6P13P设计用于90°偏转角CRT的行扫描输出级。由于是专用管,6P13P生产厂给出的基本数据是指行扫描输出状态的参数。电子管行输出级属工作于C类状态的脉冲功率放大器。
其重点是脉冲放大的效率。而非失真。其工作点的选取以及电子管本身特性与正弦波线性放大都有严格区别。所以将6P13P手册中基本数据用于A类放大是错误的。
1.6P13P的性能特点及应用
6P13P行输出管的弧形曲线。是用于音频A类放大产生非线性失真的主要原因。日本音响爱好者将行输出管EL500、EL509等用于A类放大的方案是。将行输出管的第二栅极作为输入信号的控制栅极。将原控制栅极作为控制工作点的辅助电极。此法避开了行输出管控制栅极的非线性特性。
既然是非线性。当然可以采用负反馈电路加以补偿,行输出管有极严重的非线性。需有较大深度的负反馈方能奏效。现采用最多的大环路负反馈。设计、调试都简单,但是其相移与频率的关系复杂。增大反馈量是极困难的事。如果采用输出级本级负反馈。受输出级开环增益的限制也难以增大。为了得到足够的负反馈量。采用输出变压器上专用负反馈绕组的阴极负反馈是最理想的选择。接法如下图所示。Lp为输出变压器的初级,Lk为专用负反馈绕组。只要使Lk两端输出信号以图示相位接入阴极。则在栅一阴极间得到和输入信号相位相反的负反馈信号。Lk/Lp的匝数比则决定了Lk感应电压占输出电压的比例——即负反馈的系数。此种电路的优点在于可以自由选择IJk的匝数设定负反馈的系数。假设LK:Lp=1:1,即意味着全部输出电压被反馈到输入端。其电路特性等效于阴极输出器的理想特性。因此选择合理的匝数比可以在很大的程序上改善行输出管的非线性。
由6P13P曲线族和极限参数,设计出束射四级输出极。其参数是:板极电压200V.第二栅极电压150V,栅负压-12V,板流为68mA,第二栅极电流为8mA,阴极总电流为76mA,阴极自给栅负压电阻采用160Ω。当输入信号为12Vp-p时可输出5.6W的有效功率,此状态下最佳负载阻抗2600Ω,非线性失真8%。
为了计算负反馈量必须求出此输出无反馈时开环电压增益:
输出级输出电压Uo=根号2600Ω×5.6W=120Vrms≈169,7Vp-p,输出极的输入电压Ui=12Vp-p,输出级的开环增益Ao=169V/12V=14倍,为了改善输出级特性,使输出变压器Lp/Lk匝数比取5:1,即负反馈系数β为0.2,则负反馈量K=l(1+Ao×β)=1(1+14×0.2)=1/3.8=0.26(不足-20dB)。
加入负反馈后输出级的增益α=Ao×O.26=3.6倍。内阻=25kΩ×0.26=6.5kΩ,失真由8%降低为O.08Ω×0.26=2%,输入信号Ui=Uo/α=169.7V/3.6≈47Vp-p。
此状态下6P13P的板耗PD=200V×0.068A=13.6W.在允许值以内。上述负反馈方式。使6P13P输出级性能和图1中的6C19有极相似的效果。因此可照搬图1的前级放大系统组成的6W输出的小胆机。
2.DIY特点
束射四极管的板极电流与第二栅极电压的关系极大。上述特性是在Ug2=150V时得出的,电路中以电阻降压向第二栅极供电,实装中倘若200V供电不为200V,必须改变此电阻使静态时Ug2=150V,如高出此值会使板流大增,6P13P板耗超标而损坏。实际上电阻降压是按手册中第二栅极电流8mA计算的电阻值。每只6P13PN能有差别。需实际检测。当输入信号幅度变化时,第二栅极电流会随之而变。使第二栅极电压波动。
此现象是导致多极管输出级引起附加失真的主要原因。避免的方式是,采用第二栅极稳压供电。可以采用充气稳压管WY-4P(VR150)组成虚线内所示稳压电路,当然也可以用齐纳电压150V、电流30mA左右的半导体二极稳压器代替。此种方式也可避免调试中检测第二栅极电压的麻烦。
输出变压器的绕制数据:输出变压器可完全按2008年《电子报合订本》下册第778页中2500Ω/8Ω/4Ω的数据绕制,根据本机负反馈量要求,N4用φ0.17mm线绕660匝,绕向可参考电路图所注同名端。