分體式O T L 電子管耳機(jī)放大器

1、分體式 O T L 電子管耳機(jī)放大器任保華大約在一個(gè)多世紀(jì)以前，科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)電子能在真空中運(yùn)動(dòng)而形成電流，他們 還知道熱電極比冷電極更容易發(fā)射出電子。利用這些原理 1904 年世界上第一只電子管 （Valve）生產(chǎn)出來了。這種被稱為真空二極管的“燈泡”除了燈絲之外在管內(nèi)僅增加了 一個(gè)電極（稱屏極或板極），只能用來整流。直到具有放大作用的真空三極管（管內(nèi)屏 極與陰極之間又增加了一個(gè)電極，稱柵極）的出現(xiàn)，在電子技術(shù)領(lǐng)域才真正引發(fā)出了一 場革命。在以后的半個(gè)多世紀(jì)里電子管的發(fā)展進(jìn)入了鼎盛時(shí)期，全世界每年生產(chǎn)的形形 色色的電子管數(shù)以億計(jì)。但是好景不長，晶體管的出現(xiàn)徹底打破了電子管一統(tǒng)天下的格局，到

2、了20世紀(jì)八、 九十年代電子管已是“昨日黃花、風(fēng)光不在”了。盡管如此，由于電子管和晶體管傳輸電流的方法不同（電子管的電流是電子在真空 中的電極間渡越所形成的，而晶體管等固態(tài)元件的電流則是荷電載流子在固體中的原子 間運(yùn)動(dòng)形成的），使得它們產(chǎn)生了完全不同的特點(diǎn)。在聲頻放大器的應(yīng)用中，一般來講 晶體管猶如寶石美麗而冷艷，電子管則猶如美玉華貴而潤暖。這個(gè)差異使得電子管放大 器（俗稱“膽機(jī)”）至今仍以“膽味迷人”而著稱?！澳憴C(jī)”也亦然是音樂愛好者和音響 發(fā)燒友追逐的對(duì)象。這里要給大家介紹的就是一款分體式 OT L 電子管耳機(jī)放大器, 它是一個(gè)很 有特色的、聲音好聽的純膽耳放，它具有很寬的頻響、很高的瞬態(tài)

3、和信噪比指標(biāo), 能夠很好的驅(qū)動(dòng) 32 歐姆600 歐姆的高保真耳機(jī)。圖 1 是它的電原理圖。| R1470 J 1W| R1470 J 1WbN11 69225P14EL84（圖1 ） OTL膽耳放原理圖主機(jī)部分由雙管并聯(lián)SRPP（Shunt Regullated Push Pull）前級(jí)和典型的陰極輸 出功率放大級(jí)組成。SRPP電路常被人們稱其為“單端推挽放大”或“分流調(diào)整推挽放大 電路。典型的 SRPP 輸入級(jí)電路如圖 2 所示。對(duì)于 Vl 來講,信號(hào)從柵極輸入，從屏極輸出，是共陰極放大器。對(duì)于 V2 來講信號(hào) 從柵極輸入，從陰極輸出，是共屏極放大器（陰極輸出器）。實(shí)質(zhì)上它是一個(gè)共陰共屏

4、組合電路的變形。SRPP 線路是一款精彩的設(shè)計(jì), 在一些國內(nèi)外成品機(jī)和愛好者們自制的放大器中常 被廣泛使用。這種電路除了通頻帶寬、具有自動(dòng)控制信號(hào)失真外, 由于電路中兩只管子 在直流狀態(tài)下雖是串聯(lián)連接, 而在交流狀態(tài)下卻是并聯(lián)連接。 所以管內(nèi)阻降底一半, 跨 導(dǎo)增大一倍 , 這十分有利于對(duì)陰極輸出功率放大器的推動(dòng)。本電路使用了兩只 6922(6N11 )雙三極管組成的SRPP電路，這就相當(dāng)于在交流狀態(tài)下有四支單三極管并聯(lián)工 作，更使其優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮到了極致。 我們不妨稱它為雙管并聯(lián) SRPP 輸入級(jí)。不要小看這個(gè) 改動(dòng)，它會(huì)給您帶來比常規(guī)單管 SRPP 前級(jí)更加優(yōu)良的性能呢！電路中C9、CIO是退耦

5、電容，C4、C5是旁路電容。旁路電容使音頻信號(hào)電流不流經(jīng) VI的陰極電阻R1,于是沒有輸入信號(hào)電流的負(fù)反饋，這使輸入級(jí)靈敏度得到提升、頻 率響應(yīng)更加平坦。但是直流負(fù)反饋亦然存在，如果由于電源電壓波動(dòng)和其它等原因引起 管子屏流發(fā)生變化時(shí)， R1 上的直流壓降就會(huì)產(chǎn)生變化，也就是說 V1 的柵偏壓就會(huì)隨之 變化，反過來去抑制屏流的變化，使工作更加穩(wěn)定。前級(jí)的輸入端有兩組RCA端子，一組是將信號(hào)經(jīng)電位器后，直接加在管子的柵極， 而另一組則是通并聯(lián)的電容 C1、 C2 后經(jīng)電位器加在管子的柵極上。這對(duì)音色有些微弱 影響，并能阻斷有些音源可能帶來的直流成分，可根據(jù)情況選擇使用。耳放的功率輸出級(jí)是典型的陰

6、極輸出器( cathode follower ) 。陰極輸出器過去曾 經(jīng)有過一段為聲頻愛好者狂熱追求的歷史，在那個(gè)時(shí)期國內(nèi)外各種雜志一片贊賞美譽(yù)之 辭，聲稱如果把這種電路應(yīng)用于聲頻放大器輸出級(jí)，那么放大器就不會(huì)有非線性失真， 頻率特性會(huì)變得異常平坦，揚(yáng)聲器的阻尼問題也可得到很好的解決等等，一時(shí)間陰極輸 出器似乎成了高保真設(shè)備的規(guī)范模式了。日月荏苒，白駒過隙，隨著時(shí)光的流逝這種電 路卻不知不覺的被人們淡忘了,在主流的膽機(jī)功放中已經(jīng)很難找到它的身影。那么陰極輸出功率放大器是不是已經(jīng)失去了昔日的風(fēng)采了呢？當(dāng)然不是。我們知道，陰極輸出器的基本特征是：高的動(dòng)態(tài)輸入阻抗；低的輸出阻抗；小于 1 的通帶電壓

7、放大率數(shù)值。陰極輸出器具有這些性能是因?yàn)樗且粋€(gè)電壓負(fù)反饋放大器，所有電壓負(fù)反饋放大 器的優(yōu)點(diǎn)，如雜聲的抑低、頻率響應(yīng)性能的改善，非線性失真的抑低等等，它都具備。陰極輸出功率放大器的致命弱點(diǎn)是它的功率靈敏度太低，要求輸入的驅(qū)動(dòng)電壓幅度 太大。對(duì)于前級(jí)來說，向后級(jí)供給很大的輸入電壓就可引起很大的非線性失真。從總體 上來講會(huì)得不償失，另一方面它的輸出功率太小，效率很低；高阻抗的優(yōu)質(zhì)揚(yáng)聲器的匱 乏也是影響陰極輸出功率放大器發(fā)展的瓶頸。但是在耳機(jī)放聲系統(tǒng)中由于所需的驅(qū)動(dòng)功率很小，優(yōu)質(zhì)耳機(jī)的阻抗一般都在 32 歐 姆到 600 歐姆之間，這些條件使陰極輸出功率放大器的優(yōu)點(diǎn)可以發(fā)揮到極致，而它的不 足卻可

8、以得到有效的抑制，可謂揚(yáng)長避短。因此在耳機(jī)放聲系統(tǒng)中它卻得到了廣泛的應(yīng) 用。本機(jī)采用功放名管EL84 (6P14)組成陰極輸出功率放大級(jí)。EL84(6P14)是大屏極、 高跨導(dǎo)(鼻9mA/V)的五極管，接成陰極輸出器使用時(shí)輸出阻抗很低，我們可以運(yùn)用 Zo=l/gm這個(gè)近似式計(jì)算出它的數(shù)值。式中Zo是輸出阻抗，m是電子管跨導(dǎo)EL84(6P14) 的Zo=l/9mA/V=l/0.009=lll歐姆。這比功放管6P1要低近一倍(6P1為204歐姆)。當(dāng) EL84在三極管狀態(tài)使用時(shí)陰極電阻R4可取270歐姆,這樣當(dāng)屏壓在265V時(shí)可取得8.2V 左右的柵偏壓，使之工作在線性區(qū)域。輸出電容C7使用220

9、0微法，再加大已沒有明顯 的效果，為了更好的播放中高頻段，在輸出電容C7上并聯(lián)了 C6和C8兩只CBB電容。圖3 是本機(jī)的電源部分電原理圖。這是一個(gè)雙膽管整流電源 , 這是一個(gè)雙膽管整流電源 , 整流管使用6X4(6Z4)。6X4(6Z4)的輸出直流最大為75mA,單只管子滿足不了本機(jī)需要，所以采用兩只管子。為了方便印板布線，先將一個(gè)雙二極 管的兩個(gè)屏極并在一起，成為一只單二極管 , 然后再用兩只相同的管子組成全波整流方 式，可使輸出電流加倍。當(dāng)然采用一只5Z2P也行，但是5Z2P體積較大、燈絲耗電也多, 它又是直熱式整流管，這和6922(6N11)、EL84 (6P14)這類旁熱式管子在燈絲

10、加熱時(shí)間 上相差較大，不利于延長管子壽命，所以還是使用6X4(6Z4)為好。濾波電路采用雙n節(jié)CR方式，由于濾波電解電容用的較大沒有采用扼流圈。R9為 限流電阻，可限制開機(jī)時(shí)過大的充電電流，利于提高整流管的壽命。6922 (6N11)和EL84 (6P14)的燈絲繞組具有中心抽頭，通過R13、R12分壓獲得的70V電壓懸浮其上，并通過 C9 接地。即可防止 V2 管陰極和燈絲絕緣的擊穿又可減小交流聲。由于電源和主機(jī)為分 體結(jié)構(gòu)， 主線路板布線又十分合理， 6.3V 燈絲電源雖未經(jīng)整流， 但整機(jī)背景極為寧靜， 使 用靈敏度極高的低阻耳機(jī)，即便將音量開到最大，也聽不到絲毫交流哼聲。R12為電容放電

11、電阻，關(guān)機(jī)后電容儲(chǔ)存的電量可由此緩慢的泄漏掉。這個(gè)電子管耳放，采用自制的雙面印刷電路板，元器件分別焊在電路板的兩個(gè)面上。圖4是耳放主機(jī)的印刷電路板的正面圖和背面圖。187(背面)(圖4)膽耳放印板制作這個(gè)電路板要非常細(xì)心， A 面和 B 面要一一對(duì)應(yīng)不能有任何偏差。可以先按比 例復(fù)印一張背面圖貼在敷銅板上，在鉆孔的地方先用 1mm 的鉆頭打孔，然后再在正面和 背面“對(duì)孔繪圖”，就不會(huì)有問題了。為了防止銅箔氧化，可將腐蝕完的電路板清洗打磨干凈，隨后刷上酒精松香溶液，放在錫鍋里鋟鍍一下就行了。現(xiàn)在有一種熱轉(zhuǎn)印法的制電路板技術(shù)非常簡單方便 , 最適合實(shí)驗(yàn)制作電路板時(shí)使用 , 成本非常低廉。用于制作電

12、路板的熱轉(zhuǎn)印紙，使用“冷敷膜”的黃色后背紙效果出奇的 好, 這種冷敷膜后背紙，廣告裝潢公司在敷膜后都丟棄掉了, 平時(shí)不妨收集一些備用。 熱轉(zhuǎn)印法制板具體可分為五步進(jìn)行：用激光打印機(jī)將黑白的電路板圖打印在熱轉(zhuǎn)印紙上；將熱轉(zhuǎn)印紙有圖的一面對(duì)正在處理干凈的敷銅板上，然后用電熨斗（調(diào)整在180230 攝氏度）平整熨壓熱轉(zhuǎn)印紙二到三分鐘 , 待冷卻后, 輕輕揭掉熱轉(zhuǎn)印紙 , 碳粉油墨圖形 便轉(zhuǎn)印到敷銅板上了。揭開熱轉(zhuǎn)印紙時(shí)可慢慢先揭一個(gè)角， 如果圖形沒有轉(zhuǎn)印好可再用 熨斗熨壓， 直到圖形完整無缺的轉(zhuǎn)印好了為止 ， 然后用油性記號(hào)筆修補(bǔ)有個(gè)別損傷的 圖形；配好三氯化鐵溶液將轉(zhuǎn)印好的敷銅板放入溶器中腐蝕；電

13、路板腐蝕完成后用清水沖洗干凈， 并用汽油或二甲苯擦洗掉碳粉油墨；用小臺(tái)鉆或手電鉆打孔，為防止銅鉑氧化，可用自噴漆輕輕噴一下，電路板就算完成了。 由于自噴漆附著力不強(qiáng) ，也不耐高溫，焊接時(shí)直接用電烙鐵頭來回搓一下焊錫就會(huì)溶化 在焊盤上了， 不必要事先將焊盤上的油漆刮掉。雙面板的制作難度稍大一點(diǎn)， 要一面腐蝕完了，再轉(zhuǎn)印腐蝕另一面， 暫時(shí)不腐蝕的那面 可用不干膠帶貼上， 一面完成后可先打幾個(gè)孔作為定位孔， 然后再對(duì)準(zhǔn)轉(zhuǎn)印另一面。圖 5 就是筆者采用熱轉(zhuǎn)印法制板的一個(gè)實(shí)例。下面我們?cè)僬f說元器件的選擇。在這個(gè)機(jī)子里最重要的元件就是電子管了， 6922JAN為菲力浦在美國設(shè)廠生產(chǎn)的，在結(jié)構(gòu)上與同廠的6D

14、J8基本沒有什么差別、EL84選 用俄羅斯 SOVTEK 生產(chǎn)的，以上兩種進(jìn)口管也可分別使用北京牌 6N11 和 6P14 軍級(jí)管子 直接代換。6X4選用美國TUNG-SOL（天索）或雷燈生產(chǎn)的都可以，也可用北京牌6Z4軍級(jí)管子直接代換。所有管子要求嚴(yán)格配對(duì)。6922 和 EL84 實(shí)物見圖 6。(We)電子電阻選用國產(chǎn)早期生產(chǎn)的大紅袍精密電阻；電解電容可用紅寶石或國產(chǎn)大廠的正 品；其它電容全用 CBB MKP 音頻電容； 電阻、電容也需要嚴(yán)格配對(duì)使用。電位器使用 ALPS -27 型塑殼品種。我們?cè)谶@里沒有一味追求使用發(fā)燒補(bǔ)品元件，等你有了一定裝機(jī) 經(jīng)驗(yàn)之后，對(duì)補(bǔ)品元器件的性能，有了較多了解

15、之后再用也不遲。切不可人云亦云盲目 堆砌，這樣可能事與愿違。電源變壓器購買100VAEI鐵芯的品種,如果自制可按電路圖 中數(shù)據(jù)繞制。面我們就開始具體的焊接裝配。圖 7 是元件在印刷電路板上正面和背面的安裝布置圖。C背面）（圖7）膽耳歆元件布置由于采用雙面電路板，所以應(yīng)當(dāng)格外注意兩面電路的可靠焊接。元件腳需要正面和背面都焊接的，不要焊好了一面而忽視了另一面。電路板兩面電路的連接，在業(yè)余制作條件下不具備電路板“金屬化孔”的工藝條件，因此采用“搭接針”的方法，也就是用一段銅線穿過印板正、背靣需要連接的部分，然后焊接起來，效果也不錯(cuò)。另外，過去生產(chǎn)的電子管管座是專為搭棚焊接設(shè)計(jì)的，管腳尺寸較大，腳與腳

16、之間 距離太近，在印刷板上很不好安排，所以必需改造一下，只要按圖 8（只畫出一個(gè)管腳） 用鋒利的斜嘴鉗剪掉一部分就行了，也很好用。當(dāng)然，如能找到印板上專用的管座那就 再好不過了。瓷座從此處剪斷圖8）瓷座從此處剪斷圖8）從此處剪斷處理后的管腳圖 9 、圖 10 分別是電源部分的印板和元件布置圖155電源部分采用單面印板，除變壓器、開關(guān)、指示燈和輸入、輸出的插座直接安裝在 殼體中外，其余元件均焊接在印刷板上。安裝好的膽耳放和電源如圖 11、圖 12、圖 13 所示（圖中是制作時(shí)的實(shí)物照片,成 文時(shí)印板作了修改）。實(shí)驗(yàn)和調(diào)整分四步進(jìn)行：第一步、 首先檢查電源部分；插上整流管6X6,在電源的高壓輸出端

17、接一個(gè)3.5K 20W的電阻，然后接通電源。此 時(shí)高壓輸出端的電壓應(yīng)為265V； 5V燈絲電壓應(yīng)為5.5V； 6.3V燈絲電壓ab端應(yīng)為6.8V， ca、cb端電壓應(yīng)相同都為3.4V （由于是空載，燈絲電壓會(huì)適當(dāng)高一些）。這里需要提醒 大家的是如果電源有故障需要檢修時(shí)，必需切斷電源，等電容放完電后再進(jìn)行處理；第二步、 檢查調(diào)整 EL84 管工作狀態(tài)；電源部分正常后，拆掉假負(fù)載電I阻，連接電源和主機(jī)，再插上兩只EL84管，通電檢 測第3腳陰極的電壓應(yīng)為8.2V左右（此時(shí)屏流為31mA左右），此時(shí)手觸改錐桿碰第2 腳柵極，耳機(jī)內(nèi)應(yīng)有明顯的交流聲。兩管的電壓應(yīng)盡量相同，否則只能換管配對(duì)了；第三步、 插上兩只6922管，用兩只11K電阻插在兩個(gè)V2管座中的第1孔和第3 孔內(nèi)（在管子上面反時(shí)針數(shù),這樣才能和第1和第3管腳相對(duì)應(yīng)），通電檢測兩個(gè)V1管 的第3、8腳陰極電壓應(yīng)為1.5V左右（此時(shí)屏流為3.2mA左右）。第1、6腳屏極電壓應(yīng) 為40V左右，此時(shí)觸摸輸入端插座應(yīng)有很大的交流聲。兩管的陰、屏極電壓應(yīng)盡量相同， 否則也要換管配對(duì);第四步、拔掉兩