电子管功放的调整

音频应用 · 发表于 2015-12-29 15:12:13

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电子管功放的调整!

　　电子管功放(胆机)的线路比晶体管机简单，容易制作成功，并且有较好的音乐重播效果，特别是在感情表达方面更是专长，所以胆机复起以后很受发烧友的青睐。胆机最重要的特点就是胆味，阁下所焊的胆机是否也具有温暖、醇厚、顺滑、甜美的胆味呢?如果没有，声底和晶体管机差不多，或比晶体管机还硬、还干涩，或自制的胆前级、缓冲器接入放音系统中，放音系统音色的改变并不像媒体所说的那样“立杆见影”时，就应该测量一下各管的工作点，是否工作在最佳状态上，否则就要进行认真、仔细地调整。只有各电子管工作在最佳工作状态，才能发挥线路和每只胆管的魅力，达到满意的放音效果。

　　工作点未调好的胆机，除了音色表现不佳以外，还有音量轻和失真的现象出现。一台放大器音质的好坏，影响的因素虽然很多，但最终还是决定于制作的水平。发烧友在制作器材时，一般是根据手中积攒的胆管和元件，再选择优秀的线路或按照名机的线路按图索骥，进行焊接，元件的规格、数值虽然与线路图上的要求相差不大，但由于元件的排位，走线的长短、焊接的质量，或其它方面的差异，如B＋电压的高低等原因，都会影响到放音的表现，所以焊出的胆机，不一定是胆味浓浓的。没有胆味不要紧，只要通过适当、合理地调整、校验，使放大器各级胆管工作在最佳状态，便能达到放音的要求。

　　胆机调整工作的内容，除了将噪声降低至可以接受的程度和更换输入、输出耦合电容的牌号或容量，以改变音色以外，最重要的是调整屏压、屏流和栅负压，使胆管工作在合适的工作点上，使放音系统放出好声，而这一点正是一些文章中谈得较少或用很简单的二句描述带过去了，要不就是“不需任何调整”就可以工作。如果胆管没有进入工作状态，再换名牌电容，胆味也不会出来。

　　调整胆机时，要根据电子管手册上提供的数据，作为电路的依据，无电子管手册时，要尊重线路图中所给的参数数值或附加的胆管资料进行。三极管的工作点由屏压和栅负压决定，屏压确定后可调整栅负压来调工作点，束射管或五极管的屏压升高到一定程度后，帘栅压的变压会对工作点有较大的影响，因此可调整帘栅压和栅负压来选定工作点。

　　降低胆机噪音和更换耦合电容调整音色的方法，一些文章已有介绍，本文不再重复，这里就调整胆管工作点的方法谈一谈体会。

一、栅负压电路
　调整胆管的工作点时，经常会涉及到栅负压，因此首先将栅负压电路说一下。电子管是电压控制元件，三大主要电极(灯丝、栅极和屏极)是要供给适当电压的，供给灯丝的称甲电，供给栅极的称丙电，供给屏极的称乙电。栅极电压一般是接的负压，习惯上称“栅负压”或“栅偏压”。为了使胆管工作稳定，栅负压必须用直流电来供给。按胆管的工作类别不同，栅负压的供给有二种方法：一种是利用电子管屏流(或屏流＋帘栅流)流经阴极电阻所产生的电压降，使栅极获得负压，则称自给式栅负压，一般用在屏流较稳定的甲类放大电路上。另一种是在电源部分设一套负压整流电路，供给栅负压，称作固定栅负压，主要用于屏极电流变化大的甲乙2类或乙类功率放大级。使用自给式栅负压，胆管比较安全，采用固定式栅负压时，当负压整流电路发生故障，胆管失去栅负压后，屏流会上升过高而烧坏胆管，因此没有自给式栅负压工作可*。
　自给式栅负压产生的过程如下：图1表示电路中电流的流经过程，当电子管工作时，屏极和帘栅极吸收电子，电流从电源高压的负极经阴极电阻RK、屏极、输出变压器初级线圈和帘栅极的电流一起到高压的正极，成为一个负荷回路，当电流流过RK时，RK就产生一个电压降，RK两端的电压，在地线的一端为负极，在阴极的一端为正极。这样，阴极和地线间就有了RK所产生的电位差，栅极电阻R1将栅极和地线连接，所以栅极和阴极间也就有了RK所产生的电位差。由于不同的电子管所需要的栅负压不同，阴极电阻的阻值也不同，如6V6的阴极电阻300Ω，而6L6的阴极电阻170Ω。阴极电阻的阻值可用欧姆定律求得：阴极电阻=栅负压/放大管电流(屏极电流＋帘栅极电流)。当栅极输入信号时，屏流立即被控制而波动，阴极电阻上的电流也就是波动的，所产生的电位差也是波动的，阴极电阻上电压波动的相位恰巧和输入的信号相反，因而减弱了输入信号，这种情况通常称本级电流负反馈，这种作用减低了本级放大增益。引起阴极上电压波动成份是音频交流成份，所以一般在阴极电阻上并联一只大容量的电解电容，将交流成分旁路，阴极电阻的直流电压就比较稳定了。
　还有一种产生栅负压的方式，称接触式栅负压，产生的过程见图2，这种栅负压是电子管自己产生的，当电子从阴极奔向屏极时，经过栅极，如果栅极上没有任何负压时，电子经过栅极就没受到拒斥，则在奔向屏极的路上就不时碰到栅极上，碰到栅极上的电子就由栅极电阻R回到阴极，电子流动方向是从栅极到阴极，所以电子流过R时产生电压降，栅极是负端，阴极是正端，因为碰触到栅极的电子很少，造成的电流还不到1μA，虽然R的阻值很大，以10MΩ计算，但所产生的电压不过1V左右。这种栅负压供给的方式见得较少，只能用在输入端小信号放大电路，输入信号小于1V的放大级，如拾音器输出只有几mV，用此栅负压电路很合适。
二、电压放大级的调整
　电压放大级担负全机的主要放大任务，不能有失真，所以要求工作在甲类状态。甲类状态时，它的工作点在栅压－屏流特性曲线的线性段的中间，此时，栅负压是放大管最大栅负压的一半，工作电流应在放大管最大屏流的30%～60%之间为宜，不应过小。
　调整方法很简单，只要调整阴极电阻的阻值即可，首先将电流表(最大量程稍大于该管最大屏极电流，如6SN7屏流为8mA，可用10mA的电流表)串在阴极回路中，如图3a V1的阴极回路中所示，电流表正极接阴极电阻，负极接底盘，若阴极电阻无旁路电容，为了避免电流表和接线对该级工作状态不发生影响，最好在电流表两端并联一只100μ/50V的电解电容，图中的虚线CA。若阴极电阻RK有旁路电容，电流表的接法见图3b，也可以将电流表串入屏极电路中。然后改变RK的阻值或V1的屏压，使V1的工作点达到最佳状态。也可以用测量阴极电阻RK两端电压的方法，再用欧姆定律(A=V/R)算出电流。
　不同的放大管所需要的工作电流不一样，如6SN7可调到3～4mA，胆管屏流增大，声音温暖、丰厚，但噪声也会增大，噪声是电压放大级的重要指标，噪音不能大，所以在调整时一定要噪声和音色兼顾。具体到某一台胆机上，屏极电流调到多少为宜，也可以通过边调边听音来找到一个音色最佳的工作点。
　当屏极负载电阻R2的阻值用得比较高时，失真小，但这时必须整流输出有较高的电压才行，有条件者，可以将RK和R2用不同的阻值组成几组试听，找出噪音小，声音醇厚、丰满而通透度又好的一组组合换上。
　栅负压应大于输入信号电压的摆动幅度，如用6SN7作电压放大，输入信号来自CD机，CD机输出电压为0～2V，则6SN7的栅负压应调到－3V以上。如12AX7、6N3管的栅负压设计为－2V，若输入信号电压较高，可以在输入端设置信号衰减分压电阻，见图4，使输入信号电压适当降低，保持不失真放大。
　12AX7是音乐化的胆管，一般都喜欢用它制作前级放大器，使整个系统的音乐感更好，在调整工作点时要注意，因为12AX7的屏流很低，最大才1?2mA。
三、倒相级的调整
　调整倒相级的目的是要输出端的上、下二个输出信号对称相等，以减小失真。
　屏－阴分负载式倒相电路，此电路是公认的好声电路，国内外有相当多的名机采用此种电路，电路中V的屏极与阴极输出电压相位相反，而且流过R2、RK的音频电流相等，所以只要R2和RK相等，则屏极和阴极的输出电压大小相等，因而得到相位相反、振幅相等的输出信号，因此一般线路图中都要求此两只电阻要数值相同并配对使用，但实际上由于输出阻抗并不相同，使负载上的输出电压也不是相等的，所以用同一阻值的负载不一定是最佳状态，因此要采用略有差别的阻值，无仪器测量时，可以通过试听是否有明显的失真来判断。本刊1997年举办胆机制作大奖赛时，采用的电路中RK的阻值取43k，稍大于R2(36k)，可以得到对称的输出，减小失真。
　阴极耦合倒相电路，又称长尾式倒相电路，这个电路的频率特性非常平坦，也是很多名机采用的倒相电路，一般要求两个屏极负载电阻(R1、R2)也要相同，如果测得上、下两个输出电压振幅差较大，或放大器有失真，经调整各管的工作点，失真未能彻底消除时，可试将RK的阻值加大5%～10%左右，可能失真就会小些。
四、功率放大级的调整
　甲类功率放大级，功放管的工作点是在栅压与屏流特性曲线的直线部分，栅极的输入信号的摆动不超过负压范围值，超过时将发生失真。甲类功率放大的特点是工作电流在强信号或弱信号输入时，保持不变，工作稳定而失真低，利用这一特性可检验功放级的工作点是否合适。检验时，将电流表串在功放管的屏极回路中，见图3a，当栅极有信号输入时，如果功放管的屏流升高，则说明栅极负压过低，若屏流降低，则表明栅负压过高，必须调整到屏流变化最小为止。屏流的大小要适当，屏流大时，音质听感好，失真小些，屏流小时，对胆管的寿命有利，可根据需要来调整。
　调整时要注意，不要超过功放管的最大屏耗，甲类工作状态时，功放管的屏压×屏流等于它的静态屏耗，超过后屏极会发红，时间一长就会烧坏功放管，一般要求胆管用到极限值的参数不得多于一个，更不能超过极限参数，屏流一般调到最大屏流的70%～80%为宜。
　调整方法是调整阴极电阻R5的阻值，R5的阻值是根据放大管的栅负压、屏流和帘栅极电流的总和而定的，图3a中6V6的屏流可调到30mA左右(最大屏流为45mA)，阴极电压10V，屏压280～300V。当屏压较高时(300V以上)，帘栅压的变化对屏流的影响较大，可适当的调整帘栅压和栅负压选取工作点，有条件者可以将帘栅压采用稳压电路，使功放管工作更稳定。
　推挽放大级的调整是使两只推挽功放管要平衡，两只功放管的栅负压和屏流要相等，以图7为例，栅负压不相等时，调整栅负压电位器RP，屏流不一样时，将屏流大的功放管阴极电阻加大或再串上一只电阻，如图7中的RK，如果屏极电流相差较大，说明功放管不配对，应换一只功放管。有的线路图上，功放管阴极接一只10Ω电阻，它是为了检查功放管的工作状态的，调整时只要测量此电阻的电压降，就可以知道屏流的增减。
　调整屏流时，还应该注意B＋电压的变化，如果屏流较大时，B＋电压降低很多，则说明电源部分的裕量不够或电源内阻较大，滤波电阻阻值大，扼流圈的线径细或电感量大，可减小滤波电阻阻值或将去功放管屏极的B＋接线，改接到滤波电路的输入端，这时虽然B＋的纹波较大，但对整机的交流声影响不大，仍可以在能够接受的水平。
五、负反馈的调整
　线路有了负反馈后，会减少谐波失真，但会影响到瞬态表现变差，因此负反馈量不宜过大，一般有6dB左右为宜，调整方法是改变负反馈电阻的数值，如图3a中R6，图7中的Ra，反馈量的大小根据放音效果如音场、定位、人声的甜美、音乐感等来决定，以耳听满意为准。如果负反馈电路刚一接通，放大器便发生叫声，这是反馈的极性接反了，只要将负反馈的连接线改接在输出变压器的另一端上，此端改为接地即可。有的负反馈回路并联一只小电容，这只电容如果数值选择不当，可能会引起失真或自激，因此，发现此现象时干脆去掉它。
　经过上述方法的调整，各电子管已经进入最佳的工作状态，再放熟悉的唱片，放音效果一定会不同，胆味会增加不少

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