用6N11電子管製作的前級放大器

    市售的放大器音響效果參差不齊，聲音不一定能滿足自己的要求，好產品售價也不菲，那麼能不能自己動手DIY製作呢? 回答是肯定的，只要你自備一定的工具(如電烙鐵、焊絲、萬能表)，又懂得一些電子常識(可以自學嘛)，那麼DIY的樂趣，不是一個買成品機使用的朋友所能體會的。
    放大器分前級和后級，我們常說的合併機是將兩者合二為一的機器。前級主要作用是對輸入的微弱信號進行電壓放大，以推動後續的功率放大管。一般情況下。前級放大器因工作電流較小，元器件比較簡單，材料容易購買而製作相對容易。
    自製放大器時線路的選取很重要，考慮到業餘條件的限制，DIY時選取簡潔線路較容易取得成功。在設計電壓放大級時主要考慮是有足夠的增益，頻響和失真、雜訊等特性。在晶體管(俗稱“石”)和電子管(俗稱“膽”)放大器中，由於電子管的放大因數(μ)很大，往往用一個電子管就相當於用幾個晶體管構成的電路，因此兩者比較電子管功放製作的成功率遠高於晶體管機。用於前級電壓放大的電子管， 一般有6N1、6N3、6N11、12AX7、12AT7、12AU7、6SL7、6SN7、6SJ7和EF86等多種三極體和五極管。由於等效輸入雜訊較大，6SJ7、EF86等五極管現在一般已不常採用。
    了解一隻電子管的特點和衡量它的性能，常用跨導(S)、內阻(Ri)、放大因數(μ)表示，其中跨導是電子管柵壓對屏流的控制能力；內阻是當柵極電壓為定值時，屏極電壓的變化量與相應的屏極電流變化量之比，內阻越小，電子管的負載能力、頻響方面要好些，應優先採用；放大因數是用來表示放大品質的量。跨導、內阻、放大因數三者的關係是：μ=S×Ri。
    前級電壓放大用電子管，常常按它們的放大因數分成高μ、中μ、低μ類型。μ值大於35的叫高μ管。如以上列舉的12AX7、12AT7、6SL7。μ值大的管子，放大倍數較大，但輸入範圍較小。適合做小信號前級和功放的第一級。μ值在20-35之間的稱為中μ管.如12AU7、6SN7、6N3、6N11等，它們的特點是輸入範圍要大一些，有相對較小的失真。
    6N11 (國外同類產品稱為6DJ8或6922)是高頻低雜訊雙三極九腳電子管。它的板極為非封閉形，兩片板極的中間部分貼近柵極，兩三極體之間有屏蔽板隔離，所以使用時。米勒效應引起輸入電容的增加部分較少，頻響容易做得很寬。由於這一特點，6N11以前主要用於高頻電壓放大。常被用於示波器的X、Y軸偏向放大。6N11的內阻比12A系列電子管低，兼之它的跨導大，雜訊低，既能充分體現電子管的大動態長處，又有晶體管頻響寬、速度高的特點，因此近年來在高保真音響設備中被廣泛使用。國內外很多功放的輸入級，甚至在CD唱機的數碼轉換器中都能看到它的蹤影。
  下面是採用一個6N11電子管即能完成立體聲左右聲道放大的前級放大器它以Simple is best(簡潔是好)的宗旨設計，線路非常簡潔實用，而且音質水平較高，非常適合愛動手的入門愛好者製作。
    該線路為經典的阻容耦合單級共陰極放大電路，它既可單獨構成前級放大器，也可作為後級放大器的輸入級。6N11經常被某些朋友說聲音相對其它電子管薄，其實，這是屏流選取不當引起的。仔細查看他們所用的線路，發覺線路中的6N11工作屏流低於3mA，有的線路的陰極電阻甚至用到1～1.5kΩ。使屏流僅為1～2mA，這是不妥的，同時也是其聲音偏薄的一大原因。實踐證明。6N11要在大電流下工作才好聽。6N11的標準參數是屏壓90V、屏流16mA設計，為使其盡量工作在線性限狀態，使管子工作有一定的承受裕量。但也不宜低太多。
    如圖1，這個線路中6N11的屏壓定在85V。屏流設為8mA，柵壓-1.8V。計算屏極負載電阻R3，一般屏極負載電阻選值為電子管內阻的3～5倍左右，6N11內阻為2.3kΩ左右，因此R3可取10kΩ，陰極電阻R4值為1.8V/8mA=225Ω。實際可選220Ω 電阻，此時屏流約8.2mA。為了不衰減高頻，輸入電阻R1取1kΩ。要有足夠的放大和取消電流反饋，陰極電阻還要並聯一個470 uF的旁路電容C1。電路中沒有加負反饋，柵極的R1電阻與柵陰極間電容C1構成一個低通濾波器，可抑制高頻寄生振蕩，提高電路的穩定性。如果在陰極的電解電容C1上並聯了一個容量較小的金屬聚丙烯電容(約0.47 u F)，可避免電解電容等效電感對高頻段頻率不特性的影響，降低高頻損耗。輸出電容C2可選1uF/250V的聚丙烯音頻專用電容，輸入端有個100kΩ的音量控制器W，輸出端還有一個100kΩ的電阻R4接地，每聲道的主放大線路就是這麼簡單。
 
    電源的質素能左右聲音品質。本機主線路雖然簡單，但為了出靚聲，電源是馬虎不得的。先計算主線路所需要的高壓值，屏壓為85V，陰極柵電壓-1.8V，屏流為8.2mA，即主線路需要的高壓B+=85+1.8+8.2mA×10kΩ =168.8V≈169V。6N11的燈絲6.3V/0.34A電壓由穩壓集成塊LM7805提供。由於交流電整流後接上負電壓一般為高壓交流電壓的1.2倍，故高壓交流電壓應不低於169÷1.2=140V，電流8.2mA×2=16.4mA。考慮到整流空載和負載后的電壓變化以及穩壓差、功率裕量的要求。變壓器的次級的高壓應取150V/30mA以上。低壓為12V/0.5A。這時可選功率容量為20W 左右的變壓器。如果沒有合適的。可選兩個功率為30W，次級輸出為12V的變壓器代用，接法如圖2。其中一個按正常接用，另一個將12V的次級當初級，原220V的初級則變成次級輸出。用兩個變壓器的這種接法雖然成本略高，但也有電源受市電干擾較小的好處。
 
    本例所選的電源變壓器次級輸出是220V/30mA、 12V/1A。高壓用晶體二極體D1整流，得到約310V的空載電壓，濾波採用電容+扼流圈+電容的“∏”型方式，這種方式可大幅度減少直流波紋。前面第一個電容C3是220 uF/40V，第2個電容用100 uF/40V，接上負載電壓在298V左右。扼流圈L的規格是50mA/8H，此時的電壓高出169V一百多伏，可用電阻降低，也起到凈化電源作用。濾波降壓電阻R的取值為(298V-169V)/16.4mA=7.87kΩ。由於到扼流圈有幾伏的壓降， 因此可選取7.6kΩ 的電阻。該電阻屬降壓電阻，做功發熱較大.其功率為(298V-169V)×16mA=1.2W。因此宜選功率在3W 左右的電阻。為了減少發熱量。提高穩定性和濾波特性。可選1個3W5.1kΩ 和1 個3W2.5 kΩ 的電阻串聯起來，兩個電阻間並聯有一個47 uF/400V 的濾波電容接地.加強濾波效果。燈絲用交流供電時。處理不當很容易入交流聲。因此本機採用直流供電。12V/1A的交流電經D2整流。C7濾波后，用LM7805三端穩壓集成塊配合2個IN4148二極體穩壓輸出6.3V的電源，燈絲的一端要接地，這對降低雜訊，提高信噪比有很大的幫助。
    圖3是6N11的管腳示意圖，讀者可參考。由於線路十分簡單，可選用搭棚式焊接。製作時信號接線可用品質較好的純銅漆包線，講究的選用優質帶屏蔽的芯線，阻容元件有條件者應檢測后再焊接。左右聲道所用元件參數相差不大時有利於音場和聲像的準確再現。焊接時應切記走線距離最短，屏極元件和陰極柵極輸入元件盡量不要接近，如接近時也應盡量使元件處於不互相平行的狀態。注意的是須採用一點接往金屬機殼(即本機的“地”)才有較好的信噪比。有條件可選用PCB板製作，這樣看起來更美觀。
 
     焊接完成後，應檢查元件焊接正確與否，無誤后，可通電測量燈絲供電電壓，應在6.3V左右。A點高壓應在169～170V之間，這時可接上電子管試機。其它方面不必調整，只要元件良好、焊接正確，高壓供電正常，本機就能正常工作。
    6N11單管前級線路極其簡單，製作成本低，效果也相當不錯。若用料講究.製作精益求精，其音質與更高級的前級放大器相比音質差異不大。未煲透的新機中頻表現有些清淡，不過音色很中性，高頻很飄逸，但低頻有點薄，下潛不夠好.聲音有點硬。煲十幾天後，低頻能量和下潛有所改善，中頻也厚實一些，聲音的速度快，分析力好，細節豐富，音樂很有動感節奏，聽蔡琴老歌時聲音溫柔純正，娓娓動聽。
    本機的元件也可換用相同規格不同品牌的產品。由於元件少，可在一定的製作成本下盡量選用優質品以取得好的音質。如音量電位器用ALPS藍色塑封品種，電阻可用美國AB碳阻或其它名牌金屬電阻。國產大紅袍電阻也是較好的選擇。像國產6N11電子管可換進口的6DJ8、6922和ECC88、E88CC等多種，電容也有不同WIMA和SOLEN等其它品牌可選。有興趣的朋友不妨換一換，看看聲音有什麼變化，相信你會從中得到動手的樂趣。