本帖最后由 tts43 于 2018-10-23 13:10 编辑
继续更新,现在小箱子有了,缺一套功放,目前暂时用大厅里的障板功放顶着,但是这样一来大厅里的就不能用了。而且小房间,也用不着那么大的功率,所以干脆继续废物利用,造一个简单的功放吧。
功放首先需要壳子,这两天上网买了个木壳,20多块钱包邮,非常适合做功放,优势在于开孔简单,便宜,有风格。
然后当然需要零部件,找了找,以前玩胆还剩一些玩意,就这些了。弄个电子管单端可以,电子管单端是分立功放最易做的咯。
1.设计:无论对也好错也罢,设计是必要的。先不说好不好听,不设计就没法购买相应的零件,也就没法做。与其零件买回来扔,不如多把设计做久一些,省时省钱。
后级输出级:后级选用4p1s电子管输出,也就是图中较大的管,为什么选4p1s呢?因为贵管我没有收,在此啰嗦一句,电子管都会缓慢漏气,因此早用早舒服,特别是现代管,不管什么300b还是400a,没什么收藏价值的。然后说说4p1s这个电子管,这个管的特点就是比较便宜,功率不大,难得的是,和现在大热门的2a3,300b一样是直热管,现在的直热管,随便一个就几百几千的,4p1s这种10块钱一只的,是最便宜的直热管没有之一了,虽然输出功率小,三极管接法单端只有1.5w左右功率,但是在小房间问题不大,耳机嘛,问题更不大了。这个管有人说原来是t34坦克的电台上用的,北京厂出品,北京厂的技术还是不错的,是某些现在国内电子管厂的源头祖师,而国内现在的电子管厂,随便一个管几十上百几百上千。。不说了。总之自己做,没必要赶潮流。用没有人用没有人炒的型号不是挺好吗?
要确定后级的外围电路,首先我们得找到电子管的特性曲线,方式很多,看说明,胆机论坛找,都可以。这里直接放别人找好的。
看图,这个就是4p1s的特性曲线,一条条梳状的曲线表示电子管电压v和电流i的关系,一般我们说某个电子管“线性好”,咋好?就是这种梳状曲线分布均匀,在大范围内逼近直线。这背后的道理是什么呢?就是反映出电压和电流变化的状况,理想情况下,电压改变一定量a,电流也应该改变一定量b,a/b应该是一个定值,这样的结果,才能实现电流精确的随着电压变化。不然电压增大,电流一口气上不来,忽大忽小,那必定是失真巨大的。这种变化汇成图,就直接反应在曲线的直不直,间隔等不等,中间的道理,理科的童鞋想一想就明白。
画了一个圈的,是最大耗散曲线。耗散就表示电子管承受、消耗的功率,根据说明书,4p1s的最大耗散应该不大于7.5w,7.5w怎么来?电压×电流而来,将图中电压×电流=7.5的点用线连起来,就是耗散曲线。这个也没什么难理解的。要输出最大功率,就尽量让电子管的消耗达到7.5w,即工作点落在这条曲线上。
ok,问题继续,这条曲线上这么多个点,不是这条曲线上的也这么多个点,我怎么知道取哪个?其实没有定数,只有尝试,不过方法倒是有的。
一句话总结,算出图形中三角形阴影部分的面积(为方便解释,我们假设电子管都是线性的情况下),即为输出功率。以下过程是我个人理解,不对欢迎指正。
首先,这个三角形的各项参数怎么确定,以及有什么意义?首先我们来关注蓝色的点。。这个就是静态工作点,怎么选的?瞎jb选的,选完再验证,验证的结果将告诉我们为什么不能瞎jb选。 其次我们关注三角形蓝色的斜边,斜边的斜率怎么定的?瞎jb定的。 事实上,这个线的斜率可以理解为输出变压器的初级阻抗决定的,初级阻抗决定了,根据r=V/i,这条线的斜率也就定了。假设我们现在就有一个这样阻抗瞎jb定的输出变压器,看看会发生什么?
首先,我们注意到,瞎jb定的点,落在了一条-10v的曲线上,这个-10v是什么鬼?是栅负压,栅负压是什么鬼,那要从电子管原理讲起,懒得讲也讲不好。总之大家可以把它想象成一个上限,即输入该电子管的信号电压不得大于10v,这个点在没有输入电压时是-10v,假如输入+10v,就会“溜到”图中蓝线的与0v曲线相交的位置去,同理,输入-10v,就会“溜到”-20v那里去。如果输入+15v呢?那就溜出0v以外了,可以理解为“爆表”了。一般“爆表”是不行的。所以如果选定了-10v,输入电压就只能在0v和-20v之间飘。
讲完了这点,三角形的另外两条边的定义也出来了,分别是(V最大输入)和(V最小输入)时对应的电压和电流嘛。让我们给他们加上名字。如下:
Imax,Imin,Vmax,Vmin的交点,定位出了三角形的三个点,这下子可以求阴影部分的面积了。但是为啥吗阴影部分的面积就代表最大输出功率呢?因为输出功率=(I的最大变化量)×(V的最大变化量)/2,为毛要/2?我也说不好,总之就是由于阻抗的关系,形成了一个这么的三角形。 从瞎jb选的蓝点到三角形的顶点,i的最大变化量就是三角形的高,v的最大变化量就是三角形的底。
所以此时输出功率 p=(Imax-I瞎jb选的点)*(Vmax-V瞎jb选的点)/2=(Imax-Imin)/2*(Vmax-Vmin)/2/2=(Imax-Imin)*(Vmax-Vim)/8。说了半天就是为了找理由说明这条式子。
看图上的数值,大约估摸着取,算出来,P=(48ma-20ma)*(240v-90v)/8=0.55w,也就是说,如果我们瞎jb取了这个工作点,瞎jb用了这个输出牛(阻抗=(240v-90v)/(48ma-20ma)=5k),那么就只能得到0.56w的输出功率!
另外:谐波失真计算:2次谐波计算公式 = [(Imax+Imin)/2-I瞎jb选的点]/(Imax-Imin)*100%=3.57%!不错了!根据这种算法,大家也可以对号称输出10w,thd=0.1%的300b之流算一算相关的数据,很可能更惨哦。
经过反复取点,为了获得较大功率,我大概可以取成这样。
这个图一出,原件值就基本确认了。
其中215v是静态工作点(上图红点)对应的电压,100R是三极管接法时防自激用,变压器的初级阻抗5k是上图斜线的斜率计算出来的。430R是上图的红点处对应的-15v线和电流34.8ma相除得出。至此,后级设计完成。
前级放大级:前级使用的管是EF92,这是一支冷门的遥截止五级管,价格也非常便宜,如图爱迪生这种老牌,制造的方环网屏50年代特征的原盒管,不过十几块一个,要是热门管,价格飞天上去了。前级放大的设计过程,和后级没有太大的不同,就不多说了,坑的是,ef92没有三极管状态的曲线。。到时候说不定只能祭出测量大法,根据线性的定义,输入电压变化,产生的电流变化应该是接近一个固定比例,实在不行就做几组测试,试试吧。再不行就换6j1,总有曲线了吧,问题不大。:lol
电源设计:电源设计要结合滤波电路考虑。如为了让后级正确的获得215v的电压,需要设计电源的电压。
如图,上面对后级的计算中,我们得知需要保证后级的工作,后级电流需要34.8ma,电压需要215v,假设前级需要3ma,100v,电压取大,电流相加,那么一个声道电流就应该约为38ma,两个声道总电流76ma,电压215v。知道了这些,怎么确定电源呢?首先要确定使用的整流滤波电路形式。假设整流部分会造成40v的压降(常见的5z4pa整流管在80ma左右的压降,怎么知道的?当然是看5z4pa的说明书!!),5h的扼流圈直流电阻50R,加上输出牛的直流电阻约300r,当通过80ma的电流时,压降又约为30v,那么整流后的电压=215(后级需求)+40(整流压降)+30(滤波输出牛压降)=285v。
那么多少v的交流整流后得到285v呢?公式:v=285/1.414/0.9=224v。所以我们需要一个220-220v的变压器。假设整流不用5z4pa,用晶体管,压降只有3v呢? 那就是215+3+30=248v,v=248/1.414/0.9=194v,需要一个220-200的变压器。当然,变压器最大过流必须大于80。至此,电源也设计好了。
上面基本就是一个最简单的单端胆机设计的过程,一环扣一环,设计完成,重要部件不变的前提下,可以照单采购了。后期可以采用调整电阻等便宜部件调整声音,但不管怎么样,以有理有据为荣,以瞎jb搞为耻,才能在有限的条件下尽量做出好东西。:lol
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