分体式O T L 电子管耳机放大器

1、分体式 O T L 电子管耳机放大器任保华大约在一个多世纪以前，科学家们已经发现电子能在真空中运动而形成电流，他们 还知道热电极比冷电极更容易发射出电子。利用这些原理 1904 年世界上第一只电子管 （Valve）生产出来了。这种被称为真空二极管的“灯泡”除了灯丝之外在管内仅增加了 一个电极（称屏极或板极），只能用来整流。直到具有放大作用的真空三极管（管内屏 极与阴极之间又增加了一个电极，称栅极）的出现，在电子技术领域才真正引发出了一 场革命。在以后的半个多世纪里电子管的发展进入了鼎盛时期，全世界每年生产的形形 色色的电子管数以亿计。但是好景不长，晶体管的出现彻底打破了电子管一统天下的格局，到

2、了20世纪八、 九十年代电子管已是“昨日黄花、风光不在”了。尽管如此，由于电子管和晶体管传输电流的方法不同（电子管的电流是电子在真空 中的电极间渡越所形成的，而晶体管等固态元件的电流则是荷电载流子在固体中的原子 间运动形成的），使得它们产生了完全不同的特点。在声频放大器的应用中，一般来讲 晶体管犹如宝石美丽而冷艳，电子管则犹如美玉华贵而润暖。这个差异使得电子管放大 器（俗称“胆机”）至今仍以“胆味迷人”而著称。“胆机”也亦然是音乐爱好者和音响 发烧友追逐的对象。这里要给大家介绍的就是一款分体式 OT L 电子管耳机放大器, 它是一个很 有特色的、声音好听的纯胆耳放，它具有很宽的频响、很高的瞬态

3、和信噪比指标, 能够很好的驱动 32 欧姆600 欧姆的高保真耳机。图 1 是它的电原理图。| R1470 J 1W| R1470 J 1WbN11 69225P14EL84（图1 ） OTL胆耳放原理图主机部分由双管并联SRPP（Shunt Regullated Push Pull）前级和典型的阴极输 出功率放大级组成。SRPP电路常被人们称其为“单端推挽放大”或“分流调整推挽放大 电路。典型的 SRPP 输入级电路如图 2 所示。对于 Vl 来讲,信号从栅极输入，从屏极输出，是共阴极放大器。对于 V2 来讲信号 从栅极输入，从阴极输出，是共屏极放大器（阴极输出器）。实质上它是一个共阴共屏

4、组合电路的变形。SRPP 线路是一款精彩的设计, 在一些国内外成品机和爱好者们自制的放大器中常 被广泛使用。这种电路除了通频带宽、具有自动控制信号失真外, 由于电路中两只管子 在直流状态下虽是串联连接, 而在交流状态下却是并联连接。 所以管内阻降底一半, 跨 导增大一倍 , 这十分有利于对阴极输出功率放大器的推动。本电路使用了两只 6922(6N11 )双三极管组成的SRPP电路，这就相当于在交流状态下有四支单三极管并联工 作，更使其优点发挥到了极致。 我们不妨称它为双管并联 SRPP 输入级。不要小看这个 改动，它会给您带来比常规单管 SRPP 前级更加优良的性能呢！电路中C9、CIO是退耦

5、电容，C4、C5是旁路电容。旁路电容使音频信号电流不流经 VI的阴极电阻R1,于是没有输入信号电流的负反馈，这使输入级灵敏度得到提升、频 率响应更加平坦。但是直流负反馈亦然存在，如果由于电源电压波动和其它等原因引起 管子屏流发生变化时， R1 上的直流压降就会产生变化，也就是说 V1 的栅偏压就会随之 变化，反过来去抑制屏流的变化，使工作更加稳定。前級的输入端有兩组RCA端子，一组是將信号经电位器后，直接加在管子的栅极， 而另一组则是通并联的电容 C1、 C2 后经电位器加在管子的栅极上。这对音色有些微弱 影响，并能阻断有些音源可能帶来的直流成分，可根据情況选择使用。耳放的功率输出级是典型的阴

6、极输出器( cathode follower ) 。阴极输出器过去曾 经有过一段为声频爱好者狂热追求的历史，在那个时期国内外各种杂志一片赞赏美誉之 辞，声称如果把这种电路应用于声频放大器输出级，那么放大器就不会有非线性失真， 频率特性会变得异常平坦，扬声器的阻尼问题也可得到很好的解决等等，一时间阴极输 出器似乎成了高保真设备的规范模式了。日月荏苒，白驹过隙，随着时光的流逝这种电 路却不知不觉的被人们淡忘了,在主流的胆机功放中已经很难找到它的身影。那么阴极输出功率放大器是不是已经失去了昔日的风采了呢？当然不是。我们知道，阴极输出器的基本特征是：高的动态输入阻抗；低的输出阻抗；小于 1 的通带电压

7、放大率数值。阴极输出器具有这些性能是因为它是一个电压负反馈放大器，所有电压负反馈放大 器的优点，如杂声的抑低、频率响应性能的改善，非线性失真的抑低等等，它都具备。阴极输出功率放大器的致命弱点是它的功率灵敏度太低，要求输入的驱动电压幅度 太大。对于前级来说，向后级供给很大的输入电压就可引起很大的非线性失真。从总体 上来讲会得不偿失，另一方面它的输出功率太小，效率很低；高阻抗的优质扬声器的匮 乏也是影响阴极输出功率放大器发展的瓶颈。但是在耳机放声系统中由于所需的驱动功率很小，优质耳机的阻抗一般都在 32 欧 姆到 600 欧姆之间，这些条件使阴极输出功率放大器的优点可以发挥到极致，而它的不 足却可

8、以得到有效的抑制，可謂扬長避短。因此在耳机放声系统中它却得到了广泛的应 用。本机采用功放名管EL84 (6P14)组成阴极输出功率放大级。EL84(6P14)是大屏极、 高跨导(鼻9mA/V)的五极管，接成阴极输出器使用时输出阻抗很低，我们可以运用 Zo=l/gm这个近似式计算出它的数值。式中Zo是输出阻抗，m是电子管跨导EL84(6P14) 的Zo=l/9mA/V=l/0.009=lll欧姆。这比功放管6P1要低近一倍(6P1为204欧姆)。当 EL84在三极管状态使用时阴极电阻R4可取270欧姆,这样当屏压在265V时可取得8.2V 左右的栅偏压，使之工作在线性区域。输出电容C7使用220

9、0微法，再加大已没有明显 的效果，为了更好的播放中高频段，在输出电容C7上并联了 C6和C8两只CBB电容。图3 是本机的电源部分电原理图。这是一个双胆管整流电源 , 这是一个双胆管整流电源 , 整流管使用6X4(6Z4)。6X4(6Z4)的输出直流最大为75mA,单只管子滿足不了本机需要，所以采用兩只管子。为了方便印板布线，先將一个双二极 管的两个屏极并在一起，成为一只单二极管 , 然后再用兩只相同的管子组成全波整流方 式，可使输出电流加倍。当然采用一只5Z2P也行，但是5Z2P体积较大、灯丝耗电也多, 它又是直热式整流管，这和6922(6N11)、EL84 (6P14)这类旁热式管子在灯丝

10、加热时间 上相差较大，不利于延长管子寿命，所以还是使用6X4(6Z4)为好。滤波电路采用双n节CR方式，由于滤波电解电容用的较大没有采用扼流圈。R9为 限流电阻，可限制开机时过大的充电电流，利于提高整流管的寿命。6922 (6N11)和EL84 (6P14)的灯丝绕组具有中心抽头，通过R13、R12分压获得的70V电压悬浮其上，并通过 C9 接地。即可防止 V2 管阴极和灯丝绝缘的击穿又可减小交流声。由于电源和主机为分 体结构， 主线路板布线又十分合理， 6.3V 灯丝电源虽未经整流， 但整机背景极为宁静， 使 用灵敏度极高的低阻耳机，即便将音量开到最大，也听不到丝毫交流哼声。R12为电容放电

11、电阻，关机后电容储存的电量可由此缓慢的泄漏掉。这个电子管耳放，采用自制的双面印刷电路板，元器件分别焊在电路板的两个面上。图4是耳放主机的印刷电路板的正面图和背面图。187(背面)(图4)胆耳放印板制作这个电路板要非常细心， A 面和 B 面要一一对应不能有任何偏差。可以先按比 例复印一张背面图贴在敷铜板上，在钻孔的地方先用 1mm 的钻头打孔，然后再在正面和 背面“对孔绘图”，就不会有问题了。为了防止铜箔氧化，可将腐蚀完的电路板清洗打磨干净，随后刷上酒精松香溶液，放在锡锅里锓镀一下就行了。现在有一种热转印法的制电路板技术非常简单方便 , 最适合实验制作电路板时使用 , 成本非常低廉。用于制作电

12、路板的热转印纸，使用“冷敷膜”的黄色后背纸效果出奇的 好, 这种冷敷膜后背纸，广告装潢公司在敷膜后都丢弃掉了, 平时不妨收集一些备用。 热转印法制板具体可分为五步进行：用激光打印机将黑白的电路板图打印在热转印纸上；将热转印纸有图的一面对正在处理干净的敷铜板上，然后用电熨斗（调整在180230 摄氏度）平整熨压热转印纸二到三分钟 , 待冷却后, 轻轻揭掉热转印纸 , 碳粉油墨图形 便转印到敷铜板上了。揭开热转印纸时可慢慢先揭一个角， 如果图形没有转印好可再用 熨斗熨压， 直到图形完整无缺的转印好了为止 ， 然后用油性记号笔修补有个别损伤的 图形；配好三氯化铁溶液将转印好的敷铜板放入溶器中腐蚀；电

13、路板腐蚀完成后用清水冲洗干净， 并用汽油或二甲苯擦洗掉碳粉油墨；用小台钻或手电钻打孔，为防止铜铂氧化，可用自喷漆轻轻喷一下，电路板就算完成了。 由于自喷漆附着力不强 ，也不耐高温，焊接时直接用电烙铁头来回搓一下焊锡就会溶化 在焊盘上了， 不必要事先将焊盘上的油漆刮掉。双面板的制作难度稍大一点， 要一面腐蚀完了，再转印腐蚀另一面， 暂时不腐蚀的那面 可用不干胶带贴上， 一面完成后可先打几个孔作为定位孔， 然后再对准转印另一面。图 5 就是笔者采用热转印法制板的一个实例。下面我们再说说元器件的选择。在这个机子里最重要的元件就是电子管了， 6922JAN为菲力浦在美国设厂生产的，在结构上与同厂的6D

14、J8基本没有什么差别、EL84选 用俄罗斯 SOVTEK 生产的，以上两种进口管也可分别使用北京牌 6N11 和 6P14 军级管子 直接代换。6X4选用美国TUNG-SOL（天索）或雷灯生产的都可以，也可用北京牌6Z4军级管子直接代换。所有管子要求严格配对。6922 和 EL84 实物见图 6。(We)电子电阻选用国产早期生产的大红袍精密电阻；电解电容可用红宝石或国产大厂的正 品；其它电容全用 CBB MKP 音频电容； 电阻、电容也需要严格配对使用。电位器使用 ALPS -27 型塑壳品种。我们在这里没有一味追求使用发烧补品元件，等你有了一定装机 经验之后，对补品元器件的性能，有了较多了解

15、之后再用也不迟。切不可人云亦云盲目 堆砌，这样可能事与愿违。电源变压器购买100VAEI铁芯的品种,如果自制可按电路图 中数据绕制。面我们就开始具体的焊接装配。图 7 是元件在印刷电路板上正面和背面的安装布置图。C背面）（图7）胆耳歆元件布置由于采用双面电路板，所以应当格外注意两面电路的可靠焊接。元件脚需要正面和背面都焊接的，不要焊好了一面而忽视了另一面。电路板两面电路的连接，在业余制作条件下不具备电路板“金属化孔”的工艺条件，因此采用“搭接针”的方法，也就是用一段铜线穿过印板正、背靣需要连接的部分，然后焊接起来，效果也不错。另外，过去生产的电子管管座是专为搭棚焊接设计的，管脚尺寸较大，脚与脚

16、之间 距离太近，在印刷板上很不好安排，所以必需改造一下，只要按图 8（只画出一个管脚） 用锋利的斜嘴钳剪掉一部分就行了，也很好用。当然，如能找到印板上专用的管座那就 再好不过了。瓷座从此处剪断图8）瓷座从此处剪断图8）从此处剪断处理后的管脚图 9 、图 10 分別是电源部分的印板和元件布置图155电源部分采用单面印板，除变压器、开关、指示灯和输入、输出的插座直接安裝在 壳体中外，其余元件均焊接在印刷板上。安裝好的胆耳放和电源如图 11、图 12、图 13 所示（图中是制作时的实物照片,成 文时印板作了修改）。实验和调整分四步进行：第一步、 首先检查电源部分；插上整流管6X6,在电源的高压输出端

17、接一个3.5K 20W的电阻，然后接通电源。此 时高压输出端的电压应为265V； 5V灯丝电压应为5.5V； 6.3V灯丝电压ab端应为6.8V， ca、cb端电压应相同都为3.4V （由于是空载，灯丝电压会适当高一些）。这里需要提醒 大家的是如果电源有故障需要检修时，必需切断电源，等电容放完电后再进行处理；第二步、 检查调整 EL84 管工作状态；电源部分正常后，拆掉假负载电I阻，連接电源和主机，再插上两只EL84管，通电检 测第3脚阴极的电压应为8.2V左右（此时屏流为31mA左右），此时手触改锥杆碰第2 脚栅极，耳机内应有明显的交流声。两管的电压应尽量相同，否则只能换管配对了；第三步、 插上两只6922管，用两只11K电阻插在两个V2管座中的第1孔和第3 孔内（在管子上面反时针数,这样才能和第1和第3管脚相对应），通电检测两个V1管 的第3、8脚阴极电压应为1.5V左右（此时屏流为3.2mA左右）。第1、6脚屏极电压应 为40V左右，此时触摸输入端插座应有很大的交流声。两管的阴、屏极电压应尽量相同， 否则也要换管配对;第四步、拔掉两