如何制作膽機(jī)

如何制作膽機(jī)

一．電子管選型 1．功率管 功率電子管的選型與放大器輸出功率直接有關(guān)。電子管時(shí)代專供欣賞音樂用的高傳真音頻放大器大多是小功率放大器。20世紀(jì)60年代前期，筆者在上海工作，節(jié)假日喜歡到西藏中路音樂書店，在唱片柜臺(tái)前流連忘返，被那臺(tái)10W輸出的推挽放大器發(fā)出的“天籟之聲”深深吸引。那時(shí)候的紙盆紙折環(huán)揚(yáng)聲器，靈敏度很高，而且音箱沒有分頻網(wǎng)絡(luò)的損耗。 本機(jī)為家庭欣賞休閑音樂之用，無需很大的輸出功率，每聲道用一只古典直熱式三極管300B已足夠。有關(guān)300B的文章大量見諸于許多音響雜志，在此不必贅述。但需要指出的是在使用功率電子管時(shí)，如何控制屏極耗散功率是非常重要的。超過最大屏耗將導(dǎo)致管子迅速燒毀，那是絕對不容許的，現(xiàn)實(shí)中這種情況也很少發(fā)生。相反，大多數(shù)發(fā)燒友過分愛惜管子，屏耗調(diào)得很低，只有最大屏耗的一半甚至1／3，那也是不恰當(dāng)?shù)?。正確的做法是，實(shí)際屏耗控制在最大屏耗的80％～90％，這樣可以在管子壽命與輸出功率之間取得平衡。本機(jī)300B屏極一陰極(燈絲)之間電壓擬取300V，屏極電流73mA，耗散功率22w，保證有6W的有效輸出功率。 玩300B還存在另一個(gè)趣味問題：燈絲電源用交流電還是直流電?不少玩家從技術(shù)角度進(jìn)行探討。筆者的意見是，這不是技術(shù)優(yōu)劣比較而是個(gè)人愛好取向。筆者用交流電點(diǎn)燃300B燈絲，是取其那種懷舊的氛圍！ 2．電壓放大管 輸入級電壓放大選用荷蘭產(chǎn)的Amperex牌7119，這是一個(gè)精選級高品質(zhì)雙三極電子管。管子為九腳花生管，直徑22．2mm，管高60ram。在計(jì)算機(jī)的電子管年代，7119多用于限幅電路中。燈絲電壓Uf=6．3V／12．6V，電流If=0．64A／0．32A，內(nèi)阻1．6k Ω，放大因數(shù)μ=24，屏極電流Ia=36mA，單屏最大屏耗Pa.1=4．5W，雙屏最大屏耗Pa.2=8w。低內(nèi)阻、大屏流、品質(zhì)控制嚴(yán)格、兩只三極管參數(shù)一致性好是選用該管的原因。類似的管子有5 6 8 7和E182CC。

推動(dòng)管選用EL60，其特性與EL 34完全一樣，但管腳不同，EL 34是常見的帶插銷大八腳，EL60則是九針自鎖管腳，很特殊。EL60在本機(jī)中有雙重作用，既是300B的推動(dòng)管又可以通過切換電路將其變成末級功率管。當(dāng)用作功率管時(shí)，處于單端甲類放大狀態(tài)，EL60屏極電源電壓為250V，屏極電流100mA，簾柵極電流14mA，柵負(fù)壓一13V，最佳負(fù)載阻抗2．8kΩ，輸出功率10W。上述一組參數(shù)與EL60作甲乙類推挽放大時(shí)的工作參數(shù)有很大區(qū)別，設(shè)計(jì)電路時(shí)需多加留意。要指出的是：EL60在甲類狀態(tài)下具有很高的功率靈敏度，很容易推動(dòng)。用一級7119作電壓放大，即可將其推至滿功率輸出。 3．整流管 作為一臺(tái)懷舊膽機(jī)，高壓直流電源采用電子管整流是唯一選擇。初步估算負(fù)載電流為220mA，整流管輸出電流應(yīng)按250mA考慮。直熱式整流管例如80、5U4等首先被排除在外。這類管子燈絲熱慣性小，開機(jī)后幾乎瞬間濾波電容器被充電至峰值，達(dá)不到軟起動(dòng)效果。也考慮過EZ80、EZ8 l、528P等旁熱式管子，又嫌其外形與300B、EL60不配。經(jīng)再三權(quán)衡，最后選中非專用整流管EC360，管子直徑28mm、管高95mm，外形與EL60相似。由其編號可知該管是一種單三極管，燈絲電壓6．3V。橢圓形的陰極，表面積很大，柵絲緊貼陰極圍繞，外面被屏極包圍，屏極與陰極之間距離很近，大約只有2mm。這個(gè)距離對整流管十分重要，距離過大，管子內(nèi)阻高，整流效率低，反之，管子反峰壓低，易被擊穿。EC360屏柵距離2mm，耐受1 500V反峰壓不成問題。實(shí)際使用時(shí)，EC360柵極懸空不用(不要通過限流電阻接至屏極)，讓柵極處于自由電位，這樣管子更安全。本機(jī)高壓電源用了4只EC360 作全波整流，每臂用兩只，這樣既降低了電源內(nèi)阻又保證有足夠的整流電流輸出。實(shí)踐證明，當(dāng)變壓器二次側(cè)高壓繞組電壓為300V、濾波輸入電容80“F，負(fù)載電流212mA時(shí)，。EC360整流輸出電壓達(dá)334V，管內(nèi)無跳火現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)安全高效運(yùn)行。

二．本機(jī)電路

本機(jī)是傳統(tǒng)懷舊膽機(jī)，采用古典的線路：高壓電源部分用電子管全波整流配以LC濾波網(wǎng)絡(luò)，放大部分則為共陰極放大電路，圖l為本機(jī)的電路圖。圖中的開關(guān)處于EL60為推動(dòng)管、300B為功率管的位置。 1．電源部分 左右聲道共用一個(gè)高壓電源變壓器T l及柵負(fù)壓電源變壓器T2，燈絲電源變壓器T3則左右聲道各有一個(gè)，電路圖只表示了一個(gè)聲道。 全機(jī)用110V供電：電子管7119、EL60和300B燈絲變壓器T3一次側(cè)繞組為110V。本來，將左右聲道兩只變壓器串聯(lián)就可以用220V電源，但是，這樣做會(huì)降低整機(jī)的安全性、增加左右聲道的不一致性，因此最終還是決定用110V供電。當(dāng)然，發(fā)燒友在仿制時(shí)嫌麻煩，可以直接串連使用220V電源。 柵負(fù)壓采用晶體管整流獲得，以保證一開機(jī)300B便得到保護(hù)。 B+電源輸出電壓可調(diào)。濾波電容Cl和C2分別與開關(guān)Sl和S2相接，通過切換可實(shí)現(xiàn)電容輸入濾波電路與電感輸入濾波電路的相互轉(zhuǎn)換；此外，直流輸出電路接有大功耗可變電阻Rl。聯(lián)合使用以上兩種方法能夠在大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)直流高壓輸出，以適應(yīng)不同功率管的需要。 濾波電路輸出端跨接電壓表V0：電壓表V0除了可監(jiān)控整流和濾波電路工作是否正常外還能判斷整機(jī)的直流電耗是多少。電壓表V0內(nèi)阻350kΩ，兼起泄放電阻作用。

2．放大部分 功率管切換電路中當(dāng)功率管由300B切換到EL60時(shí)，EL60從三極狀態(tài)轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，簾柵極通過電阻R7接至B+電源，柵極串入lk Ω的防振電阻R13，電阻R9則被短路。與此同時(shí)調(diào)低B+電壓至250V。請注意電路圖中推動(dòng)管管腳標(biāo)識(shí)是對EL34而言，因?yàn)楣P者買不到EL60用的九針自鎖管座，只好用八腳管座代替。EL60的管腳標(biāo)識(shí)為：1、9燈絲，8陰極，7控制柵極，6簾棚極，2抑制柵極，3屏極。 輸入阻抗變換電路中的輸入電位器兼作音量控制，由R3、R4組成，CD機(jī)輸出端已有隔離電容器。通常情況下可將R4短接，用R3調(diào)節(jié)音量。R3阻值47k Ω，對CD機(jī)來說屬較重的負(fù)載，但對電子管7119來說，柵極電阻偏低，不易感染雜音、信噪比較高但增益較低，反之，．R4．滑臂下移，增益升高，信噪比有所降低。 功率電子管屏極電流監(jiān)控部分的輸出變壓器T4一次側(cè)繞組兩端跨接電壓表Vl，已知一次側(cè)繞組電阻為203 n，可以通過電壓表讀數(shù)得知屏極電流。表的內(nèi)阻是50kΩ，與輸出變壓器并聯(lián)對輸出阻抗不會(huì)產(chǎn)生影響。 負(fù)反饋電阻R9不設(shè)旁路電容，使EL60用作推動(dòng)管時(shí)有電流負(fù)反饋。除此之外全機(jī)再?zèng)]有負(fù)反饋電路。本機(jī)開環(huán)增益不高，通過準(zhǔn)確選取電子管工作點(diǎn)，又有電壓表Vl的監(jiān)控，失真維持在較低的水平。300B內(nèi)阻很低，加上音箱的聲阻尼和揚(yáng)聲器的機(jī)械阻尼，沒有使用負(fù)反饋增加放大器輸出阻尼系數(shù)的必要。要知道，300B區(qū)區(qū)的數(shù)瓦輸出彌足珍貴l 并聯(lián)式退耦電路采用并聯(lián)退耦方式，其性能優(yōu)于通常采用的串聯(lián)方式，放大器各級工作更穩(wěn)定。

三．元器件選用

制作懷舊膽機(jī)。關(guān)鍵在于元器件選用，在質(zhì)量保證、價(jià)格合理的前提下，盡可能采用古董零件，古董零件難求。要耐心搜羅，搜羅零件的過程也是一種樂趣。 1．電子管購買 筆者是業(yè)余無線電愛好者，喜歡逛電子跳蚤市場。荷蘭Amperex 7119電子管從地?cái)傎I得。在電子管大家族中，7119屬晚期產(chǎn)品，社會(huì)保有量少，難得遇見。EL60是荷蘭Philips生產(chǎn)的Miniwatt牌子，帶包裝盒的舊裝新管，筆者買了5只，經(jīng)實(shí)測，5只管的屏流相差不超過5％。至于EC360，音響發(fā)燒友可以從有關(guān)雜志中看到郵購消息，不過筆者的EC360卻是幾年前從電子攤檔購得，也是帶包裝盒的舊裝新管，前東德R．F．T牌子。圖2自左至右為電子管7119、EC360、EL34和EL60。大名鼎鼎的300B，市場上各種牌子琳瑯滿目，高低價(jià)格相差達(dá)兩個(gè)數(shù)量級，是否值得，見仁見智，本人選用國產(chǎn)曙光牌300B一98型。電子管制造多為手工工序，成品管子參數(shù)離散性很大，要找到性能相同的配對管很不容易，日后的整機(jī)調(diào)試也證實(shí)了這一點(diǎn)。為了追求左右聲道300B一98電子管性能盡量一致，筆者先后5次返回店家調(diào)換管子，最終兩管屏流相差小于5％。這還是靜態(tài)參數(shù)，至于動(dòng)態(tài)參數(shù)，業(yè)余條件下則無法測定。

2．其余元器件 柵負(fù)壓變壓器T2為上海無線電二十七廠DB一20一167型變壓器，原為兩、三燈來復(fù)式交流收音機(jī)電源變壓器。一次側(cè)繞組220V，二次側(cè)高壓繞組210V，用在本機(jī)上一次側(cè)電壓110V，二次側(cè)經(jīng)晶體管整流獲得一148V電壓供給300B柵負(fù)壓。 電子管7l 19退耦回路中的扼流圈L3(兩聲道共用)亦為上無二十七廠的產(chǎn)品，是ZL一10一113型阻流圈。扼流圈L4左右聲道各一只，右聲道以上海牌163—7型六燈電子管交流收音機(jī)輸出變壓器代用，左聲道以上無二十七廠的CB一2—75型輸出變壓器代用。 高壓電源變壓器Tl是美國Federal Tel．Radio公司所生產(chǎn)的拆機(jī)品，質(zhì)量7．5kg。電子管7119、EL60、300B的燈絲電源變壓器T3也是美國制造的拆機(jī)品，由Saratog Industries公司生產(chǎn)，每聲道用一只，單只質(zhì)量4．3kg。濾波扼流圈Ll、L2為美國BendixRadio Division 0f Bendix Avia—tion公司所制，單只質(zhì)量5．5kg。 輸出變壓器T4出自民間音響發(fā)燒友之手。鐵心截面積為3．4cm(舌寬)×6cm(疊厚)，每只質(zhì)量3．9kg。用VC6240型數(shù)字式LC表測得一次側(cè)電感l(wèi) 8．8H／18．4H．，直流電阻兩只均為203。細(xì)心的讀者會(huì)發(fā)現(xiàn)，上面所述的七大電感元件——T1、2×T3、Ll、L2和2×T4的質(zhì)量總和達(dá)到35kg。 濾波電容C1和C2是思碧(sprague)夾圈固定式電解電容，Cl產(chǎn)于1951年12月，c2產(chǎn)于1952年2月，距今已經(jīng)超過半個(gè)世紀(jì)!C3是MaUory負(fù)極鋁殼老式插座電解電容帶原裝插座，C4是思碧油浸高壓紙質(zhì)罐裝電容。退耦電容C5(左右聲道各一只)、C6為三聯(lián)裝思碧負(fù)極鋁殼老式插座電解電容帶原裝插座。陰極旁路電容C9為西門子電解，C10是思碧老式紙殼電解。級間耦合電容C11為思碧的Vitamin Q電容，C12是West Cap電容。 電壓表V0為美國Weston公司產(chǎn)品，量程O～350V、．t000Ω／V，表盤直徑63mm。電壓表V1為美國AM儀器公司產(chǎn)品，量程0～50V、1000Ω／V，表盤直徑63ram。 音量控制電位器R3是ALPS 大型音響專用電位器，R4則為Noble老式鋼殼電位器。

四．安裝工藝 所有零件在裝配之前都必須進(jìn)行測試，確認(rèn)無誤才能上機(jī)，這一點(diǎn)很重要，可以為今后調(diào)試節(jié)省大量時(shí)間。對于電源變壓器Tl、T2、T3先測量各繞組的直流電阻，確認(rèn)無短路，然后進(jìn)行空載試驗(yàn)。接上電源，測量各組電壓，注意空載電壓應(yīng)高出額定值5％～10％左右，空載試驗(yàn)需持續(xù)2小時(shí)，觀察變壓器溫升是否正常。對于輸出變壓器T4、扼流圈L1、L2、L3和L4除測量電感量外還要測定線圈的直流電阻并記錄在案，以便日后據(jù)此算出通過該元件的電流值。全部電容器都必須進(jìn)行電容值測定，不能抱有僥幸心理，老式電解電容漏電較嚴(yán)重者不能采用!可變電阻Rl為滑線電阻，功率不得小于50W。 DIY的音響發(fā)燒友都知道，底盤是膽機(jī)制作中最為頭疼的事。本機(jī)的底盤及面板源自一臺(tái)美國產(chǎn)的射頻儀。底盤尺寸為430mm×330mm×75mm，鋁合金，厚度2mm。必須裝在底盤上面的零件計(jì)有：10只電子管、4只電源變壓器、2只輸出變壓器、4只濾波和退耦電解電容、可變電阻Rl的調(diào)節(jié)旋鈕與及柵負(fù)壓電位器R2的旋軸。要再三比較，確定合理的布置方案，畫出圖紙，然后按圖對底盤進(jìn)行加工。加工底盤全是鉗工活兒，在家庭條件下，缺乏精良的工具，又無專用的工作間，筆者在狹小的陽臺(tái)上，一張小板凳，一對廢棄音箱權(quán)且作為工作臺(tái)，鉆、鑿、鋸、磨、銼，三番五次，硬是把這塊骨頭給啃了下來! 底盤面積有限，放不下所有大型元件，濾波扼流圈Ll、L2，高壓油浸紙質(zhì)罐裝電容C4只好用外置式布置，通過接插件與主機(jī)相聯(lián)。3只電壓表則裝在面板上，便于監(jiān)控。 扼流圈L3、L4(左右聲道各一只)和大部分的阻容元件都裝在底盤下面。電子管外圍元件應(yīng)盡量緊靠管座焊接，使用絕緣支架將元件固定，元件勿緊貼底板，即俗語所說“搭棚式”結(jié)構(gòu)。對于非廠機(jī)而言，沒有必要將元件刻意排列成相互垂直還把導(dǎo)線捆扎一起。 電源變壓器Tl和T3(左右聲道各一只)體積龐大，呈品字形雄踞底盤三方。 眾所周知，電源變壓器是膽機(jī)交流聲的發(fā)源地，因此，防止交流聲和雜散磁場干擾是本機(jī)的重點(diǎn)，也是本機(jī)的難點(diǎn)。為此采取了以下措施： 燈絲回路是交流聲的重要來源。300B燈絲繞組中心抽頭必須接地，接地點(diǎn)緊靠300B管座，以平衡交流哼聲。7119及EL60的燈絲電源線必須是雙線絞合、緊貼底板且單線接地，但整流管EC360的燈絲千萬不要接地以免陰極燈絲之間的絕緣被擊穿! 輸入回路一旦感染了噪聲，經(jīng)以后各級放大形成嚴(yán)重后果，音量電位器外殼要良好接地，導(dǎo)線應(yīng)使用屏蔽線，屏蔽層一端接地。 接地點(diǎn)的選擇對交流聲很有影響，同一電子管的接地點(diǎn)應(yīng)集中一起接至底盤，使用螺絲螺帽和彈簧墊圈將接地焊片壓緊在鋁板上，盡量減少接地電阻。各級接地點(diǎn)應(yīng)按照信號流程順序布置。 所有元器件、插座和支架等在上機(jī)之前都必須預(yù)先徹底除銹上好焊錫。焊接膽機(jī)，一把電烙鐵是不夠的，除25W外，還得有一把75W電烙鐵。機(jī)內(nèi)線要用優(yōu)質(zhì)導(dǎo)線，要有一定的剛性以避免導(dǎo)線搖晃。筆者喜用喇叭電纜的內(nèi)導(dǎo)線，但需注意絕緣層是否足夠，必要時(shí)套以絕緣套管。 底盤下面的零件布置如圖3所示。裝配作業(yè)完工后的放大器頂視圖如圖4所示，一看就知道是一臺(tái)懷舊膽機(jī)。

五．整機(jī)調(diào)試 焊接完畢，必須再三核對電路，確認(rèn)無誤，然后按以下步驟進(jìn)行調(diào)試。事前需準(zhǔn)備一臺(tái)自耦變壓器，電源通過自耦變壓器接入，慢慢提升電壓至l 10V，在升壓過程中密切注視機(jī)內(nèi)有無異常情況。 (1)不插電子管，接上電源，電壓調(diào)到1 10V，詳細(xì)測量各組電壓：交流高壓、各電子管燈絲電壓。注意此時(shí)柵負(fù)壓電路已工作，將R2調(diào)至最大負(fù)壓處，測量負(fù)壓，應(yīng)有一148V，需特別注意棚負(fù)壓的極性!旋轉(zhuǎn)R2轉(zhuǎn)軸，負(fù)壓應(yīng)平滑變化，不得有跳動(dòng)。 (2)僅僅插上7119、EL60和300B，通電至110V，在已接上燈絲負(fù)載的情況下測量各個(gè)電子管的燈絲電壓。 (3)拔除7119、EL60}I]300B，插上EC360，用自耦變壓器緩慢升壓同時(shí)監(jiān)視電壓表V0，使其不得超過滿刻度350V，密切留意機(jī)內(nèi)有無跳火情況。 (4)將R置于最大負(fù)壓位置上，插上全部電子管，接上負(fù)載，緩慢通電升壓，當(dāng)電壓表V0讀數(shù)到達(dá)300V時(shí)，暫停提升電源電壓。調(diào)節(jié)R2，慢慢減小(絕對值變小)柵負(fù)壓到一定數(shù)值，電壓表V1指針開始偏轉(zhuǎn)，表明300B有屏流出現(xiàn)。屏流出現(xiàn)后，電壓表V0指針有所回落，應(yīng)重新升高電源電壓至l。|0V，同時(shí)調(diào)節(jié)柵負(fù)壓使V1不超過1 5V，對應(yīng)的屏極電流為74mA。至此，整機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)，接上音源，在正常情況應(yīng)能播放了。圖5是處于運(yùn)行狀態(tài)的懷舊膽機(jī)，請留意面板上3只直流電壓表指針偏轉(zhuǎn)情況。 對于甲類放大器，正常工作下電壓表V1指針不應(yīng)該擺動(dòng)。如果指針向右擺動(dòng)，意味功率管柵負(fù)壓太低(絕對值太大)，應(yīng)小心調(diào)整R2使靜態(tài)屏流上升(注意勿超過管子的最大屏耗)，如果指針向左邊擺動(dòng)則要進(jìn)行反向調(diào)整。 (5)當(dāng)需要將功放管由300B切換到EL60時(shí)，首先應(yīng)關(guān)閉電源，在斷電狀態(tài)下?lián)軇?dòng)各切換開關(guān)，濾波電路改為電感輸入式(電路圖中，開關(guān)Sl、s2向下接通)，可變電阻Rl調(diào)至最大值，然后開機(jī)。實(shí)踐證明，為了使EL60的B+電源為250V，只需將L1接成輸入電感、R1調(diào)至80Ω即可，此時(shí)電壓表V0讀數(shù)為250V，電壓表vl讀數(shù)為20V，對應(yīng)的EL60屏 流為99mA。 (6)當(dāng)EL6011作功率管時(shí)，工作點(diǎn)由電阻R10控制，只要改變RlO的阻值并相應(yīng)地調(diào)節(jié)B+電源電壓就能夠進(jìn)行多種功率管型號的代換，例女16F6、6V6、6L6、KT66、KT88和6GB8等，享受玩膽的樂趣。 調(diào)試完成，重新測量全機(jī)關(guān)鍵點(diǎn)電壓并記錄存檔，電路圖所標(biāo)出的電壓值是功率管為300B時(shí)的數(shù)值。

六．音質(zhì)評價(jià) 任何一部新裝好的音頻放大器都需要一段試運(yùn)轉(zhuǎn)過程才能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，就是發(fā)燒友俗稱的煲機(jī)。本機(jī)試用至今已超過半年，是對音質(zhì)作出評價(jià)的時(shí)候了。 1．系統(tǒng)簡述 系統(tǒng)配置圍繞懷舊這個(gè)主題進(jìn)行：音源為Rorgers SC一8i激光唱機(jī)，放音系統(tǒng)采用上海無線電十一廠于20世紀(jì)70年代生產(chǎn)的專供高傳真系統(tǒng)用的飛樂牌YD5—2502型10英寸雙紙盆全音域電動(dòng)揚(yáng)聲器。音箱為低音倒相式落地箱，箱體尺寸自行設(shè)計(jì)，委托他人加工，喇叭的安裝及吸音材料的設(shè)計(jì)計(jì)算、選用粘貼都是自己動(dòng)手。飛樂牌YD5—2502型揚(yáng)聲器諧振頻率55Hz，有效放音范圍50Hz～12kHz，此范圍已覆蓋了絕大部分音樂頻譜。為了進(jìn)一步拓展高頻段，筆者并聯(lián)了一對倒置的Dynaudio MSP—110MKⅡ書架箱。不必?fù)?dān)心兩對音箱并聯(lián)會(huì)影響與300B的阻抗匹配，因?yàn)?00B是低內(nèi)阻三極管，對負(fù)載阻抗要求不嚴(yán)格，負(fù)載阻抗大些，輸出功率會(huì)小些，失真也小些；反之，負(fù)載阻抗用得小些，則輸出功率增加但失真也會(huì)大些。由于兩對音箱靈敏度相去較遠(yuǎn)，聲音主要出白落地箱，書架箱的主要作用是增加高頻段的華彩。 聽音環(huán)境是普通的16m2家居客廳，不對稱格局，未經(jīng)聲學(xué)處理。