大功率推挽输出胆机图纸(6L6推挽胆机设计制作和调试)(1)

6L6G推挽胆机

单端胆机工作简单,但功率有限,若要增加输出只能硬性升高工作电压,问题是屏压超过千伏后,随之而来的是胆内失真、牛内失真、驱动失真、滤波困难等令听感不悦的连锁反应。

推挽胆机则在不提高工作电压情况下,巧妙将两胆电压叠加,输出功率提升3倍左右,即可工作于甲类也可工作在甲乙类,不足之处是存在交越失真,但可通过工作方式予以改善。

所以权衡利弊,我选择推挽机为本次大功率胆机设计架构。

在音响系统中,功放的输出功率与声音力度、密度等听感指标相关联,重要性不言而喻,但功率也非越大越好,因为失真也会随之增加。

我目前已配置音箱灵敏度为93dB,如果搭配胆机,通常20W左右功率应该可满足绝大部分要求,因此确定此功率值为本次设计指标。

推挽机优势之一是效率高,选择功率胆最好也是高效的,如五极胆或集束胆。进一步查看胆特性手册会发现,五极胆奇次谐波失真多高于集束胆,后者当负载阻抗等于或小于其最佳负载阻抗时,少量的失真是以偶次谐波为主,所以我更倾向后者,其中功率集束胆6L6G的综合指标比较符合我的要求。

大功率推挽输出胆机图纸(6L6推挽胆机设计制作和调试)(2)

6L6G功率集束胆

胆机设计都从输出级开始,本机也不例外,单看6L6G指标,耗散功率19W,单支输出6.5W,甲类推挽输出可达18.5W,总谐波失真≤2%,平衡且友好。

输出级是失真大户,减少失真是本级设计重点之一,由于偶次谐波失真可由推挽基本抵消,故重点放在减少奇次及高次谐波失真上即可。

具体措施有:(1)减少交越失真,这是较严重的奇次谐波失真,源于正负半周信号交接误差,为此我将胆工作点设在甲类或略偏乙类一点的位置上,改善效果明显,调试时示波器已观测不到;(2)减少胆内失真,主要指因帘栅极电压不稳产生的高次谐波失真,为此我选择标准接法而非超线性接法,因为后者虽然总谐波失真减少但成分对听感不利;(3)减少输出牛中失真,主要是预防因磁饱和产生的奇次谐波失真,为此我在推挽回路中设置静态电流平衡调节电位器,尽量减少流入输出牛中的直流成分。

输出级中另一个影响整机性能的因素是输出牛的品质,我选择桥本HW-40-5型牛,基本指标:功率40W、初阻5KΩp-p、频响10Hz-60KHz<-1dB。

大功率推挽输出胆机图纸(6L6推挽胆机设计制作和调试)(3)

推挽输出牛

接下来的重点是倒相级电路设计,此乃推挽机独有影响也不可小觑。分析几种成熟胆机电路后会发现,如果以减少失真为目的,只有分割负载倒相电路可用,失真最低且不受胆特性影响,缺点是没有增益,输出电压也较低,好在后两点都较容易解决。

增益问题可利用分割负载后阴极电压较高的特点,与输入级直接耦合,同样是两胆组合,实际上与其它几种倒相电路比较增益并无减少,至于输出电压低的问题,在其后增加一级差分推动电路即可。

大功率推挽输出胆机图纸(6L6推挽胆机设计制作和调试)(4)

本机初步设计的电路架构

本机按照以上思路设计后会发现,其电路架构与著名的威廉逊电路很相似,我认为这是殊途同归。现在的新问题是,由于整机为4级放大输出,施加环路负反馈后可能有高频移相自激,电源处理不好还可能引发低频耦合振荡,也就是说,虽然谐波失真问题不大了,但整机的稳定性是不确定的。(待续)

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