22年前發(fā)燒制作的膽機(jī)(圖文).doc

.22年前發(fā)燒制作的膽機(jī)22年前，我在一家大型國(guó)企中的設(shè)計(jì)研究所工作時(shí)，受1993年實(shí)用電子文摘、音響世界刊登的國(guó)內(nèi)著名膽機(jī)大師西北某研究所曾德均的文章啟發(fā)，以及當(dāng)時(shí)深圳維克斯電子公司征集膽機(jī)制作大獎(jiǎng)賽的鼓動(dòng)，勾起了我自制一臺(tái)膽機(jī)的沖動(dòng)。經(jīng)過(guò)整整一年選擇電路、設(shè)計(jì)計(jì)算、選擇元器件、制作底板、安裝調(diào)試，期間還有幸多次與已在深圳創(chuàng)業(yè)的曾德均大師通電話討論技術(shù)問(wèn)題，終于在1994年制作成功。此機(jī)重量32，用300B作推挽功率放大，無(wú)大環(huán)路負(fù)反饋。用信號(hào)發(fā)生器和示波器實(shí)測(cè)輸出功率16W（RMS）2，信噪比達(dá)到95db夜深人靜時(shí)把音量開(kāi)到最大，耳朵緊貼喇叭也聽(tīng)不到一絲交流聲和噪聲。由于當(dāng)時(shí)市面上還沒(méi)有數(shù)碼相機(jī)，所以用模擬相機(jī)拍了一些照片?，F(xiàn)在發(fā)到網(wǎng)上照片一部分是用22年前的老照片翻拍的。下面是這些老照片，其中也有新拍的，而且都是用摩托羅拉A1200E手機(jī)拍的。下面就是用來(lái)翻拍的十多張老照片：最初整機(jī)老照片（照片中的倒相級(jí)恒流管6F2管后來(lái)?yè)Q成了晶體管，而原來(lái)插6F2的位置換成顯示管6E2。）側(cè)俯視圖.jpg (74.45 KB)2009-3-25 21:44后來(lái)的晶體管恒流源，器件直接搭棚焊接在電子管管座上。晶體管恒流源1.jpg (100.51 KB)2009-3-25 21:44后來(lái)的整機(jī)照片（電源變壓器、濾波電感電容、輸出變壓器安裝區(qū)域上加換了不銹鋼罩）正俯視1.jpg (62.89 KB)2009-3-25 21:44側(cè)俯視.jpg (75.63 KB)2009-3-25 21:44音量調(diào)節(jié)電平指示管正面局部1.jpg (72.52 KB)2009-3-26 14:52老照片俯視（300B的負(fù)柵壓調(diào)節(jié)采用工業(yè)級(jí)10圈精密電位器，可以保證負(fù)柵壓調(diào)節(jié)精細(xì)可靠且長(zhǎng)久不變照片中300B旁邊四個(gè)帶鐘表指針的就是）俯視圖.jpg (56.81 KB)2009-3-26 14:52新照片俯視俯視0.jpg (51.82 KB)2009-3-26 14:52老照片底板內(nèi)接線，有點(diǎn)亂。底板內(nèi)接線.jpg (104.05 KB)2009-3-25 21:44接地母線采用42裸銅線，各級(jí)接地匯集到一點(diǎn)接地，燈絲電源線用雙絞線，前級(jí)電子管陰極的負(fù)反饋旁路電容采用鉭電解底板內(nèi)接線3.jpg (107.89 KB)2009-3-25 21:44前級(jí)輸入接線采用音頻專(zhuān)用無(wú)氧銅屏蔽線前級(jí)進(jìn)線接線.jpg (82.96 KB)2009-3-25 21:44前級(jí)穩(wěn)壓接線前級(jí)穩(wěn)壓接線.jpg (86.05 KB)2009-3-25 21:44前級(jí)音調(diào)接線，有些電流較大的線上套了磁環(huán)，鉭電解已改為音頻專(zhuān)用電解內(nèi)部接線1.jpg (107.02 KB)（1）線路圖：功放級(jí)雖然曾想采用單端甲類(lèi)，但由于受當(dāng)時(shí)晶體管功放大功率的影響，加上當(dāng)年LD、VCD電影大片剛剛興起，所以把追求更大功率放在了首位，采用了無(wú)大環(huán)路負(fù)反饋300B推挽放大電路。輸入級(jí)采用兩級(jí)SRPP輸入高低音調(diào)整；倒相級(jí)采用恒流源長(zhǎng)尾式倒相陰極跟隨器。電源級(jí)采用2個(gè)60A、2個(gè)40A硅整流橋和兩組40A低壓降整流橋，左右聲道、前級(jí)、后級(jí)、負(fù)柵壓全部分開(kāi)獨(dú)立供電，后級(jí)供電采用10H電感1100uF/450V電容濾波，前級(jí)供電采用電子管穩(wěn)壓，300B燈絲供電采用三端穩(wěn)壓器。高壓延時(shí)電路采用雙D觸發(fā)器CD4013B實(shí)現(xiàn)延時(shí)，用三個(gè)日本OMRON LY2-Y53繼電器接通高壓，并且把高壓繼電器接點(diǎn)置于濾波電感電容前面，可以利用LC和RC充電的過(guò)渡時(shí)間t減少加上高壓瞬間對(duì)電子管的沖擊。顯示級(jí)采用國(guó)產(chǎn)6E2電子管顯示音量調(diào)節(jié)電平。下面是當(dāng)時(shí)手工繪制的線路圖（那時(shí)還沒(méi)有AUTOCAD制圖軟件，設(shè)計(jì)全靠手工畫(huà)）。圖中標(biāo)的電壓、電位（帶符號(hào)）都是實(shí)測(cè)值，電流是計(jì)算值。放大電路圖圖中標(biāo)注了一些有關(guān)調(diào)試的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電壓、電位（帶符號(hào)）、電流，還標(biāo)注了所用元器件（電容、電阻、電纜等)的品牌、型號(hào);.300B放大電路圖.jpg (193.58 KB)2009-3-25 21:44電源電路圖圖中除了標(biāo)注各點(diǎn)電壓值以外，還標(biāo)注了所用元器件（電容、整流橋、整流二極管對(duì)、負(fù)柵壓調(diào)節(jié)電位器等）的品牌、型號(hào)。（2）元器件選擇：電子管：前級(jí)北京6N11-J（北京廠配對(duì)）倒相級(jí)日本東芝6SN7GT（廢鋼堆里撿來(lái)，GS-5A配對(duì)）、跟隨器美國(guó)GE5814A（廢鋼堆里撿來(lái)，GS-5A配對(duì)）、功放級(jí)曙光300B（曙光廠配對(duì)）、顯示級(jí)：上海6E2（M）、穩(wěn)壓管峽光WY-1（J）。耦合電容：法國(guó)蘇倫SCR MKP及YAN YAN AUDIO （購(gòu)買(mǎi)）。音調(diào)電容：德國(guó)WIMA FKP、WIMA MKP及美國(guó)Lenkunt聚乙烯電容（廢鋼堆里撿來(lái)）。前級(jí)電子管陰極負(fù)反饋旁路電容：最初用鉭電解電容，后來(lái)改為音頻電解電容電阻：英國(guó)HOLCO（購(gòu)買(mǎi)）和70年代國(guó)產(chǎn)大紅袍金屬膜電阻RJ（廢鋼堆里撿來(lái)）。音調(diào)電位器：美國(guó)NOBLE（廢鋼堆里撿來(lái)）音量電位器：日本ALPS（購(gòu)買(mǎi)）。濾波電容：美國(guó)（后被日本收購(gòu)）NIPPON、nichicon電解電容（廢鋼堆里撿來(lái)）10H濾波電感：自制440VA電源變壓器：用西德進(jìn)口變壓器高磁導(dǎo)率非晶合金鐵芯（廢鋼堆里撿來(lái)）自制輸出變壓器：采用膽機(jī)大師曾德均先生1992年研制的金牛牌GOX50-5.5（購(gòu)買(mǎi)）。輸入線：采用音頻專(zhuān)用無(wú)氧銅屏蔽線：Denko 211 ESC-OCC和MAKURAEA OFEC內(nèi)部接線：采用西德進(jìn)口精密稱(chēng)量傳感器電纜內(nèi)芯1.252鍍銀線上面多次提到“廢鋼堆里撿來(lái)”，說(shuō)的是當(dāng)年國(guó)企工資收入不高，雖想買(mǎi)發(fā)燒級(jí)元件但囊中羞澀。恰巧廠里進(jìn)口很多廢鋼用于70噸電弧爐煉鋼，其中有一些國(guó)內(nèi)外舊電子設(shè)備。這些設(shè)備中的舊電子管和元器件對(duì)煉鋼是隱患（進(jìn)入煉鋼爐后會(huì)爆炸或?qū)Τ鲣摮煞萦杏绊懀?，?duì)我來(lái)說(shuō)是寶貝。當(dāng)時(shí)撿這些“垃圾”到了廢寢忘食的程度，甚至上班時(shí)也蹓到廢鋼場(chǎng)去撿，常常一撿就是大半天，覺(jué)得饑餓時(shí)已是下午了。電子管主要是美國(guó)和日本的，其中不乏RCA、西電、A.C. Cossor、GE、NEC、東芝等；歐洲的元件主要是西德和瑞典的電容，歐洲電子管只有英國(guó)大盾的（如EF37A等）。雖然拆舊電子管中有RCA的6DJ8和飛利浦6922軍用管（JAN標(biāo)志和鷹標(biāo)），但由于用GS-5A挑不出完全配對(duì)的管子，最終沒(méi)有用于此膽機(jī)。（3）制作首先，是制作好的安裝底板。為了有效阻斷變壓器、濾波扼流圈的漏磁場(chǎng)通過(guò)底板感應(yīng)耦合到電子管及其電路而造成干擾噪聲，應(yīng)采用2厚的奧氏體不銹鋼，不能采用俗稱(chēng)“不銹鐵”的非奧氏體不銹鋼。辨別方法很簡(jiǎn)單：能被磁鐵吸住的是非奧氏體不銹鋼，反之就是奧氏體不銹鋼。其次，是制作電源變壓器和濾波扼流圈。我用西德進(jìn)口變壓器高磁導(dǎo)率非晶合金鐵芯制作電源變壓器，繞好后先進(jìn)恒溫烘房8小時(shí)干透，立即熱浸絕緣漆1小時(shí)后再進(jìn)恒溫烘房24小時(shí)。變壓器空載電流實(shí)測(cè)只有30mA，可見(jiàn)鐵損很??；滿負(fù)荷時(shí)（2A）沒(méi)有一點(diǎn)交流哼聲，為整機(jī)的高信噪比奠定了基礎(chǔ)。濾波扼流圈制作時(shí)兩半鐵芯同向不要互插，中間留約0.5氣隙，實(shí)測(cè)電感10H，直流電阻100歐姆左右。第三是接線和接地，在前面介紹內(nèi)部接線時(shí)已說(shuō)了要點(diǎn)，在此不重復(fù)了。（4）調(diào)試調(diào)試所采用的儀器儀表老照片的儀器儀表多數(shù)是公家的，其中包括一臺(tái)電子管測(cè)試儀GS-5A（照片中位于膽機(jī)側(cè)后方，掀開(kāi)蓋子且上面插了一只300B膽管的那臺(tái)），這些儀器早已歸還廠里。調(diào)試所用的儀器儀表.jpg (58.5 KB)2009-3-26 14:52當(dāng)然，我也有一些屬于自己的儀器儀表，如雙蹤示波器、信號(hào)發(fā)生器、FULUK數(shù)字萬(wàn)用表、可測(cè)量電感/電容/電阻的萬(wàn)能電橋等等。調(diào)試工作臺(tái)2.jpg (65.81 KB)2009-3-25 21:44左聲道20KHZ方波頻率響應(yīng)波形（下面方波是輸入波形，上面方波是輸出波形）左聲道20KHZ方波頻率響應(yīng)波形.jpg (48.58 KB)2009-3-25 21:44右聲道20KHZ方波頻率響應(yīng)波形（下面方波是輸入波形，上面方波是輸出波形）右聲道20KHZ方波頻率響應(yīng)波形.jpg (46.8 KB)2009-3-25 21:4420hz方波頻率響應(yīng)波形，下面是輸入波形，上面是輸出波形?？赡苁钱?dāng)時(shí)只注意兩通道頻率響應(yīng)刻度（t/div）一致，忽視了兩通道幅值刻度（v/div）的一致，使得輸入與輸出波形幅度不成比例。此機(jī)既可以工作于AB（甲乙）類(lèi)推挽，也可以工作于A類(lèi)推挽，只要調(diào)整300B靜態(tài)工作點(diǎn)（無(wú)輸入信號(hào)）時(shí)，調(diào)節(jié)四只柵負(fù)壓調(diào)節(jié)電位器（約-60V），使對(duì)應(yīng)兩只300B的電流為100MA就是工作于A類(lèi)推挽。現(xiàn)在此機(jī)是工作在A（甲）類(lèi)推挽。為使低頻更醇厚、高頻更細(xì)柔，正準(zhǔn)備改為膽整流，屆時(shí)將去掉后面的大方罩。由于此機(jī)工作于A1類(lèi)推挽，始終工作在大電流狀態(tài)，所以將用2只5Z3P、2只5Z4P作左右聲道、前后級(jí)全分立膽整流，濾波電容容量改小5-10倍。但由于5Z3P是直熱燈絲，啟動(dòng)較快，所以仍保留后級(jí)高壓延時(shí)，并取消音量調(diào)節(jié)電平指示管，增加電子管串聯(lián)穩(wěn)壓軟啟動(dòng)電路，以解決濾波電容容量改小后充電過(guò)渡時(shí)間減小，軟啟動(dòng)時(shí)間不夠的問(wèn)題。以后的改進(jìn)還包括信號(hào)耦合電容改型。雖然第二代蘇倫電容SCR比第一代大S的高頻響應(yīng)平直得多，但細(xì)節(jié)仍然不夠，聲音偏厚暖。而當(dāng)年從廢鋼場(chǎng)撿來(lái)的藍(lán)色的WIMA FKP電容（不是紅色的MKP）雖然高低頻響應(yīng)都很好，但容量太小，只能用在音調(diào)回路?，F(xiàn)在看來(lái)，還是美國(guó)Wonder電容、Relcap -TFT電容和MIT-RTX電容較適合膽機(jī)信號(hào)耦合電路，但當(dāng)年這些電容市面上沒(méi)有，近幾年才進(jìn)入中國(guó)。準(zhǔn)備改為美國(guó)西電的70年代出品的黃色外皮MKP。下面是2009年這篇文章在礦石收音機(jī)論壇初次發(fā)表后網(wǎng)友的評(píng)論：300B本來(lái)就不是一只音頻管, 這只管是西電公司做給電話交換機(jī)的穩(wěn)壓用的調(diào)整管, 但是這只管生不逢時(shí), 當(dāng)時(shí)在電訊事業(yè)已經(jīng)有晶體的調(diào)整管出現(xiàn), 300B就成了一只多余的管子。但電聲事業(yè)上電子管還是唯一的元件, 當(dāng)時(shí)的電影院有聲電影的聲音重播主要是2A3單端輸出3W推挽輸出10W, 在稍大點(diǎn)的場(chǎng)合雖然使用高效喇叭也不能滿足, RCA推出了50號(hào)管,單端輸出5-6W推挽輸出20W左右.但機(jī)器還在研究中. 而西電看到這種形勢(shì)就用他們的垃圾管300B做了兩套機(jī)器, 單端輸出7W推挽輸出22W以租借方式租給電影院禮堂等場(chǎng)合, 并把RCA50告上法庭, 勒令他們停止生產(chǎn), 但50才是真正意義上的音頻管, 而300B的原來(lái)用途, 調(diào)整管就完全被人遺忘, 而冠以膽王的美稱(chēng), 也因?yàn)?00B的輸出功率比較大, 比較適合現(xiàn)代音箱而被人吹捧得很厲害. 但300B是一只個(gè)性很強(qiáng)的管, 用它的機(jī)器(設(shè)計(jì)優(yōu)良)放出的聲音都是中音突出, 高音發(fā)飄, 低頻少而且細(xì)節(jié)少的. 這點(diǎn)2A3這管在音樂(lè)重播上比它強(qiáng)多了, 但2A3始終輸出只有3W所以不適合現(xiàn)代市場(chǎng)上的低效率箱,但配以高效的全頻號(hào)角卻是它的絕配. 上面的是300B如何出頭的故事, 談回技術(shù), 300B是一只大功率的直熱三極管, 平面屏極, 螺旋柵極, 梭型燈絲. 這樣的結(jié)構(gòu)就決定了它的極間電容很大, 而對(duì)信號(hào)影響最大的就是陰柵電容, 因?yàn)橛羞@樣一個(gè)電容的存在, 所以對(duì)推動(dòng)它的管子的輸出電流強(qiáng)度要求很強(qiáng).要不, 就會(huì)對(duì)不同頻率產(chǎn)生不同的衰減, 如果是容耦, 牛耦線路的話還容易產(chǎn)生震蕩。這種現(xiàn)象就是米勒效應(yīng). 所以這樣一只管用高內(nèi)阻的五極管推動(dòng)是極不合適的. 高內(nèi)阻的三極管也不合例如12ax7, 6sl7等都不合,根據(jù)實(shí)驗(yàn)，如果推動(dòng)管的內(nèi)阻控制在10K內(nèi)其米勒效應(yīng)都不嚴(yán)重, 當(dāng)然越小越好, 但內(nèi)阻小的電子管一般放大系數(shù)也小, 6SN7是個(gè)不錯(cuò)的選擇, 但我覺(jué)得最好的還是26, 但26對(duì)搭棚工藝要求很高，要不很容易產(chǎn)生噪音, 所以另一個(gè)管27也是一個(gè)好的300B推動(dòng)管. 如果手上沒(méi)有這些洋管的話, 國(guó)內(nèi)有只管很好, 就是6C19. 個(gè)人認(rèn)為, 如果全用國(guó)內(nèi)型號(hào)的話, 6N11作為第一級(jí)電壓放大, 6C19作為推動(dòng)管,300B作為功率輸出, 是300B的完美組合.但個(gè)人來(lái)說(shuō), 不如把300B換上50會(huì)是一大的升級(jí).電子管的輸出阻抗是高, 但是, 電子管*功放*的輸出阻抗低了, 因?yàn)橛昧俗杩棺儞Q用的輸出變壓器. 經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后的輸出阻抗, 三極管接法能做到2歐姆, 甚至1歐姆. 你什么OTL能達(dá)到這么低?輸出變壓器損失能量有限, 大家不會(huì)在乎那一點(diǎn)的. 對(duì)高頻利不利要看你繞制得怎么樣了, 如果分段交叉繞制, 高頻可以高到對(duì)20KHz沒(méi)影響. 我認(rèn)為電子管功放的最大優(yōu)點(diǎn)就是(變換后)輸出阻抗低. 你用的電子管+OTL除非用250個(gè)電子管并聯(lián)才能做到那么低. 輸出變壓器的優(yōu)點(diǎn)超過(guò)帶來(lái)的問(wèn)題, 而這帶來(lái)的問(wèn)題不是不可克服的.輸出阻抗并非專(zhuān)為最大功率傳輸率而用的. 所謂1歐輸出阻抗, 并非用來(lái)接1歐的負(fù)載喇叭用的; 所謂1歐輸出阻抗, 乃是接4歐喇叭的時(shí)候, 從喇叭往變壓器方向看到的阻抗. 這1歐姆有什么用? 用處叫做阻尼系數(shù), 英文是damping factor, 大家用google就可以看到許多文章談這個(gè)問(wèn)題. 阻尼系數(shù)大有什么用? 用處是叫喇叭音圈跟隨信號(hào)電壓變化, 不要加入自己的*震動(dòng). 給大家做個(gè)理想實(shí)驗(yàn). 假定喇叭音圈, 電纜什么的, 都是超導(dǎo)材料做的. 用手推動(dòng)喇叭, 然后把電纜兩頭接在一起. 此時(shí)喇叭看出去的阻抗為0. 然后松手. 這時(shí)會(huì)發(fā)生什么事情? 答案是喇叭將會(huì)停留在你按過(guò)去的地方, 不會(huì)回到靜止平衡點(diǎn), 更不會(huì)來(lái)回震動(dòng)幾下! 此時(shí)阻尼系數(shù)=無(wú)窮大. 再做個(gè)實(shí)驗(yàn). 同樣用手推動(dòng)喇叭. 然后電纜兩頭不短接. 此時(shí)松手, 會(huì)發(fā)生什么? 答案是, 喇叭會(huì)回到原位, 然后來(lái)回*震動(dòng)幾次! 現(xiàn)在再想想低輸出阻抗有什么用!按照定義，阻尼因數(shù) = 負(fù)載阻抗 源阻抗輸出阻抗（即源阻抗）不等于阻尼因數(shù)。閱讀后總的印象是：很多文章把“阻尼因數(shù)”太簡(jiǎn)單化了，他們好象把放大器的輸出阻抗看成僅僅是輸出變壓器次級(jí)線圈的直流電阻，因而過(guò)分強(qiáng)調(diào)了這個(gè)阻尼因數(shù)對(duì)放大器和揚(yáng)聲器系統(tǒng)音質(zhì)的影響。他們忽略了放大器和揚(yáng)聲器之間是一個(gè)互相影響的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，整個(gè)電路的電阻（包括喇叭音圈、喇叭接線、接頭等等）、不斷變化的音頻頻率和信號(hào)強(qiáng)度等因素都在很大程度上影響系統(tǒng)的表現(xiàn)。首先，“阻抗”（impedance）與“電阻”（resistance）是兩回事。阻抗包含交流電的成分。如果放大器的輸出端（屏極或陰極）沒(méi)有變化的電流和電壓，輸出變壓器的次級(jí)什么東西都變不出來(lái)。不錯(cuò)，電子管放大器的輸出阻抗可以經(jīng)過(guò)輸出變壓器變得很低，但是它必須匹配喇叭的輸入阻抗，才能最大限度地變成聲音。如果兩者不匹配，能量就浪費(fèi)了，甚至因?yàn)槟芰繘](méi)有地方輸出，使功率放大電子管的屏極發(fā)紅而燒毀。這就是設(shè)計(jì)輸出變壓器的時(shí)候要計(jì)算初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的圈數(shù)的原因。輸出變壓器次級(jí)線圈可以用很粗的導(dǎo)線，假定次級(jí)線圈的輸出阻抗和喇叭相同都是8，但是次級(jí)線圈的直流電阻卻很低，通常只有0.1 （談到這里，我可以理解為什么萬(wàn)重山和aridus兩位說(shuō)“電子管功放的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是輸出阻抗低”，但是如果說(shuō)清楚一點(diǎn)，應(yīng)該是“輸出變壓器次級(jí)線圈的直流電阻低”。OTL線路的確沒(méi)有這個(gè)優(yōu)點(diǎn)，因此阻尼因數(shù)比較?。?。喇叭音圈要輕，只能用直徑比較小的導(dǎo)線，因此直流電阻可能是5。于是，在這個(gè)電路里，阻尼因數(shù) = 負(fù)載阻抗 源阻抗 = 8 0.1 = 80理論上，阻尼