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胆管EL156 A类单端功率放大器电路
来源:本站整理  作者:佚名  2010-03-20 09:13:07



  图为EL156 组成的A 类单端放大器。电路中EL156 采用栅极自给偏压,在R9 上产生9.3V压降作为栅偏压。虽说是A 类,但当输入信号较大时仍然会使阳极电流平均值稍有升高,以致栅负压随之升高,这是自给栅负压的不足之处,只有采用负反馈予以补偿其附加失真。但自给栅负压也有其独特的优势,首先是电路简单,再者,自给栅负压有较好的过载特性,当驱动信号超高时自给栅负压自动随之升高,电子管不会产生栅流。同时,自给栅负压可以限制输出端过载,当输出阻抗过低使输出管峰值电流增大时,栅负压也会自动升高,使输出管电流降低??对简单的单端输出电路而言,采用自给栅负压较普遍。由于栅负压电阻R9 串联在电路中,所以输出管有效阳极电压(即阳极对阴极间电压)为阳极电压减去栅负压值,对栅负压较高的输出管不考虑此点将使输出功率减小,非线性失真度增大,不过EL156 的高跨导低栅负压特性,此电压关系影响不大。


   EL156的高跨导、大阳极功耗,使其栅压~阳极电流特性有足够的线性区,栅极输入信号采用6~8V的电压,即可获得较大的输出功率和较低的非线性失真度。本例中从电路损耗和EL156的寿命等考虑,将输出功率限制在15W以下。输出级的工作状态按阳极电压400V、第二栅极电压250V、阳极电流105mA的标准状态设计,为使EL156的允许损耗在极限值的80%以内,将栅负压设定在-9V左右。为了确保高跨导的EL156能长期稳定工作,采用92Ω/3W的金属膜电阻取得自给栅负压。

  输出级各点电压实测值如下:

  阳极电压:383.4V(有效阳极电压为383.4V-9.3V约为374V);第二栅极电压:257.4V(有效电压值为248V);自给栅负压:-9.3V(由82Ω阴极电阻取得);阳极电流:87mA/137mA;第二栅极电流:11mA/18mA;最大栅极信号电压:11.3Vp-p(额定输出12W时为g.8Vp-p);负载阻抗:5kΩ;输出功率:12W;THD:<4%。

  前级设计的根据是输出级只需9.8Vp-p的驱动信号,因此该机只有一级,用高μ、高S三极管EC86/6CM4组成电压放大器。


  

     6CM4/EC86有极低的内阻和较高的跨导,因而有较佳的线性。为了得到较高的电压放大倍数,该机中R4取20kΩ,约为内阻的4倍,估算其他电压增益约为50倍(34dB),按输出级驱动信号9.8Vp-p计算,放大器灵敏度为196mV。对CD音源而言,有1~1.5Vp-p已可,故加入约-17dB的大环路负反馈,使输入、输出特性当输入信号为800mYrms时输出12W的功率,同时使非线性失真度被抑低-17dB,达到小于3%的程度。

  放大器的频响取决于唯一的一组RC耦合电路和输出变压器的特性,两级放大器之间的RC耦合电路的低端转折频率选择为fL=159/C3(μF)+C4(μF)×R8(kΩ)≈0.8Hz,以求低频下潜特性更好。EL156为大功率、高压输出管,当采用自给栅负压时,R8最大可用100kΩ电阻,此处为了减少栅极电压的漂移,保护EL156,故只N51kΩ,采用大容量C3、C4对低端频响进行弥补,C3、C4的质量必须良好。为了有较好的整机频响,还必须使输出变压器有较大的初级电感。

  本例中输出变压器规格如下:

  最大功率:30W(40H时测试);初级电感:21H(50HzDC120mA);初级最大允许电流:140mA;功率损耗:0121dB(16Ω输出时);初级直流电阻:130Ω(20℃);频响:30Hz~70kHz-2dB;16Ω端NFB绕组匝数比:1:1.5。

  为了扩展高端频响,在各旁路均采用两只电容并联,C10、C12为高频校正电容器,C13、R14为高频阻抗校正电路。图3为该机负反馈导致的频响改善情况,采用上述优质商品输出变压器,当无负反馈时-3dB的频响为31Hz~63kHz。由于输出变压器初级电感仅21H,由公式XL=2πfL可推算出,当频率为18.9Hz时初级感抗XL为2500Q,已使负载阻抗被严重分流,导致输出功率下跌,致使20E1z低端频响衰减达到-5dB,31Hz为-3dB。加入一17.6dB的负反馈,使输出电压的不平度得到充分改善,由上一条曲线可见,0~1kHz几乎呈0dB的一条水平线,实际60Hz以下只有0.1dB的衰减。由此可见,A类单端放大器采用多极输出管,单纯靠高质量输出变压器增大初级电感改善频响是极其困难的。

  EL156使用中必须防止栅负压、第二栅极电压的不稳定导致的阳极电流大幅度变动,因此而采用阻值较小的R8,防止栅负压漂移。第二栅极采用单独整流滤波器提高稳定度。为了防止寄生振荡,在栅极、第二栅极、阳极加入R7、R10、R11、L1、C10等元件。

  加入-17.6dB的负反馈后,放大器的输出失真加噪声(THD+D)特性如图4所示。放大器残留交流噪声在8Ω端只有0.65mV,阻尼系数DB=6.6。


   该机高压供电分成阳极供电和第二栅极供电两组,目的是改善第二栅极电压的稳定度。阳极供电整流器允许有250mA(两声道)的负载电流,整流管V3、V4 选用电视机阻尼二极管6DW4B(可用国产6219 代替),利用TV 阻尼管的目的还在于此类二极管阴极加热功率大,达到额定电子放射的时间相对较长,和EL156 相近,以延时向阳极供电,避免提前施加阳极高压。如果V3、V4用直热式整流管则必须加入延时电路。前置放大器对纹波极敏感,因此采用两组串联π式滤波器。

  第二栅极供电选用小功率旁热式整流管6CA4/EZ81(可用国产624、6Z5P 代替)。为了进一步改善第二栅极供电的稳定性,在电源输出端并联接入62kΩ/5W 的泄放电阻R17。旁热式电子管功率越大,其阴极体积、热容量也大,尽管加热灯丝功率随之增大,但热容量大的阴极温度达到热电子放射温度的时间也越长。因此,该机中两组整流电压建立的时间也必然+B2 较+B1 提前,致使EL156 先有第二栅极供电。五极功率管当阳极电压低于第二栅极时,会使第二栅极截获过多的电子,从而使损耗功率超标,损坏电子管。为避免此现象,电源中加入R16、D1,开机后提前建立的+B29 通过D1 向阳极供电,避免第二栅极先于板极建立电压使电流过大。

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