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[原创] 学以致用实战设计一部单管牛倒相牛出前级兼后级带耳放

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发表于 2018-5-2 13:22:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
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10多年前迷上胆机,断断续续学习了好多知识,本坛氛围是个人比较喜欢的坛子之一。自从小孩出生,DIY停了几年,只是闲暇偶尔研究下相关知识。如今小孩已大,重新捡起,准备将多年以来内心对胆机多种想法着手实践,从设计到实施,完成一部一级牛入(兼牛推倒相),自偏直耦单管放大,A类推挽(平衡)牛出前级、后级且带耳放输出的小功率胆机。在过程中交流、实践理论。本帖可看作交流帖,如有错误或非议欢迎指正和讨论。可能持续时间较长,请各位谅解。

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发表于 2018-5-2 13:58:36 | 显示全部楼层
请上电路学习学习,.....完成一部.........      .......小功率胆机。只有一只电子管完成以上任务?

点评

A类推挽其实就是单端电路的变形,按单端算的话也可以算单管放大,见笑。  发表于 2018-5-2 14:51
我明白了,应该是:......单独用一种电子管......,简称 "单管" ,妙!  发表于 2018-5-2 14:20
实际上是放大级为A类推挽,直接平衡牛推倒相,算管子数量的话一声道2只管  发表于 2018-5-2 14:00

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 楼主| 发表于 2018-5-2 13:59:01 | 显示全部楼层
本帖最后由 骑匪 于 2018-5-2 14:45 编辑

由于想一机实现前级、后级、耳放一体,综合输出功率2W左右,采用单管放大,放大管可能采用低内阻、高跨导、大电流输出的三极管比较符合要求。纵观个人已知电子管,大概仅5842(WE417A)、6C45、D3A、E280F、E282F等比较合适。由于以上小管屏耗均仅4W左右,单端输出按30%算仅1W,耳放和前级满足需求,但低阻推喇叭可能还是大于2W更合适推,所以考虑双管A类推挽输出,以获取更大的输出功率和更低的失真。
最终选择D3A或E280F三极管接法,D3A三级管接法内阻仅1.9K,正好手上有一对铁木兰A4734推动牛也可作为输出牛,初级10Kpp,次级有0-300-600和0-8-16阻抗匹配输出,可直接作前级或推动300欧及600欧耳机和8欧或16欧喇叭。10KPP:600约4倍压缩,D3A放大管77倍放大(实际放大倍数为77*10K/[1.9K*2+10K]=55.8倍,合计放大倍数14倍。
由于音源主要以CD机等现代音源为主,大多输出电平为500mvRMS(2Vp-p),有的现代音源甚至达到5Vp-p,D3A栅压低失真应在1.5V以内,综合以上输入牛(倒相兼推动)选1:1+1,整机放大倍数为12-14倍。若采用直代管E280F(60倍),则整机放大系数约为11倍。
D3A电子管.jpg 09.jpg 327.jpg
D3A取工作点屏压160V,栅压1.4V,屏流25MA,屏耗4W(最大4.5w),单声道输出功率约为2.4W。600欧放大电压约38V,足以推动大部分后级;2.4W推300欧高阻耳机绰绰有余;推8欧或16欧高效率喇叭应该也能有声有色。



补充内容 (2018-5-2 15:39):
受卢版提示,输出牛确实阻抗比过大,应选1:0.5+0.5(1:1平衡输出)的倒相牛,整体电路放大约13-14倍。初选采用UTC的平衡牛输入并倒相。

点评

按单端并联重新计算了一下,您是对的,输出牛应选2:1+1的倒相牛。  发表于 2018-5-2 15:35
一直没弄懂大家标的比值是指什么,我1:1+1的意思是指阻抗比,比如5K:40K次级平衡输出,输入1Vrms实际输出到两个栅极的是正半周1V和负半周1V,可能我表述有误?  发表于 2018-5-2 15:18
输入牛(1:1+1)兼倒相,那么输入到两只管栅极的信号电压就是输入信号的2倍了!  发表于 2018-5-2 15:02
版主说的是,我自己也发现了,所以修正,直接按并联重新计算,为0.724的系数,放大倍数77*0.734约55.8倍。如加上1:1输出牛的部分损耗,整机实际放大应该在10-13倍  发表于 2018-5-2 14:55
A类PP,则每管的负载为Ra=Raa/2=10K/2=5K,AB类时每管的负载才是Ra=Raa/4=10K/4=2.5K。  发表于 2018-5-2 14:44

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发表于 2018-5-2 14:25:49 | 显示全部楼层
这变压器确实很漂亮!

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 楼主| 发表于 2018-5-2 14:30:32 | 显示全部楼层
本帖最后由 骑匪 于 2018-5-2 15:20 编辑

电路图如下:
电路.jpg
为延长寿命,D3A屏耗取最大屏耗的80%(其实没必要,其本身10000小时的寿命,估计听到死都不会坏)。静态工作点:Uba=160V,Ug=1.4V,Ia+g=25ma。阴极电阻1.4/0.025=56欧,共阴电阻取23-24欧,因屏流仅25ma,一般2W电阻足以。考虑输出牛参数不错,频响按正负1db,低频下潜至20HZ计算,阴极电容取值为319/(Rk*f)=319/(0.47*20)=34uF,并联取68uf。栅漏电阻根据实验参数不大于500K,实际采用450K电阻串联50K电位器作输出牛的倒相电压平衡调整。D3A的噪声等效电阻仅65欧,实打实的低噪声管,视情在靠栅级端串联1K消振电阻,如不加消振无自激则取消。

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区区不到2V的栅压,用到固偏完全没必要,为了少几个阻容,多一路整流滤波没必要。而且整机输出才2W左右,个人认为实际还不如高压稳压。  发表于 2018-5-4 17:04
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改成固定偏压,放大部分就没有电阻电容了。出来的声音就由牛、管子及电路的工作点决定。  发表于 2018-5-4 12:58
可以考虑在输入牛的次级用50K的双联电位器调节音量(每声道一只)。如果不想在次级用电位器,则应选择5~10K的电位器。当然能用上恒阻电位器会更理想了!  发表于 2018-5-2 15:20
旁路C的计算有明显的瑕疵!68UF在20Hz时的容抗已经将近为120欧姆>24欧姆了。其实不旁路可能会更好!  发表于 2018-5-2 15:13
请版主明示。电子管参数标注栅级电阻不大于500K,实际准备的是5K:40K倒相牛和50K的电位器。  发表于 2018-5-2 15:10
这样设计,100K电位器会吃掉大量的高频!栅漏电阻的选取应更多地考虑输入牛的性能而定。  发表于 2018-5-2 15:05

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 楼主| 发表于 2018-5-2 14:39:12 | 显示全部楼层
本帖最后由 骑匪 于 2018-5-2 14:49 编辑

之前DIY停了几年就是因为有了小孩,一方面精力骤减,另一方面担心小孩安全,所以此次考虑所有元件内置了,可能有朋友会笑话牛和胆不外置哪还称得上叫胆机,不管了,安全第一。虽然结构妥协采用内置,但个人还是有点外貌协会,决定用X宝上已经算调价的仿南瓜机箱了。
根据经验,还是采取先纸上练兵的方式构思布局——精确画图。
5338.jpg 构图.jpg
下图是机箱到手后用手上元件的概略布局,实际正在调整。未完待续。
0349.jpg

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发表于 2018-5-3 00:38:34 来自手机 | 显示全部楼层
关注多功能胆机

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 楼主| 发表于 2018-5-3 10:41:13 来自手机 | 显示全部楼层
进度不是一般慢,一晚上就干了这个。
20180503_105215.jpg
20180502_222142.jpg
20180503_105326.jpg
发表于 2018-5-3 11:32:38 | 显示全部楼层
我恰好用过D3A,我个人的感觉是,它是一只声音和素质都相当不错的管子。
但是,我恰好也用电桥测试过D3A在接成三极管接法以后的极间分布电容,D3A的跨路电容Cgp=8.6pF,输入电容为13.4pF, 加上这只管子接成三极管以后的高u值,输入级的密勒电容远大于一般的电压放 大电路,其输入级的高频特性非常容易受到前级电路或输入阻抗的影响。
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发表于 2018-5-3 11:37:43 | 显示全部楼层
田庆松 发表于 2018-5-3 11:32
我恰好用过D3A,我个人的感觉是,它是一只声音和素质都相当不错的管子。
但是,我恰好也用电桥测试过D3A在 ...

如果输入级用音量电位器控制音量,对于D3A这只管子而言,则音量电位器的阻值小些会更好,例如20K或10K的音量电位器。
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 楼主| 发表于 2018-5-3 12:03:17 | 显示全部楼层
田庆松 发表于 2018-5-3 11:37
如果输入级用音量电位器控制音量,对于D3A这只管子而言,则音量电位器的阻值小些会更好,例如20K或10K的 ...

谢田版,卢版也提示了音量电位器问题。考虑到个人现有音源输出阻抗220欧1.7V负载22k,就算换用CD等一般音源,准备每声道输入牛前接50k电位器并联(相当于25k)。理论上电位器过大信号衰减严重,也更容易引入噪声。不过DIY可能后面会试试其他阻值、定阻、牛前和牛后,DIY就是要以实际听感为准。
电路不断调整中,最终电路会详细标注参数。

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 楼主| 发表于 2018-5-7 23:08:01 | 显示全部楼层
只有手钻,开孔打磨都是一个大工程,不过DIY乐趣就在于动手的过程。一周的时间才初步建好了房子,明天正式开始电路设计。电路初稿受到卢版和田版指点,最终电路会公布详细参数。
初步考虑尽量设计成兼容d3a、e280f、5842,以d3a和e280f为主,二管脚位相同尺寸相同站着刚刚放得进机箱,只是放大倍数和工作点略有出入。5842纯三极管且个子很小,以后做个转换座高度也和d3a差不多,仅70多mm的机箱内置也放的进去。
看了3管偏压参数,结合现代音源vp-p普遍在1v-2v,因调节阴极电阻更复杂,还是考虑转换开关调节屏压更方便。初步参考3管参数,150屏压Rk=60r(阴阻并联取30r)定阻比较合适,这样d3a工作点约偏压1.35v Ia+g约22.5ma,e280f和5842偏压约1.5v Ia+g约25ma。三者均输出2W以上功率。
眼睛花了,明天画第二版电路草图。
微信图片_20180507231859.jpg 微信图片_20180507231904.jpg 微信图片_20180507231852.jpg 微信图片_20180507231841.jpg 微信图片_20180507231923.jpg 微信图片_20180507231910.jpg

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呵呵,一看就懂。  发表于 2018-5-8 13:50
两条长管做什么用的?一条穿灯丝绞线,另一条串信号线的吗?  发表于 2018-5-8 13:26
发表于 2018-5-16 08:26:40 | 显示全部楼层
做得漂亮,,手工了得

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谢田版,就一把手钻一把角磨机也是为难我们这些DIYER了  发表于 2018-5-17 11:55
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发表于 2018-5-16 15:17:07 | 显示全部楼层
这种线路怎么加大环反馈呢 加上以后可以把两个牛都环进去那种.

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高U管加入电压环路反馈确实对降低失真是个正面作用。不过准备还是先从输入端入手先成机,后面再看是否加入环路反馈。调整过程和最终电路会公布。  发表于 2018-5-17 12:08

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发表于 2018-5-16 21:45:52 | 显示全部楼层
期待大作出现,楼主的金工相当了得,PCB 是订做的吗?

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发的图上的PCB并非此电路,只是拿来摆位置试试的。成品机箱也谈不上金工,只有手钻角磨机和攻丝钻,只要位置量得精准点手工注意点,简单打孔还是没问题的。  发表于 2018-5-17 11:57
想玩胆

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发表于 2018-5-20 19:16:21 来自手机 | 显示全部楼层
漂亮,输入太多端子了,用不上好浪费额

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实际3路RCA输入2路RCA前级输出,近段时间太忙,预计本周末发进展  发表于 2018-5-21 08:24

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 楼主| 发表于 2018-5-24 10:42:37 | 显示全部楼层
本帖最后由 骑匪 于 2018-5-24 10:47 编辑

快半个月了,进度不是一般的慢。成品机箱缺点就是不合适的就得二次DIY。电位器开孔扩大,垫片小了又要自己DIY个大的,重新攻丝上镙丝就花了几个晚上。电牛位置预留太小,只有把表头原来10多mm的接线柱换成铆钉了。 QQ截图20180524104505.jpg QQ截图20180524104526.jpg QQ截图20180524104439.jpg
因整机静态电流100ma左右,只好定做环牛。电牛参数:160V130ma*2,6.3V1A*2,10V500ma。采用无氧铜绕环牛,不锈钢罩灌封。环牛最大的优点就是可以做得很小,近60W仅直径90高40。
QQ截图20180524104417.jpg
本来欲画图定做PCB,考虑电路后续可能要多次调整,还是选DIY一个搭棚简单易板,最终电路确定后再考虑定做成PCB。
QQ截图20180524104359.jpg QQ截图20180524105104.jpg
成品机箱布局是个大问题,近半个月有好几个晚上都只是看着机箱发呆,又要考虑散热又要考虑交流噪声,到昨天才基本确定布局,先成机再说,反正现在只算搭棚试验,视情再改。
QQ截图20180524104653.jpg QQ截图20180524104337.jpg
推挽机管子配对也是一个大问题,加上D3A相对冷门,并不好找,所以还是入了6只全新管从中配对。没有测试仪,只有电路手工配对了。 QQ截图20180524104249.jpg







QQ截图20180524104544.jpg
发表于 2018-5-24 10:54:25 来自手机 | 显示全部楼层
骑匪 发表于 2018-5-24 10:42
快半个月了,进度不是一般的慢。成品机箱缺点就是不合适的就得二次DIY。电位器开孔扩大,垫片小了又要自己D ...

做的漂亮。
D3A声音相当不错。
无论是成品机箱还是个人DIY机箱,在制l作中都会遇到形形色色的问题。

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田版您可别再夸d3a了,一年前100一只我都嫌贵,现在都快400了。所幸国外还没人炒。  发表于 2018-5-24 11:19

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 楼主| 发表于 2018-5-27 21:06:16 | 显示全部楼层
难得周末休息,利用两天时间把机器装了起来。只检查了一遍接线直接接电试机,接95DB全频音箱听不到一点声音,连交流声都没有,看来是接线有误,试着接手里的SONY D50放声,2002年第一场雪前奏差点没把我吓一跳。再关音源,耳朵贴着喇叭听一下,确实没有交流声。大着胆子干脆拨了音箱端子接上我的HD600大耳,心里都骂脏话了,确实听不见一丁点交流噪声。见鬼了,居然这么顺利。装机前考虑这样屏蔽那样屏蔽,看来是多余的。简单万用表测了下8欧端子,最大仅0.1mv。 QQ截图20180527203708.jpg

测试电路工作点如下:B+=164V   Ua=156.7V。由于考虑的E280F和5842兼容,Rk取的33R(共阴),实测Uk=1.383V,计算Ia约21ma,如果换用E280F屏流应该在23-25ma。栅极电阻取的220K,目前串了1K消振,后面取消试试。
QQ截图20180527203723.jpg
刚成机,听了半个小时,个人觉得果然没有让我失望,可能是早期铁木兰牛,高频空灵(有点直热小单端的味道),低频也没有像TANGO那样感觉飘。设计时计算2W左右输出,可能推挽的原因,音量最大未闻失真,35平米客厅音量开到中间就已经有点振耳朵了。HD600开到1/3刚好合适,开到最大已经可以当音箱了。有600欧和200欧前级输出端子,暂时没有试前级声音如何。电路图暂时不画了,听几天如果有调整再发。

看来只要管曲线好加好牛,出好声真的很简单。
QQ截图20180527203744.png
QQ截图20180527203734.jpg

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确实布局比较紧凑,已经牛入牛出前级、耳放、后级了,再玩只能换元件玩了,此管确实不错,有空测下指标,简单测了下,低频下潜10Hz,高频15K我的木耳已经听不见了  发表于 2018-5-27 22:11
机器内部满当当的,要玩些花样或添加些元件都难了!  发表于 2018-5-27 21:52
祝贺顺利开声!  发表于 2018-5-27 21:49
发表于 2018-5-28 07:10:16 | 显示全部楼层
恭喜老兄的机器正式开声
灯丝供电是交流还是直流?

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交流点灯。d3a确实是好管,简测低频下潜10hz,高频我木耳到15k已经听不到了,应该20hz以上,功率2w多。一般听音场动态也够了。  发表于 2018-5-28 12:04
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