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6H30單管膽前級的制作,6H30 amplifier

454398 ? 2018-09-20 19:06 ? 次閱讀
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6H30單管膽前級的制作,6H30 amplifier

關鍵字:6H30單管膽前級的制作

6H30這個管子原產地是蘇聯,6H30屬于框架柵式電子管,采用三層云母片根支架作輔助支撐的超強化結構,高度加強抗震性,壽命長達一萬小時。當時應用于戰斗機“蘇-27”上,在機械結構上進行了高度的強化,同時其電氣特性約為兩支并聯的6DJ8/ECC88,跨導極高,輸出電流大,輸出阻抗低,超低靜音,幾乎沒有麥克風效應,有點像當年品相極佳的德律風根E182CC電子管,只要很簡單的條件就能發揮極大的效能。只因是蘇聯軍用品,到2000年底方才解禁,為膽機廠家和膽機愛好者所知曉。
美國膽機中鼎鼎大名的ARC在新推出的Audio Research 3中采用了4只6H30,這是相當具有指標意義的,眾所周知,這家Hi-End品牌向來以專攻6922/6DJ8真空管為主,從前級到后級,數十年來多是圍繞6922/6DJ8所規劃設計,如今在其頂級參考系列中轉而采用6H30,若非性能優異,合乎其技術指標,恐怕很難入選。而國內的另一知名品牌-歐博,在其參考級Reference CD2.3高級CD唱盤系統中,RCA輸出信號部分也采用了由6H30構建的緩沖電路作為輸出。由以上兩例大家可略知6H30性能之優異程度。當然這只管子的價格也比較高些,不過和動輒千元的古董電子管相比,二百元的價格還是不算很貴,目前國內可以購買到的有Sovtek的普通型號、金腳型號和EH的金腳型號三種,貨源比較充足,品質也有實證,是款值得好好挖掘其潛力的管子。
在網上搜索了一下有關6H30的電路,單管放大的電路找到了兩款自給偏壓、以恒流源做負載的電路;一款意大利發燒友的放大電路,采用的是固定偏壓、電感負載的屏極輸出電路;DIYZONE里面也有用恒流二極管做負載的試驗電路,還找到了一款6H30的單管放大模擬軟件,可以顯示各種工作點的特性曲線,這樣設計電路時就非常方便
設計構想:
初步設想是單管屏極輸出,自生偏壓,屏極恒流源負載。
屏極輸出,主要是考慮到陰極跟隨器輸出沒有增益,爆棚未必能爆得起,不能完全發揮6H30的功力。固定偏壓雖然可以靈活選擇工作點,但是需要加上輸入耦合電容,增加了電路調整的變數,而且一對好的耦合電容也是價值不菲。 恒流源的采用,一是有助于用盡管子的增益,二是近來翻閱日本的膽機書籍,發現恒流源在日本發燒友的電路中被大量采用,總的評價是好聲機會更多些。
恒流源的電路結構形式很多,常見的有采用如下幾種:恒流二極管,場效應管,LM317,發光LED(二極管,TL431)和晶體三極管,運放和晶體三極管,電子管,晶體管和電子管,場效應管和電子管,集成電路和電子管的混合使用等等,限于篇幅,這里不做詳細說明,以后準備另文全面分析。考慮到6H30的屏極負載需要承受的電壓比較高,同時希望增加些五極管特有的音染,因為以前看到國外有款前級的設計電路,是6080做單管線路放大,EL34做恒流源,原作者認為:三極管的頻率響應比較平直,高低兩端延伸較佳.五極管的聲音中音凝聚,解析力強,混合兩種特性應是很完美的聲音。受這篇文章影響,所以準備采用6BQ5(6P14,EL84)構成的恒流源電路。
剛好在網上查找資料時結識了一位臺北的李先生,李先生曾是ARC***代理商的維修員,已經有三、四十年的維修頂級音響器材的經驗,對ARC常見的前級和后級功放都非常熟悉,和他談到6H30這個管子以及自己的設想,他很快就畫出一款6H30和6BQ5組合的線路放大電路圖,見圖1,當然這款電路嚴格來說,也不能算是恒流源,而是類似變形的SRPP結構,因為6BQ5的柵極、陰極都接在6H30屏極上,當6H30輸入AC時 它的屏流會改變,那6BQ5的工作電流也會跟著變化的,屬于非對稱阻抗的SRPP電路,由于上下阻抗不一樣,中點輸出也不是B+電壓的一半, 最大輸出削波也不是上下一起削波,所以只能類似SRPP工作。
圖中幾個阻值的初步設定:
先設定6H30的工作電壓,根據圖2的原廠數據,決定采用如下的工作點:屏極電壓: 150V,柵極電壓 -9 V ,屏流:20MA, 通過模擬軟件得知:此時6H30的放大系數 μ=15,跨導Gm=9.58。
計算陰極電阻:9V/0.02A=450Ω,取470Ω1W 。
目前CD機的輸出電平一般在2V左右,所以一般柵偏壓取值為1.5V,這里想嘗試下6H30在大電流工作狀態下。聲音的特點,所以柵極電壓取了-9V,這樣盡管在與CD的輸出擺幅在匹配上有一定的落差,損失點放大倍數,但是提高了輸入信號動態范圍,可以使6H30在交流工作中的失真更小,在信號波形改善方面利大于弊。屏壓也取的較高,這樣輸出的最大不失真的信號幅度可以達到50V以上。
再看6BQ5的資料,A類放大,屏極電壓: 250V,簾柵極電壓: 250V,陰極電阻:135Ω,屏流:48MA+簾柵極的 5.5MA=53.5MA,現在要改成20MA ,則陰極電阻為:53.5/20×135=361,實際使用320Ω1W。
具體數值還要在實際制作中加以調整.
制作與調試
機箱邊框是用裝修的鋁型材彎制的,上下蓋板用了2.5毫米的鋁板,管座孔用開孔器很容易加工,只是對于初次使用的生手來說需要注意兩點,第一是要先開個3毫米左右的定位孔,不可圖省事,直接用開孔器開孔,那樣很容易弄花鋁板。第二是開孔時要滴上一些機油或縫紉機的潤滑油,這樣開出的孔邊緣非常光滑平整。九腳管座應該使用直徑22毫米的開孔器。
機箱加工完了,為了美觀,用黑色自噴漆上色,等漆膜干透了就可以固定開關、指示燈、電源插座、RCA座了,見圖3,然后固定電源牛、管座、電解電容卡子和里面的接線架。
先焊接220V交流電源線和開關。然后焊接整流管、6H30、6P14的燈絲連線部分。
6H30的燈絲是4、5腳,接地可以直接把4或5腳中的一個接地,如果有交流噪聲,也可以試著用兩個10~20歐的電阻,分別焊在4、5腳,然后把兩個電阻另外一端焊到一起接到公共地。
6BQ5的燈絲兩個并聯,浮接,就是只接交流6.3V一組,不接地,等裝完以后,通電測試時,測量6BQ5的陰極電壓,用兩個電阻分壓,比陰極電壓稍高即可。
焊好后,先通電測試下電壓(此時應該注意處理好電源變壓器高壓端子的接頭,可以先用絕緣膠布纏好,以免觸電發生危險),正常后,可以插上整流管,6P14和6H30管子,通電測試,同時再次測試燈絲電壓,如果電壓均準確無誤,而且管子均正常點亮,說明燈絲電源部分已經可以正常工作了,需要說明的是,白天和晚上因為電網用電量不一樣,所以市電會在220V上下浮動,因為燈絲均為交流供電,所以檢查燈絲電壓時要考慮到市電的波動因素。
固定好高壓電解和扼流圈,焊好接線,檢查無誤就可先以通電測試檢查一下,注意高壓部分一定要焊好泄放電阻再檢查,否則,因為機箱比較狹小,在里面調整組件時很容易被高壓電解積存的電荷擊到。
電源部分正確無誤,就可以接著焊接電路放大部分了,放大部分很簡單,注意組件引腳不要虛焊,焊好后,插上管子就可以初步測試了。
接通電源,管子燈絲緩緩亮起來了,接下來就可以測試電路了,測試時發現因為6H30管子電流較大,所以單純通過CLC來穩壓,效果無法滿足要求。表現為把輸入端短接,輸出端的交流噪聲電壓較高。用DA16毫伏表測試達到20mV。無奈,原有方案只好放棄。
因為機箱開孔已經無法變更,所以打算把原來的電子管整流改為晶體管整流,這樣輸出電壓可以增加些,把原來的整流管位置加上6N5作為電源調整管。這種葫蘆管看上去外觀也很漂亮。電源部分改為在環氧板上用鉚釘焊片及導線來加工制作。先在紙上畫好草圖,布置好組件的位置,為了尋求最好的布線方案,足足花了大半天的時間才確定了最后方案。連夜開好孔,第二天抓緊時間安裝鉚釘。準備焊接組件。
在對照電路圖準備組件時,正好看到臺北李先生的留言,發現有個關鍵問題被忽略了,那就是6N5做調整管,要滿足60~90V的電壓降,這樣雖然晶體管整流輸出電壓增加些,但是最后輸出的電壓只能在280~290V左右,無法滿足線路放大要求的350V電壓要求。無奈,剛做好的板子又要被放棄了,現在只好選擇晶體管、場效應管或LM317來做穩壓電源了。這樣原來安裝6N5的管座就空出來了,想到了兩種處理方法,一是找塊散熱片,把孔蓋上,同時作為晶體管的散熱片。二是安裝個大八腳的電壓放大管,作為穩壓電源的電壓放大管。記得《高保真音響》雜志上以前有篇仿制300B的文章中介紹過,還有軟啟動的功能,不過這里考慮交流燈絲的干擾問題,覺得還是第一種方法更好些,于是重新又開始布線,安排零件位置。唉,這6H30真是不好伺候啊!
第三次的電源板采用了馬迪斯電源的簡化板,電路圖見圖4,這款電路性能非常好,給朋友做過十幾塊了,交流紋波電壓只有0.1mV,難怪港臺發燒友們也會經常使用它,這里采用了搭棚焊,主濾波部分的布線見圖5,主穩壓部分見圖6,先把MJE13007和LM317固定到散熱片上,注意安裝絕緣墊片和絕緣片,安裝到機殼上,因為組件少,很快就焊接完畢。
開機通電,輸出電壓350V,看看電源電壓的波形,一條水平直線,說明穩壓電源工作不錯!
內部電源板的安裝可以參見見圖7原打算采用雙扼流圈平衡濾波,,但是由于一個扼流圈的滿負荷工作時電壓降為20V,所以受輸出電壓的限制,390V-20V-20V=350V,無法滿足穩壓電源的輸入電壓要求,只好改為單扼流圈。
工作點的測量:各點的電壓如圖所示,B+ 348V,6H30對地的屏極電壓 170V,陰極電壓:9.2V,計算得出屏極電流Ip=19.6mA。基本和設計工作點吻合。
把輸入端接地,然后在輸出端接上示波器觀察,幾乎一條水平線,用DA16毫伏表測試,為5mV,還是有些效果,考慮到輸出端的電容是開路的,如果接上負載,估計噪聲電壓還會降低,所以可以認為基本滿足要求了。制作膽機有臺示波器會提供很多便利,有時電路高頻自激,沒有示波器很難檢測得到,現在二手的20M的雙蹤的也不過3、4百元,有條件還是應該準備一臺。
其中還有個小插曲,開始用的二手的EH金腳6H30,發現6H30的左右聲道電壓相差20V,更換了一對曙光全新的6BQ5,仍然如此,換了全新Sovtek牌子的6H30,測試發現電壓相差不到2V,看來如果要求高的話,6H30的管子也是需要挑選配對的。
電路的工作點基本正常了,下步就可以對前級的音色做些細致的調整了,這個電路比較簡單,可以通過少許調整工作點和更換輸出耦合電容來進行。對于剛接觸膽機的朋友,6H30的屏極負載也可以多試驗幾種形式,比如電阻、電感、恒流源等,一來練手,二來增加些感性認識。

因為管子、阻容件都是全新的,所以先通電老化一段時間,如果有煲機碟也可以試試。
實際測試時分別試聽了以下的一些管子:
6H30:SOVTEK 普通型,EH金腳
有源負載:北京6P14,曙光EL84/6PQ5。
音源是老的影碟機加裝PCM1716解碼板,打摩多次,聲音還算滿意。音箱是采用FOSTEX的FE126全頻喇叭制作的小箱子,喇叭的靈敏度是93dB。功放用的是LM1875,功放板PCB的布線形式參考了EPE(Everyday Practical Electronics)雜志2007年4月號上的一款改進方案,信噪比高達105dB,很適合推動FE126這種高靈敏度的音箱。
至于具體的聲音表現,因為和器材、試音環境關系很大,不多做敘述,初步感覺聲音比較大氣,值得再進一步做細致的調整。
這款前級聆聽一段時間以后,覺得特點是速度快,低頻量感足,但是少了些膽機的韻味,比較直白,再次咨詢了臺北的李先生以后,根據李先生的建議,把6H30的電流調小了些,470歐更改為560歐,320歐改為420歐,輸出端的0.33微法電容并聯上個0.022微法的小電容,略微提升些中高頻,以求得聽感上的均衡,經過這樣的調整后,音色有了明顯的提升,目前先使用這樣的配置,以后如果有更好的方案,再向大家匯報。
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