22年前发烧制作的胆机(图文)

1、22年前发烧制作的胆机22年前，我在一家大型国企中的设计研究所工作时，受1993年实用电子文摘、音响世界刊登的国内著名胆机大师西北某研究所曾德均的文章启发，以及当时深圳维克斯电子公司征集胆机制作大奖赛的鼓动，勾起了我自制一台胆机的冲动。经过整整一年选择电路、设计计算、选择元器件、制作底板、安装调试，期间还有幸多次与已在深圳创业的曾德均大师通电话讨论技术问题，终于在1994年制作成功。此机重量32，用300B作推挽功率放大，无大环路负反馈。用信号发生器和示波器实测输出功率16W（RMS）2，信噪比达到95db夜深人静时把音量开到最大，耳朵紧贴喇叭也听不到一丝交流声和噪声。由于当时市面上还没有数码

2、相机，所以用模拟相机拍了一些照片。现在发到网上照片一部分是用22年前的老照片翻拍的。下面是这些老照片，其中也有新拍的，而且都是用摩托罗拉A1200E手机拍的。下面就是用来翻拍的十多张老照片：最初整机老照片（照片中的倒相级恒流管6F2管后来换成了晶体管，而原来插6F2的位置换成显示管6E2。）侧俯视图.jpg (74.45 KB)2009-3-25 21:44后来的晶体管恒流源，器件直接搭棚焊接在电子管管座上。晶体管恒流源1.jpg (100.51 KB)2009-3-25 21:44后来的整机照片（电源变压器、滤波电感电容、输出变压器安装区域上加换了不锈钢罩）正俯视1.jpg (62.89 K

3、B)2009-3-25 21:44侧俯视.jpg (75.63 KB)2009-3-25 21:44音量调节电平指示管正面局部1.jpg (72.52 KB)2009-3-26 14:52老照片俯视（300B的负栅压调节采用工业级10圈精密电位器，可以保证负栅压调节精细可靠且长久不变照片中300B旁边四个带钟表指针的就是）俯视图.jpg (56.81 KB)2009-3-26 14:52新照片俯视俯视0.jpg (51.82 KB)2009-3-26 14:52老照片底板内接线，有点乱。底板内接线.jpg (104.05 KB)2009-3-25 21:44接地母线采用42裸铜线，各级接地汇集

4、到一点接地，灯丝电源线用双绞线，前级电子管阴极的负反馈旁路电容采用钽电解底板内接线3.jpg (107.89 KB)2009-3-25 21:44前级输入接线采用音频专用无氧铜屏蔽线前级进线接线.jpg (82.96 KB)2009-3-25 21:44前级稳压接线前级稳压接线.jpg (86.05 KB)2009-3-25 21:44前级音调接线，有些电流较大的线上套了磁环，钽电解已改为音频专用电解内部接线1.jpg (107.02 KB)（1）线路图：功放级虽然曾想采用单端甲类，但由于受当时晶体管功放大功率的影响，加上当年LD、VCD电影大片刚刚兴起，所以把追求更大功率放在了首位，采用了无

5、大环路负反馈300B推挽放大电路。输入级采用两级SRPP输入高低音调整；倒相级采用恒流源长尾式倒相阴极跟随器。电源级采用2个60A、2个40A硅整流桥和两组40A低压降整流桥，左右声道、前级、后级、负栅压全部分开独立供电，后级供电采用10H电感1100uF/450V电容滤波，前级供电采用电子管稳压，300B灯丝供电采用三端稳压器。高压延时电路采用双D触发器CD4013B实现延时，用三个日本OMRON LY2-Y53继电器接通高压，并且把高压继电器接点置于滤波电感电容前面，可以利用LC和RC充电的过渡时间t减少加上高压瞬间对电子管的冲击。显示级采用国产6E2电子管显示音量调节电平。下面是当时手工

6、绘制的线路图（那时还没有AUTOCAD制图软件，设计全靠手工画）。图中标的电压、电位（带符号）都是实测值，电流是计算值。放大电路图图中标注了一些有关调试的关键节点的电压、电位（带符号）、电流，还标注了所用元器件（电容、电阻、电缆等)的品牌、型号19300B放大电路图.jpg (193.58 KB)2009-3-25 21:44电源电路图图中除了标注各点电压值以外，还标注了所用元器件（电容、整流桥、整流二极管对、负栅压调节电位器等）的品牌、型号。（2）元器件选择：电子管：前级北京6N11-J（北京厂配对）倒相级日本东芝6SN7GT（废钢堆里捡来，GS-5A配对）、跟随器美国GE5814A（废钢堆

7、里捡来，GS-5A配对）、功放级曙光300B（曙光厂配对）、显示级：上海6E2（M）、稳压管峡光WY-1（J）。耦合电容：法国苏伦SCR MKP及YAN YAN AUDIO （购买）。音调电容：德国WIMA FKP、WIMA MKP及美国Lenkunt聚乙烯电容（废钢堆里捡来）。前级电子管阴极负反馈旁路电容：最初用钽电解电容，后来改为音频电解电容电阻：英国HOLCO（购买）和70年代国产大红袍金属膜电阻RJ（废钢堆里捡来）。音调电位器：美国NOBLE（废钢堆里捡来）音量电位器：日本ALPS（购买）。滤波电容：美国（后被日本收购）NIPPON、nichicon电解电容（废钢堆里捡来）10H滤波电

8、感：自制440VA电源变压器：用西德进口变压器高磁导率非晶合金铁芯（废钢堆里捡来）自制输出变压器：采用胆机大师曾德均先生1992年研制的金牛牌GOX50-5.5（购买）。输入线：采用音频专用无氧铜屏蔽线：Denko 211 ESC-OCC和MAKURAEA OFEC内部接线：采用西德进口精密称量传感器电缆内芯1.252镀银线上面多次提到“废钢堆里捡来”，说的是当年国企工资收入不高，虽想买发烧级元件但囊中羞涩。恰巧厂里进口很多废钢用于70吨电弧炉炼钢，其中有一些国内外旧电子设备。这些设备中的旧电子管和元器件对炼钢是隐患（进入炼钢炉后会爆炸或对出钢成份有影响），对我来说是宝贝。当时捡这些“垃圾”到

9、了废寝忘食的程度，甚至上班时也蹓到废钢场去捡，常常一捡就是大半天，觉得饥饿时已是下午了。电子管主要是美国和日本的，其中不乏RCA、西电、A.C. Cossor、GE、NEC、东芝等；欧洲的元件主要是西德和瑞典的电容，欧洲电子管只有英国大盾的（如EF37A等）。虽然拆旧电子管中有RCA的6DJ8和飞利浦6922军用管（JAN标志和鹰标），但由于用GS-5A挑不出完全配对的管子，最终没有用于此胆机。（3）制作首先，是制作好的安装底板。为了有效阻断变压器、滤波扼流圈的漏磁场通过底板感应耦合到电子管及其电路而造成干扰噪声，应采用2厚的奥氏体不锈钢，不能采用俗称“不锈铁”的非奥氏体不锈钢。辨别方法很简单

10、：能被磁铁吸住的是非奥氏体不锈钢，反之就是奥氏体不锈钢。其次，是制作电源变压器和滤波扼流圈。我用西德进口变压器高磁导率非晶合金铁芯制作电源变压器，绕好后先进恒温烘房8小时干透，立即热浸绝缘漆1小时后再进恒温烘房24小时。变压器空载电流实测只有30mA，可见铁损很小；满负荷时（2A）没有一点交流哼声，为整机的高信噪比奠定了基础。滤波扼流圈制作时两半铁芯同向不要互插，中间留约0.5气隙，实测电感10H，直流电阻100欧姆左右。第三是接线和接地，在前面介绍内部接线时已说了要点，在此不重复了。（4）调试调试所采用的仪器仪表老照片的仪器仪表多数是公家的，其中包括一台电子管测试仪GS-5A（照片中位于胆机

11、侧后方，掀开盖子且上面插了一只300B胆管的那台），这些仪器早已归还厂里。调试所用的仪器仪表.jpg (58.5 KB)2009-3-26 14:52当然，我也有一些属于自己的仪器仪表，如双踪示波器、信号发生器、FULUK数字万用表、可测量电感/电容/电阻的万能电桥等等。调试工作台2.jpg (65.81 KB)2009-3-25 21:44左声道20KHZ方波频率响应波形（下面方波是输入波形，上面方波是输出波形）左声道20KHZ方波频率响应波形.jpg (48.58 KB)2009-3-25 21:44右声道20KHZ方波频率响应波形（下面方波是输入波形，上面方波是输出波形）右声道20KHZ

12、方波频率响应波形.jpg (46.8 KB)2009-3-25 21:4420hz方波频率响应波形，下面是输入波形，上面是输出波形。可能是当时只注意两通道频率响应刻度（t/div）一致，忽视了两通道幅值刻度（v/div）的一致，使得输入与输出波形幅度不成比例。此机既可以工作于AB（甲乙）类推挽，也可以工作于A类推挽，只要调整300B静态工作点（无输入信号）时，调节四只栅负压调节电位器（约-60V），使对应两只300B的电流为100MA就是工作于A类推挽。现在此机是工作在A（甲）类推挽。为使低频更醇厚、高频更细柔，正准备改为胆整流，届时将去掉后面的大方罩。由于此机工作于A1类推挽，始终工作在大电

13、流状态，所以将用2只5Z3P、2只5Z4P作左右声道、前后级全分立胆整流，滤波电容容量改小5-10倍。但由于5Z3P是直热灯丝，启动较快，所以仍保留后级高压延时，并取消音量调节电平指示管，增加电子管串联稳压软启动电路，以解决滤波电容容量改小后充电过渡时间减小，软启动时间不够的问题。以后的改进还包括信号耦合电容改型。虽然第二代苏伦电容SCR比第一代大S的高频响应平直得多，但细节仍然不够，声音偏厚暖。而当年从废钢场捡来的蓝色的WIMA FKP电容（不是红色的MKP）虽然高低频响应都很好，但容量太小，只能用在音调回路。现在看来，还是美国Wonder电容、Relcap -TFT电容和MIT-RTX电容

14、较适合胆机信号耦合电路，但当年这些电容市面上没有，近几年才进入中国。准备改为美国西电的70年代出品的黄色外皮MKP。下面是2009年这篇文章在矿石收音机论坛初次发表后网友的评论：300B本来就不是一只音频管, 这只管是西电公司做给电话交换机的稳压用的调整管, 但是这只管生不逢时, 当时在电讯事业已经有晶体的调整管出现, 300B就成了一只多余的管子。但电声事业上电子管还是唯一的元件, 当时的电影院有声电影的声音重播主要是2A3单端输出3W推挽输出10W, 在稍大点的场合虽然使用高效喇叭也不能满足, RCA推出了50号管,单端输出5-6W推挽输出20W左右.但机器还在研究中. 而西电看到这种形势

15、就用他们的垃圾管300B做了两套机器, 单端输出7W推挽输出22W以租借方式租给电影院礼堂等场合, 并把RCA50告上法庭, 勒令他们停止生产, 但50才是真正意义上的音频管, 而300B的原来用途, 调整管就完全被人遗忘, 而冠以胆王的美称, 也因为300B的输出功率比较大, 比较适合现代音箱而被人吹捧得很厉害. 但300B是一只个性很强的管, 用它的机器(设计优良)放出的声音都是中音突出, 高音发飘, 低频少而且细节少的. 这点2A3这管在音乐重播上比它强多了, 但2A3始终输出只有3W所以不适合现代市场上的低效率箱,但配以高效的全频号角却是它的绝配. 上面的是300B如何出头的故事, 谈

16、回技术, 300B是一只大功率的直热三极管, 平面屏极, 螺旋栅极, 梭型灯丝. 这样的结构就决定了它的极间电容很大, 而对信号影响最大的就是阴栅电容, 因为有这样一个电容的存在, 所以对推动它的管子的输出电流强度要求很强.要不, 就会对不同频率产生不同的衰减, 如果是容耦, 牛耦线路的话还容易产生震荡。这种现象就是米勒效应. 所以这样一只管用高内阻的五极管推动是极不合适的. 高内阻的三极管也不合例如12ax7, 6sl7等都不合,根据实验，如果推动管的内阻控制在10K内其米勒效应都不严重, 当然越小越好, 但内阻小的电子管一般放大系数也小, 6SN7是个不错的选择, 但我觉得最好的还是26,

17、 但26对搭棚工艺要求很高，要不很容易产生噪音, 所以另一个管27也是一个好的300B推动管. 如果手上没有这些洋管的话, 国内有只管很好, 就是6C19. 个人认为, 如果全用国内型号的话, 6N11作为第一级电压放大, 6C19作为推动管,300B作为功率输出, 是300B的完美组合.但个人来说, 不如把300B换上50会是一大的升级.电子管的输出阻抗是高, 但是, 电子管*功放*的输出阻抗低了, 因为用了阻抗变换用的输出变压器. 经过转换后的输出阻抗, 三极管接法能做到2欧姆, 甚至1欧姆. 你什么OTL能达到这么低?输出变压器损失能量有限, 大家不会在乎那一点的. 对高频利不利要看你绕

18、制得怎么样了, 如果分段交叉绕制, 高频可以高到对20KHz没影响. 我认为电子管功放的最大优点就是(变换后)输出阻抗低. 你用的电子管+OTL除非用250个电子管并联才能做到那么低. 输出变压器的优点超过带来的问题, 而这带来的问题不是不可克服的.输出阻抗并非专为最大功率传输率而用的. 所谓1欧输出阻抗, 并非用来接1欧的负载喇叭用的; 所谓1欧输出阻抗, 乃是接4欧喇叭的时候, 从喇叭往变压器方向看到的阻抗. 这1欧姆有什么用? 用处叫做阻尼系数, 英文是damping factor, 大家用google就可以看到许多文章谈这个问题. 阻尼系数大有什么用? 用处是叫喇叭音圈跟随信号电压变化

19、, 不要加入自己的*震动. 给大家做个理想实验. 假定喇叭音圈, 电缆什么的, 都是超导材料做的. 用手推动喇叭, 然后把电缆两头接在一起. 此时喇叭看出去的阻抗为0. 然后松手. 这时会发生什么事情? 答案是喇叭将会停留在你按过去的地方, 不会回到静止平衡点, 更不会来回震动几下! 此时阻尼系数=无穷大. 再做个实验. 同样用手推动喇叭. 然后电缆两头不短接. 此时松手, 会发生什么? 答案是, 喇叭会回到原位, 然后来回*震动几次! 现在再想想低输出阻抗有什么用!按照定义，阻尼因数 = 负载阻抗 源阻抗输出阻抗（即源阻抗）不等于阻尼因数。阅读后总的印象是：很多文章把“阻尼因数”太简单化了，

20、他们好象把放大器的输出阻抗看成仅仅是输出变压器次级线圈的直流电阻，因而过分强调了这个阻尼因数对放大器和扬声器系统音质的影响。他们忽略了放大器和扬声器之间是一个互相影响的动态系统，整个电路的电阻（包括喇叭音圈、喇叭接线、接头等等）、不断变化的音频频率和信号强度等因素都在很大程度上影响系统的表现。首先，“阻抗”（impedance）与“电阻”（resistance）是两回事。阻抗包含交流电的成分。如果放大器的输出端（屏极或阴极）没有变化的电流和电压，输出变压器的次级什么东西都变不出来。不错，电子管放大器的输出阻抗可以经过输出变压器变得很低，但是它必须匹配喇叭的输入阻抗，才能最大限度地变成声音。如果

21、两者不匹配，能量就浪费了，甚至因为能量没有地方输出，使功率放大电子管的屏极发红而烧毁。这就是设计输出变压器的时候要计算初级线圈和次级线圈的圈数的原因。输出变压器次级线圈可以用很粗的导线，假定次级线圈的输出阻抗和喇叭相同都是8，但是次级线圈的直流电阻却很低，通常只有0.1 （谈到这里，我可以理解为什么万重山和aridus两位说“电子管功放的一个优点是输出阻抗低”，但是如果说清楚一点，应该是“输出变压器次级线圈的直流电阻低”。OTL线路的确没有这个优点，因此阻尼因数比较小）。喇叭音圈要轻，只能用直径比较小的导线，因此直流电阻可能是5。于是，在这个电路里，阻尼因数 = 负载阻抗 源阻抗 = 8 0.1 = 80理论上，阻尼