了WE油电容,规格:C234 0.16μF /400V 。栅极采用0.5W /IRC电阻,阴极电容采用思壁红头电解,阴极电阻采用AB电阻调声。33放大级输出采用电容耦合到输出牛的隔直方式,输出牛没有直流干扰,单走音频。耦合电容采用了一对WE油电容,规格: 3μF /200V。
  电源牛和高压电感采用了英国马可尼大肚子牛,灯丝为另一牛,图中没有另画。
  后级功放电路结构采用了非常简单的2级直热电容耦合形式。300B推动级的设计至关重要,推动级的设计曾经做过多种方案和试验,现今胆机论坛上所出现过的几种典型的电路结构都有过试验和实际制作,但是都被一一拆除。总结经验,个人认为:300B的负栅压较深,推动级固然需要输出较高的推动音频电压,但是更加重要的是要想将300B这个不大不小的功率放大管推得有模有样,推出“爆棚”、“震撼”且又不失其柔软飘逸的胆味,这个推动管的选择实在是太难!
  好在前人为我们创造了不少的电子管财富,关键是要我们现代人去挖掘、开发,完成前人所想不到的事情。在不断地寻找推动管的过程中意外地发现了一支非常冷门的直热管,美国33小功率4极管。这支管子的负栅压适中,需要上面设计的高幅值输出的前级来匹配。可以有十多毫安的推动电流输出,且接为三极管后其输出阻抗又比较低,正符合300B管子的输入要求,真正使得300B这支管子发挥出其本来面目。
  一级直热管子推动300B的好处在于:在满足300B的推动电压(负栅压)和推动电流的情况下,最大限度地保证了本级增益和全频段频响,相比较推动牛而言消除了相移、克服了频响受限等弊端。使得后级功放的设计异常的简单。
  后级电路采用了2级直热放电管构成完整的纯功放电路。电压推动级采用了小功率的33直热放大管,将其接为三极管方式进行电压放大,在本级具有10倍的放大能力,所以要求前级输出幅值较大。
  由于匹配的前级输出阻抗比较低,所以很好地匹配了后级的输入,33这个相对低阻的直热管作为300B的推动管,非常胜任承上启下的角色,给予了300B所要的高幅值推动电压和适宜的推动电流、更关键的是推动级的阻抗比较低,这就将后级300B放大管的状态发挥的十分流畅。
  推动级与功放级采用了一对C234 0.16μF /400V油电容,取其暖声与优美而飘逸的高频。这是其它电容所不及的特点。同样,栅极电阻、屏极电阻和阴极电阻也是各类WE、IRC等不同的电阻,纯属调声需求。
  输出牛是双C铁芯,3.5K:4/8Ω。这个输出牛体积不大,约80*80mm ,素质个人感觉不错,可以用“爆棚”、“震撼”的效果来验证。至于输出方波的好坏,在这里不做讨论,因为在这个放大器中只走音频电压,不走脉冲方波,故以正弦波来考量其性能比较贴切。
  33管子和300B管子同样采用了直流点灯的方案,以降低交流噪声,系统相对比较“静”这对于欣赏音乐细节是正面的。电源电路也是简洁为上,没有什么特别的地方,不过功放电路的电源是采用了2个声道各自供电的模式,一是避免2个声道在大动态时相互挣能源,二是“爆棚”、“震撼”更爽。分别以强劲的动力提供给2个声道的功放。
  个人以为,前、后级的管子搭配和电平分配比较合理,避免了音频电压的过多压缩和衰减。尤其在前级的设计中完全是敞开的,进来什么音源就完全进行放大,不设任何衰减器,尽可能地保证音乐元素的完整性。仅在后级的输入端设置音量衰减,这也是必不可少的,但这时对声音的影响远不如在前级设置音量衰减的影响大,有兴趣者不妨一试。
  本系统的前后级由于电路比较简洁所以调试非常简单,各级工作点在电路图中都有标示,各主要点的波形图见附图,调试细节就不再繁述。听感问题是大家所最想知道,但也是最敏感的话题。这套前后级的胆机听感很难用准确的语言来描述,我只能以简单的形容来表述:宽输入动态、相对宽频响、通透、“爆棚”、“震撼”不失300B的细腻和飘逸的高频表现。
  整机系统虽已出声,但目前仍然处于“地摊机”级别,暂时还没有时间给她设计搬迁新家,请各位多多包涵了。

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