自己動手製作電子管音頻放大器

雖然電子管體積大，耗能高，需要高壓直流才能工作，也不便於集成，但是如果將電子管應用於音頻放大，卻有一般晶體管不可比擬的優勢，這是因為電子管放出來的聲音含有大量偶次諧波，偶次諧波雖然是一種失真，但會讓我們耳朵感到非常舒服。現在市場上也有用電子管作為主放大器件的有源音箱，但價格在1000元左右。基於電子管的良好音頻特性，筆者也為自己的電腦製作了一台電子管放大器（俗稱膽機）和一對利用小型全頻喇叭製作的音箱，用它們組成的電腦音效系統，效果不錯。
一、準備工作
我的電子管放大器的電路設計見圖1。

這是一個典型的單端甲類電子管放大器的電路圖。圖中兩聲道共用了3隻電子管，其中12AT7是雙三極體，在此用作電壓放大和推動作用，左右聲道各用一半，其引腳為小9腳，1腳和6腳分別是兩個三極體的陽極，2腳和7腳是柵極，3腳和8腳是陰極，4腳和5腳是燈絲，9腳是燈絲的中點，如果用12.6V點燃燈絲，則4、5腳接燈絲電源，9腳接地；如果用6.3V點燃燈絲，將4、5腳短接，再和9腳接燈絲電源即可。
6V6GTA是一個束射四極功率管，其引腳為大8腳，1、6腳不用，2、7腳為燈絲，3腳為陽極，4腳為簾柵極，5腳是柵極，8腳是陰極。此管國內的代號是6p6p，它在單端甲類工作方式下，可輸出4W的功率，驅動電腦音箱是綽綽有餘了。
電源部分3個7W和一個5W的電阻可選用優質線繞電阻或陶瓷電阻，使用功率更大的，可以提高工作穩定性。其他的可選用1W的優質金屬膜電阻。音量電位器是100kΩ的雙聯指數式產品。
圖中0.1μF的耦合電容可選用國產老式油浸電容，我用的是上世紀90年代的產品，編號為cj10，0.1μF/400V的產品，實際使用效果很好。如果有其他同規格的MKP（金屬化聚丙烯）介質電容也可以用在這個地方。6V6GTA的陰極電容可選用耐壓在35V以上的產品，可用容量在220μF到470μF之間的電解電容代替，我用的是耐壓100V的英國IC 330μF軸向電解電容。
此電路製作時要用到3個變壓器，1個電源變壓器，2個輸出變壓器，電源變壓器可以選用老式的電子管收音機上的變壓器，輸出變壓器可能不太好買，大家可以到各大音頻論壇看看。
此外，還要準備一個機殼。自己製作機殼最好用厚2.0mm以上的鐵板製作，機殼的形狀隨個人喜好而定。
二、製作過程
電子管放大器因為電路簡單，製作時無需PCB（印刷電路板），比較發燒的做法是採用搭棚焊接，即利用元件的引腳將要連接的點直接焊到一起。我在製作時為了走線方便，採用了兩塊質量較好的3mm厚膠木板，並在板上鑽孔，然後鉚上有通孔的鍍銀鉚釘，膠木板的一面俺放元件，元件的引腳通過鉚釘的通孔。另一面作為焊接面，將元件焊到膠木板上，在焊接面的元件引腳上焊上連接線。
圖2是我製作時的元件布線圖。3個470Ω/11W的陶瓷電阻是立式安裝的，便於散熱。放大部分的線全部從電路板的一邊出，以便安排整個電子管放大器的布局。


圖3是放大板的布局，其中燈絲線（圖中橫穿三個電子管座的絞合線）是用兩根特富龍鍍銀線緊密絞合在一起，然後用絞合線將3個電子管的燈絲引腳並在一起，接到電源變壓器的燈絲繞組(6.3V)上。6V6GTA的陰極電阻為270Ω，由於我手頭沒有270Ω的大功率電阻，就用了一個680Ω/7W和一個470Ω/11W的無感陶瓷電阻並起來代替了。

單端電子管放大器要驅動喇叭工作，一對輸出變壓器是必不可少的，由於用了6V6GTA的超線性接法，所以我買的變壓器也特地要求廠家製作時將超線性端引出引腳。圖2中的sp線就是接輸出變壓器的超線性接頭的，p是接輸出變壓器的接頭，E是接地的，B+則是接電源250V DC的。
音量電位器可以安裝在前面板上，這樣調節音量時比較方便，但要注意，從音頻輸入RCA端子到音量電位器之間的連線最好用質量好的屏蔽線，以免雜音干擾。音量電位器到放大板audio in接線也要用屏蔽線。
整個機器和外界的連線有交流進線、連接電腦音效卡的音頻線、連接音箱的喇叭線。接喇叭的喇叭座和接音頻線的RCA座應選用質量較好的鍍金的產品，交流輸入的IEC端子（電腦機箱後面接220V市電的那個黑色端子）用250V/10A的即可。這些座子和端子都可安裝在整機的後面板上，RCA座和交流輸入座間的距離應盡量大些。
交流開關也可安裝在後面板上，雖然開機時略有不便，但避免了交流線在機內走線太長而帶來干擾。我在製作時用了一個小輔助變壓器和一個繼電器，輔助電源變壓器220V輸入沒有開關，直接經過保險輸入220V交流電，輸出20V交流經過整流濾波穩壓后，驅動繼電器線圈和一個開機指示用的藍色發光二極體。最後我在驅動線路上加了一個小信號開關，來控制整機的開關。
圖4是我製作時用的結構布局，實際製作時可以靈活改變布局。圖5是完成後的外觀圖。


三、注意事項
（1）製作時，應先將整流濾波板和放大板的元件焊好，變壓器等要先用螺絲固定到機殼底上，變壓器和機殼之間應加墊一層橡膠皮或別的物質，以減小變壓器的振動給音質帶來的不良影響，然後將整流濾波板和放大板安裝到機殼裡，整理好它們之間的走線，然後將線一根根焊好，多餘的線剪去。所有的地線要接到機殼上，並且要一點接地，接地點一般選在IEC座附近就可以了。
（2）製作完成後，應仔細檢查所有的連線是否正確，是否有漏接的地方，電解電容的極性是否接反，若焊接無誤，先將機內的焊錫渣、剪掉的元件腳等清理乾淨，然後加電開機調試。調試前一定要將喇叭接到機器上，不然加電是要燒掉機內輸出變壓器的!另外，因為機內有高壓，在發現有漏電的情況下不要加電，解決問題后再開機。