电子管放大器的自制与调试,Vacuum tube amplifier

电子管放大器的自制与调试,Vacuum tube amplifier

关键字：电子管电路调试

制作电子管放大器时应重点把握以下几个方面的问题。

一、供电系统
供电系统的优劣直接影响到系统的稳定性和功放电路各项性能的良好发挥。

1. 电源变压器：在电子管放大器中，功放管（耗电大户） 对电源变压器索取的是高电压与小电流，通常情况下其功率就取在功放满功率输出时的2 倍以上。对电源变压器应重点加强屏蔽措施，因为高电压输出的电源变压器比低电压输出的电源变压器的辐射干扰能力大得多。

2. 整流、滤波电路： 在电子管放大器电路中，一般做法是整个电路共用一组直流电源。

整流器的耐压和整流电流应选择得高一些，耐压一般应在电源电压的1 倍以上，通过电流应在整机满功率时输出电流的2 倍以上。直流电源滤波应尽量选择π型、LC 型以及滤波性能优异的并联谐振型滤波器或设置电子稳压电路。

因为电子管功放中的主电压通常设计得较高（一般在200V 以上） ,所以必须注意在整流、滤波后的直流电源与地间并联一只合适功率与阻值的电阻（泄放电阻） ,以便在关机状态下对整流器进行调整、检修时及时泄放掉滤波电容内存储的电荷。另外还应充分做好各级之间的电源隔离与退耦工作。

3. 灯丝电源： 在电子管放大器中，灯丝的50Hz 干扰早已判为是造成整机信噪比过低的罪魁祸首，解决问题的途径有三：一是采用直流电压为灯丝供电；再者就是灯丝交流电压供电，但必须采用悬浮供电的方式。做法是把变压器次级为灯丝供电绕组的中心抽头接地，在灯丝电压输出端子之间加入交流声平衡电路，即在两端子间跨接一只阻值合适的线绕电位器，将其中心滑动片接地，通过调整此交流声平衡电位器来达到降低或消除交流声的目的；三是将电子管灯丝任意一端接地，另一端接变压器灯丝绕组的一个端点（假设此端为A ,另一端为B接地） ,通过改变市电交流插头插入电源插座的方向和A、B 两点之间的交换，此时监听扬声器中50Hz 交流声的干扰会出现明显的变化。当判定某种接法的交流声最小时，即可将此连接方式固定下来，并记住交流电源插头插入电源插座中的方向。然后再通过仔细改变灯丝绕组接地端的接地位置，以把50Hz 交流声干扰降至极限为最终目的。

二、功放电路
1. 电子管：输入级、前级或推动级可选用常见的6N 系列的管子，如6N1 、6N2 、6N3 、6N11 、6N8P 等， 功放级可以使用性能指标较高的6P1 、6P14 、6P15 、6P3P 以及FU7 、FU - 25 等型号的电子管。

2. 耦合电容：耦合电容应尽量选择高耐压值、低漏电流及无极性的CBB 电容或其他优质电容，且其容量一般选择在0. 1μF - 1μF 之间为宜。

3. 阳极电阻：电子管阳极电阻的阻值在其阳极电压确定后也随之确定。在保证阻值符合管子正常工作的前提下，其功率也应留出相当的余地，以减少在工作时的发热量。

4. 栅极电阻：栅极电阻的作用是为目标管传递偏压。为了提高整机信噪比，此电阻应选用较高质量的金属膜电阻，其功率可以使用小一些的。

5. 阴极电阻：在电子管的阴极电压和栅偏压确定以后，其阴极电阻的阻值决定着该管阳极电流的大小，选取时应尽量使用推荐值，阴极电阻的功率应选择得大一些。

6. 输出变压器：性能的优劣对整机有着极大的影响。建议购买有知名度的成品输出变压器（且有屏蔽罩附售） ,应采用分层、分段及交叉绕制的方法精心制作。

三、制作工艺
1. 结构与布局：通常情况下，电子管机一般都设计成金属基座并且为敞开式结构。即电子管、电源变压器、输出变压器以及滤波电容等体积较大的器件安置在基座的上部，而其它小体积的阻容件及连接导线则在基座内部设置。

在安排各元器件在基座上（内） 部的位置时，应遵循音频信号由小到大的顺序作合理布置，不可将大、小信号的元器件交叉设置，以免引起“交叉感染”。一般做法是，基座最前方是信号输入（信号输入座也可用屏蔽线引到机后安装） 电路，再按照信号流程将元器件依次向后排列安放。

2. 焊接与布线：在进行各元件的焊接时，采取传统而又发烧的搭棚焊接工艺。即直接将元器件和各部引线焊接于电子管座相应的管脚上。在两焊接点跨度较大时应加入相应的支撑（如塑料支架或双面胶带） 与过渡（如接线板） 物体。在元器件上机以前，应该用数字三用表对元器件进行严格的测试与筛选，保证所选元器件参数与设计值相符。再把选中的元器件引脚上的氧化层用锋利的刀片刮净并做搪锡处理。

还应注意尽量将元件引脚剪短，以防引入干扰。

在用导线进行元器件之间的连接时，注意电源引线应尽量避开音频信号通道，以防电源辐射造成音频信号的劣化。另外机内的交流电源线（包括交流供电时的灯丝电源线） 应作绞合处理。交、直电压与电压、电流不同的电源引线不可以平行设置或绞合在一起，而是二者应尽量远离或作交叉设置。再者就是机内连接电子管各极的引线应以不同颜色（阳- 红、黄- 栅、绿- 阴、黑- 地） 加以区分，以方便辨认并以短、粗为宜。机内连线在不相互影响的前提下用尼龙扣收紧并做合理固定。

3. 屏蔽措施：电源变压器和输出变压器是整机中最大的电磁干扰源，要利用金属物体将其与其他器件隔离或作屏蔽处理。同时，机内音频信号传输中两点的间距在超过20mm 时，就应该使用质量上乘的双芯屏蔽线作为级间连接。并且做到屏蔽层单端接地。担任信号输入与前级放大的管子应使用专用金属屏蔽罩罩住，以防止外界杂散电场的袭击。

整机最好采取一点接地方式，具体做法是除电路中零电位的一根引线与机壳相通之外，电路中其他部位不得与机壳有任何相通或阻值过小之处（包括信号输入与功率输出端子） 。并且此接地线是从各单元板上用粗壮的黑色导线以最短的距离汇集于一点并就近接地。经验得知，电子管放大器的接地点在一般情况下是选择在整流滤波电路或信号输入座附近。

四、系统调试
首先在不插入电子管的情况下接通交流电源并将电源开关扳至开启位置。探察（注意方法，勿遭电击） 机内有无冒烟及温度过高之处，同时利用万用表测量电路中各关键点交直流空载电压值，并与设计电压值相比较，如果上述检查确无异常情况，可将整机电源切断，持几分钟后，再把各电子管插入相应位置并在功放两输出端接上假负载（与输出变压次级输出阻抗相匹配的大功率感性负载） 开机（禁止空载开机，以免击穿价昂的输出变压器） 。开机后（手不要离开电源开关） ,及时审视机内有无异常情况，并观察电子管灯丝是否正常点亮。同时用万用表测量整机电流和各电子管的阳极电压、电流及栅负压是否在设计值以内。

在上述步骤走完之后，下一步就可以撤去假负载，接入扬声器（关机操作） 进行下面更为简单的调试。在开机后如监听到扬声器中有交流声或高频噪声干扰，一般是电源滤波及退耦不良、电路接地不好或位置不正确以及屏蔽措施不得力。可以通过提高电源滤波及退耦的能力、改善地线的接地状况或改变其接地位置以及加强电磁屏蔽等措施加以克服。

所有工作都做完了，最后就是连接音源试听。