300B 單端的實作

    簡潔至上，只要在推動力足夠的前提下，盡量減少放大器的級數，這是筆者製作線路的基本原則。說到300B，玩電子管的都知道有多種線路，也實作過多種線路。在製作過多款線路之後，筆者感覺有一款線路無論從實聽效果還是線路結構上來說都是非常不錯的，因此筆者特地把它寫了出來，希望喜愛300B的讀者能享受到其中的樂趣。

一．原理簡介
    甲類單端作為一種古老、低效、功耗大的放大器，它依然以其獨特而難以抗拒的魅力吸引著無數的音響愛好者。無論甲類石機還是甲類膽機，筆者對它們均情有獨鍾。大家都知道．一個放大器如果它的放大級數太多的話，無論你採取任何一種方式來減少失真，它的失真總的來說絕對要比級數少的要大，而且放大的級數愈多，相移的可能性就越大，通頻帶就會越窄。
    本文所介紹的是一款兩級的單端放大器，它就很好地避免了以上的一些情況。大家都清楚，電壓放大級的主要作用就是將音頻信號放大到足夠的振幅，以達到能夠推動末級功率放大的目的，這就需要電壓放大級首先應有足夠的放大倍數，即能達到整個音頻放大器所需要的靈敏度，其次還需要頻率
特性均勻，以及放大后的信號不失真。由於五極管具有放大係數大、驅動力較強等特點，因此本機電壓放大級就選擇了五極管。
    由於6J4P的特性曲線、屏壓、屏流以及放大係數均較符合做本機的電壓放大級(圖1為6J4P特性曲線圖)，因此筆者選擇了6J4P作本機的推動管。一般來說五極管的失真比三極體要大一些，但是通過正確的設計和必要的措施，無論從實聽還是從測試指標上來說，五極管並不遜色於三極體。功率放大則由300B擔任，具體的電路原理見圖2，圖3為300B的特性曲線圖。Rg1為電壓放大級的柵極電阻，Rg2為功率放大級的柵極電阻，這一柵極電阻有兩個作用：一是使下一級的電子管能將柵偏壓Eg通過Rg加到柵極上去，即作為Eg的直流通路，同時下一級電子管內電子從陰極流向屏極的過程中，或多或少總有一些電子落到柵極上，Rg就給這些電子一個直流通路，使柵極的電位不至於越來越負從而影響放大器的正常工作，因此柵極電阻又叫柵漏電阻；作用二是將屏極迴路輸出的交流信號電壓送到下一級去。
 
 
 
    Rg電阻的取值不宜過大也不宜過小，當該電阻過大時，電子從柵極泄漏到陰極就比較困難，且柵極易出現反柵流，由於Rg過大，極其微小的反柵流就會在Rg兩端產生較大的電壓降，它的正端就會加到柵極上，結果使柵極迴路的柵偏壓值變小，甚至可能會使柵壓趨向正值，導致屏流猛增而損壞電子管。當該電阻過小時，它對電子管屏極負載電阻Rg的分路作用就很大，這樣就會使電子管的放大倍數降低。同時，Rg的阻抗如果遠大於耦合電容C的阻抗時，那麼Ra上被放大的交流信號電壓就會有很大一部分直接作用在耦合電容C上，而實際加到下一級柵極上的交變信號電壓就會減少。該電阻的取值一般來說應該是屏極電阻的4～9倍。同時由該電阻產生的柵偏壓也有兩個作用：
一是使電子管在正常工作的過程中其柵極電位始終低於陰極電位而使電子不能由柵極跑到陰極，從而達到柵極迴路中沒有柵流的目的；
二是通過柵偏壓來正確確定靜態工作點Q，只有當Q點位於動態特性曲線的直線都分中心的位置的時候屏流波形的正負半周才會對稱，也只有此時失真才是最小的。
    Rk1為陰極電阻，其電路形式為自偏壓電路，主要作用是產生穩定的柵偏壓。在此我們取消了陰極旁路電容Ck，其主要原因是考慮到該電容的加入對失真(主要是非線性失真和頻率失真)有一定的影響，並且在一定的工作電壓範圍內，該電容的取消能夠使失真降低一半。雖然該電容的增加能夠提高增益，但作為五極管來說，其增益已經足夠，從利弊的角度出發，我們還是選擇了取消該電容，當然這也要建立在電路穩定、推動電壓足夠的基礎上。
    一般來說五極管的陰極電阻Rk可以用下式來計算取值：Rk=Eg/(I_ao+I_g2o)(I_g2o為簾柵的直流分量，I_ao為屏流的直流分量，由於流過陰極電阻的電流除屏流外還有簾柵流，因此陰極電阻上電流應該等於簾柵流和屏流的總和)。由於Rk的取值對增益有一定的影響，當Rk取值過大時，增益偏小，當Rk取值過小時，增益過高又會引發失真，因此該電阻的取值必須在以上公式的基礎上通過實踐來獲取。
    Ra為屏極負載電阻。當電子管柵極迴路加入交流信號電源時，由於柵極的控制作用使原來恆定的陽極電流變為隨信號電壓而變的脈動電流，從而產生了交流分量，並且屏流上的交流分量在陽極負載電阻Ra上產生了交流電壓降，該壓降使屏極與陰極間得到了一個放大了的信號電壓。因此該電阻對放大倍數又有著一定的影響。該電阻的取值也不宜過大和過小。當該電阻過大時，它對屏極電源電壓所產生的直流壓降，使真正加到電子管屏極上的電壓過低、屏流過小，這使得電子管工作點的位置大為降低而工作在特性曲線的彎曲部分。此時的電子管內阻增大，放大倍數減少，同時又會產生嚴重的非線性失真，並且屏極電阻過大時對高頻特性也有著不良的影響。當屏極電阻過小時，耦合電容C的分流作用受到影響，雖然能夠減少高頻區的幅頻失真，但同時又使得中頻區的放大倍數減少了，因此該電阻也不能取得過小。所以該電阻的取值既要考慮放大倍數同時又要兼顧工作區域的幅頻失真。通常來說，該電阻的取值應該使得該管屏極的電壓值等於該管供電電壓的一半左右。
    由簾柵極降壓電阻Rg2，簾柵極分壓分流電阻Rg3，和簾柵極旁路電容Cg2組成的降壓、限流、穩壓的電路，為簾柵極提供了一個穩定的直流工作電壓。電阻R1、R5設立的主要作用是用來消除寄生振蕩的能量，使寄生振蕩的幅度變得很弱，從而維護放大器的正常工作；另一個作用就是具有緩衝保護和隔離的作用。
    Rk2為功率管的陰極電阻，Ck為功率管的陰極旁路電容，Rk2,Ck主要作用是用來產生負柵壓的，當功率管的直流分量Iao過陰極電阻Rk2時，會在Rk2上產生一個大小為Iao×Rk2的直流電壓，這個電壓就是電子管柵極的負柵壓。而旁路電容Ck的作用是旁路屏流的交流分量，使它不會在Rk2上產生交流電壓降。因此要求旁路電容Ck的電容值要足夠大，因為電容值越大它對交流分量的阻抗就會越小，也就是說Ck對音頻電流的阻抗必須要比Rk2的的阻值小得多。只有這樣，才能起到較大的旁路作用。W為300B燈絲電壓平衡調節電阻，調節該電位器可以降低本機的雜訊。

二．輸出變壓器
    作為非常關鍵的一環，輸出牛的好壞直接影響到放音效果，而決定音頻輸出變壓器的幾個主要參數分別是自感(電感量)、效率、漏感、磁通密度、功率及工作頻率。
    電感量直接影響和決定著低頻段的頻率響應和低頻段的電壓波形失真，以及輸出阻抗。 輸出牛的效率不但影響著輸出牛的鐵心尺寸，而且對輸出牛的音色走向和通透度也起著較為重要的作用。
    漏感量的大小直接決定著輸出牛的高頻端的頻率響應，然而自感和漏感都是與圈數平方成正比的，在增大電感量的同時，漏感也會隨之而增大，此時就必須採用分層分段間繞的繞制方法。由於層段之間存在的分佈電容將會隨著分層分段的增加而增加，分佈電容也直接影響輸出牛高頻端的頻率響應，因此妥善處理好電感、漏感、分佈電容之間的關係是作為一個好的輸出牛的重要條件。同樣，在窗口面積一定的情況下，如果去追求大的電感量，就必須使用較小的銅線繞更多的圈數。這樣的結果是一次側的銅阻增大，效率降低，其放音效果也會受到一定的影響。不過不管怎樣，輸出牛的設計製作主要是為了聽音樂、是為人服務的，而實際測試的參數只能作為一個重要的依據，只有通過不斷地實踐、實驗、實聽，才能做出一個好的輸出牛。
    影響音頻變壓器低頻段的波形失真不僅與電感量、空氣隙有關，而且與磁通密度和有無直流磁化有關，且磁化電流的波形失真係數與交流磁通密度之間的關係是非線性關係。
    最低工作頻率不僅決定著鐵心尺寸的大小，而且是影響低頻響應和電壓波形失真的一個重要的參數，通過多次的實驗，我們覺得使用進口國標鐵心、導磁率在16000～18000高斯的鐵心作輸出牛比較容易做出效果。
    關於輸出牛的具體設計步驟許多書上均有介紹，筆者在此就不再重複。變壓器的製作如圖4所示。
 

三．選材與實作
    一個好的線路相當於一部好的電子管功放的一半。但花兒雖美仍需要綠葉來襯托，一個好的線路也同樣離不開好的元器件，因此我們在選擇元器件時必須謹慎認真。
    國產的大紅炮電阻的質量及其放音效果，在音響界均有美譽，再加上其價格不貴，音色的表現也相當不錯，因此該項重任非它莫屬。電容首選無極性的電容，如國產的CZY油浸電容，CZM金屬化紙介電容，其次是有極性的電解電容。本機中有一個0.22uF的耦合電容，該電容是一個音頻信號耦合電容，該電容較為關鍵，建議選擇國內外優質的油浸電容或者使用斯碧VQ油性銀膜電容。
    電子管作為信號的放大和轉換的重要器件，它的好壞直接影響到整個放大器的放音效果。經過我們的測試。南京早期生產的6Ж4C、6Ж8C,OTK產的6Ж4C以及曙光產的6J4P、6J8P等都有不錯的表現，其中南京的產品物美價廉，其表現在本機中相當不錯，值得讀者一試。由於各個廠家生產的管相互之間均有一定的差異，只有設計好電子管的工作點，使其工作在最佳的工作電壓下，才能發揮出該管的最佳效果。目前國內生產過300B的廠家有3個，其中經過測試對比之後，筆者較為欣賞的300B有早期柳州桂光廠生產的4300B金柵絲、4300B改良型發黑屏金柵絲、4300BLX以及長沙曙光早期生產的300BA。最近曙光廠生產的300BS茄子形膽的表現也還可以，但給人的總體感覺像是多了點現代商業的氣息，少了些音樂的韻味。
    材料選好之後，就可按照我們給出的圖紙安裝了，既可以搭棚安裝，也可以採用圖5的線路板來安裝。元器件安裝完畢后，檢查無誤后即可加電測試了，加電前最好在電源變壓器一次側加上一個2.5A的保險管，和高壓開關K2。
 
(1)首先不用裝電子管。加電首先測試電子管的燈絲電壓，當燈絲電壓正確后就可以加上6J4P、274B電子管。合上高壓開關K2，由於6J4P和300B的工作電壓都是相互獨立的，因此可以分別插管進行調試。先加上6J4P，測試屏極的電壓A點的電位，應該在236V。然後再測試簾柵極B點電壓。應該在115V，此時陰極電阻的壓降應該是1.9V，流過該管的屏流應該是5mA左右。以上各點電壓均是對地實測電壓，如果與上面所測試的電壓有較大的出入，那就需要斷電檢查，看看電阻、連線有沒有錯誤。如果測試的電壓與上面的電壓值相差不大，那就證明該級已經工作正常了，調試成功了。
(2)300B工作點的調整。調試前輸出端要加負載，先加燈絲電壓預熱3min，然後再合上高壓開關K2，測試300B的屏極電壓，就是D點對地的電壓。此時的電應該是403V，然後測出陰極由阻的壓降應該在70V左右。通過歐姆定律算出流過陰極電阻的電流，該電流即為流過300B的電流，測試300B管的壓降(D點與E點的電壓，該電壓約為328V)算出此時300B的屏耗，該屏耗應該在40W以內。筆者建議使屏耗小於或等於36W比較合適。40W為廠方給出的300B最大的屏耗，如果此時的電壓和屏耗均正常的，可以說本機已經基本調試完畢了，上電壓均為加負載之後的實測電壓。
(3)在調試本機時，由於本機的工作電壓較高，在調試的過程中一定要注意人身安全，對高壓的布線一定要使用高耐壓的電線。其次外層要加絕緣套管，如果採用的是搭棚安裝，在布線的過程中，燈絲要使用雙股絞線。就是將兩根電線緊密扭絞在一起，當通過方向相反的電流時，輻射出的交流電場就會相互抵消．從而達到減小雜訊的目的。在布線的過程中一定要遵循一點星型接地，即電壓級以陰極電阻的接地點為中心，其他的接點都接到該點上，功率放大級以功率管的陰極電阻為中心接地點，其他的接地點也以該點為中心接地點，然後再將這兩個接點分別接到母地的中心點，即濾波電容的負極，最後在該點引一線接機殼，這樣就完成整個布線。由於布線的好壞直接影響到本機的信噪比，因此在布線的過程中一定要嚴格遵循一點星型接地法。可調電阻W也可以調節本機的雜訊，通過調整該電阻，可以使本機的雜訊更低。在燈絲的供電中，筆者採用了交流供電。如果使用直流供電，雜訊的處理相對來說的確要比交流供電容易些，但筆者的感覺用直流供電音樂味要遜色於交流供電。
    綜上所述，只要嚴格遵循上述的調試製作方法，筆者相信你一定能夠做出一部你滿意的300B功放。