FU50單端甲類電子管放大器

    作為一個電子管的生產大國，我國生產出了許多優秀的電子管，其中就有很多適合做音頻放大的電子管。有一款電子管無論從價格還是效果上來說，都是值得推薦的，該管就是我國生產的FU50，它也曾廣泛地運用於廣播和通信中，當FU50接成三極體時，其特性曲線比較接近名管300B，接成三極體時的工作狀態，其播放效果也是非常不錯的，再加上價格並不貴，因此還是值得推薦給各位音響愛好者的。

一．原理簡介
    電子管甲類功放的放大工作點一般來說都是工作在電子管特性曲線的中心點，並對輸入信號進行放大是雙向對稱的．工作點基本上是選擇在特性曲線的直線段內，所以甲類的失真相對來說比其他的類型的電路要低些，再加上電子管單端甲類的偶次諧波含量較高，因此使得甲類單端功放播放出來的音樂特別潤澤、特別甜美動聽。
    本文介紹的功放主要遵循以上的路線，並且考慮到使用成本不高的元器件來做出好效果的基本原則來製作本機。本機的電路圖如圖1所示。
 
    相對高驅動電壓的電子管來說FU50的驅動電壓要求並不是太高，但為了保證有足夠的驅動力和較低的失真，本機電壓驅動部分還是使用了兩級放大來驅動FU50，前級輸入放大管Ql(6N8P)為雙三極體，Q1的一半作為信號放大，另一半管充當末級管的電壓激勵放大，即使用了兩級共陰電壓放大電路，該組合仍具有較強的電壓放大能力I有著較好的頻向和較好的相位特性。由於6N8P屬於低“管，因此我們採用了兩級共陰作為電壓放大，使它能夠產生足夠的增益來達到驅動后級的目的。FU50是一個五極管，將它接成三極體的工作形式，它所需要的驅動電壓雖然不算低，但該共陰組合完全能夠滿足該管驅動所需要的電壓。由於6N8P的“值較低，用該管做電壓放大時也較容易獲取低失真的電壓放大信號，並能有效地降低整機的失真度。由於共陰組合較適合用於音頻放大電路中，因此也被國內外許多音響廠家廣泛地運用。
    6N8P的電氣參數和性能均較適合為本機電壓放大級的放大管，6N8P電氣參數見表1，其特性曲線如圖2所示。6N8P的國外型號為6H8C(前蘇聯OTK產)、6SN7GT、6F8G、CVl81、QB65 (歐美型號)。
 

    圖1中R1為電壓放大管的柵極電阻，它不僅決定著輸入阻抗的大小，同時又是輸入信號的負載電阻，R2的主要作用是起隔離保護和消振，R3為該級的陽極電阻，該電阻的作用就是在該電阻上產生一個放大的信號電壓，即當該級電子管柵極迴路加入一個交流信號電源時，就會在陽極負載電阻R3上產生交流電壓降，該壓降能使屏極與陰極間得到一個放大了的信號電壓。R4、R5為該級電子管的陰極電阻，R4、R5不但為柵極提供了柵負壓，同時又是本級中的電流負反饋電阻。R5的另一個作用是和電阻R11組成大環路反饋網路，來控制調整整機的增益。兩級電壓放大級之間採用了直接耦合的方式。直耦能夠讓音頻信號更直截了當地進入下一級，有效地減低了音頻信號的損耗，降低了相移，減少了對低頻區副頻特性的影響。不過取消了該電容后也會使這兩級之間的靜態工作點受到相互的影響和牽制，同時也增加了調試的難度。電阻R6為本級的陽極電阻，其作用類似於前一級的陽極電阻。R7是本級的陰極電阻，電容C1為本級的陰極退耦電容，C2是電壓放大級與功率放大級之間的耦合電容，通過該電容，交流音頻信號可以進入功率管的輸入級，同時又隔離了電壓放大級的直流分量。由於該電容是音頻信號的直接流程途徑，因此它對音樂的音色走向起著較為重要的作用，同時它的好壞也直接影響到本機的放音效果。C3、C4和R12組成的級間電源退耦電路，主要是用來消除兩級間的電源調製的影響和減少屏極電源中的交流分量。
    功率管Q2為Fu50，其電氣參數見表2，特性曲線如圖3所示。其歐美型號為GY50、SRS552，韻蘇聯型號為ry50。
 
   
    圖1中R8、R10分別是Q2的柵極和陰極電阻，R8r~：gT本級 的輸入阻抗，C5、C6為陰極旁路電容，主要是為了提高本級的增益、效率和給本級提供穩定的柵負偏壓。FU50jlg．~．R9將Q2接成三極體的工作方式，該電阻可以使g2的電壓稍低於陽極電壓，同時還能起到一定的消振作用。
    輸出變壓器是Q2的負載，其品質的好壞很大程度上決定整機的性能，變壓器的具體製作圖如圖4所示。本功率管的工作屏流較高，約有40W的功耗，如果按照其他方式的接法，有可能已經到達最極限的屏耗了，但由於本機採用的是三極體的接法，G2上約有4mA的電流流過，實際陽極上的電壓為86mA，陽極與陰極的壓降約為425V，實際陽極的屏耗約為36W，低於最大屏耗40W．因此從以上的數據和實踐來看是完全成立的，並且實際試聽的效果也是非常不錯的，再加上功率管的價格比較便宜，因此製作中讀者完全沒有必要擔心由於功率管功耗過大而減短壽命。
 
    電源電路在圖1的下部。變壓器403V交流經整流橋全波整流，再經過由C7、c8和Ll組成的n型濾波。由於單端功率放大電路對電源的雜訊沒有像推挽電路那樣有抑制的作用，所以單端功放對電源的要求比較高，在選擇濾波電容時首選性能優良的無極性油浸電容，其次是電解電容。如果找不到耐高壓的電容，需要串聯使用時，一定要在電容上加均壓電阻，這個電阻的設立主要是使串聯的電容電壓均等，來達到保護電容的目的。R13、R14是電源的泄放電阻，在關機時電子管停止工作后，這個電阻就會把電容中殘存的電能放掉。高質量的電源也是做好甲類功率放大器的最基本保證，因此在製作中應該重點對待。

二．選材製作
    俗話說“巧婦難為無米之炊”，有了好的線路之後，當然要選用好的元器件了。電阻首選國產大紅炮，其次也可以選用國產老式碳膜電阻，從理論上說，用碳膜電阻雜訊是大幹金屬膜電阻．但在我們實際製作中並未出現雜訊明顯偏大的現象，相反通過使用老式碳膜電阻，還能找到一種久違了的古典式音樂韻味。國產老式電阻的標稱見表3(與下面的表4均出自1976年版《電子工業產品彙編》)，在選擇電阻時盡量用數字錶測量，這是因為老式電阻誤差比較大。
 
    濾波電容首選無極性電容(如油浸電容、薄膜電容等)，其次可以使用國內外的電解電容作為濾波電容(如美國的斯碧、西電，日本的ELNA，國產的天和等)。耦合電容C2由於其特殊性、關鍵性，應該著重考慮。正好筆者手頭上有朋友送的一些丹麥Jensen(戰神)銅膜、銀膜油浸電容，再加上手頭上已有的斯碧VQ油浸、西電油浸、Black Mat(美國黑貓)和國內CZY油浸電容，進行了一個對比，作為較昂貴的電容丹麥Jensen，本來我們是對它抱有比較大的期望，但聽的結果卻是其表現並沒有超越過斯碧VQ、西電和美國黑貓，但它的價格卻遠高過以上的一些電容。相反，早期國內的油浸電容CZY系列的表現卻給了我們一個驚喜。雖然它有著較為古樸的外表，做工也不如國外的電容精美，但其良好的表現卻給我們中國人爭了一口氣。其播放的聲音就如其外表，古樸醇和、自然，音樂的韻味值得讓人回味。在此我們使用的是CZY油浸電容，而不是CZM或CZJ等系列的電容。關於國產油浸電容的標稱請見表4所示，由於我們見到很多人將CJ或CZM誤稱為國產的油浸電容，其實國內生產的油浸電容就是表上的一些，並不是CJ、CZJ、CZM等系列的電容。同時筆者也進行了論證，推敲許多電容，其結果只有表上註明是油浸的電容才是真正的油浸電容。
 
    通過表3和表4，我們可以選擇更適合自己口味的電阻和電容。在聽音過程中我們也試聽了一些國內外的紙介電容，其聲音表現也是非常有自己的特色的，經過這次的試聽比較，斯碧VQ、西電油浸，Black Mat．、國產czY等電容的性價比是比較高的，雖然Jensen電容的表現也是不錯的，但其高昂的價格使其在筆者的心目中大打折扣。客觀地說，昂貴的東西未必是適合自己的好東西，只有適合自己的東西才是好東西，因此我們在此奉勸讀者在選擇材料時不應該也沒有必要去過分追求昂貴的元器件，而應該尋找一些性價比高的元器件。
    Q2的陰極電容也是一個比較關鍵的電容，應該選擇漏電小、性能優良的電容，在此使用的電容也是無極性電容。筆者曾試過該電容對電路的音色表現有一定的影響，使用好電容時感覺聲音明顯要清晰，低頻的鼓點更明朗，而一般的電容卻沒有這樣的表現，可以較為明顯地感覺到聲音的變化。
    製作過程中布線是非常有學問的一門工藝，在製作的過程中，每一分的心血都能通過機器表現出來，你製作的好壞完全能通過聲音體現出來。電子管功放從某些角度來說就像一門藝術，在布線的過程中既要考慮布線的美觀，又要考慮布線的合理。布線主要還是要遵循一點星型接地法。一點接地法能夠有效地防止放大器的雜訊及通過共地線而引入的寄生反饋，布線應按照信號的流程，由末級到前級依次連接。在這裡，最好每個聲道、每一級都有單獨的接地點，然後將這些接地點彙集到整機的總接地點。在布線中，地線應盡量採用粗的裸銅線，另外輸入迴路也應該遠離電源線和輸出迴路，並且布線時不能走平行線。
    由於輸出迴路和電源線的工作電流比較大，如果離得過近極容易通過電磁感應在輸入迴路中’產生干擾。當燈絲採用交流供電時也極其容易產生電磁場使柵極迴路產生感應電壓而引起干擾，因此在布線中柵極必須遠離燈絲的引線，並將燈絲引線絞合起來減少電磁場的干擾。同時柵極的引線越短越好，如果需要接長線的話，最好使用屏蔽線。在輸入端的附近接機殼，這是消除交流雜訊比較好的一種手段；信號流程要避免大小信號間的串擾，以提高聲音的透明度。在製作過程中，既可以按照以上的原則進行搭棚焊接，也可以按照圖5所示的電路板來製作，該印板為雙面板的設計方式。本電路板在設計中既考慮到了FU50、KT88、KTl00等管的單端使用，同時也考慮到了2A3、300B等管的使用。因此該板也是一塊多用途的功放板。
 
    由於本機工作電壓較高，在製作過程中一定要注意安全。其次對高壓的布線一定要使用高耐壓的電線，外層要加絕緣套管。元件安裝完畢后，檢查無誤后即可通電測試了。
    加電前電子管先不要插入，加電后首先觀察有無冒煙、打火的現象，有無焦臭的氣味。如無以上的現象就可測量燈絲電壓，然後再測量高壓。當這兩個電壓正常后，即可加上電壓放大管Ql測量信號放大部分的屏極電壓，此時應該是108V左右。測量陰極電阻上的壓降，應該約為1.8V，此時該級的屏流應該是5.8mA左右。再測激勵部分的屏極電壓，應該為350V左右。測陰極電阻的壓降，應該是118V左右。這時該激勵部分的工作電流應該是4.3mA。
    如果以上的測試點基本正常的話，就可以加上功率管了。加功率管時一定要先接上假負載。測功率管的陽極電壓，應該約為483V，陰極電阻的壓降應該是58V。如果以上的電壓基本正常的話，就可以接上音箱來試聽了。

三．聽音評價
    製作完畢后在試聽前，首先測試的是信噪比。如果按照前面的原則來製作，即使整機的燈絲供電均採用交流供電方式，其雜訊也是低不可聞的。煲機半個月後本機已基本進入狀態，進行試聽。
    首先聽的是鋼琴曲，我們進行試聽的碟片為George winston(喬治·溫斯頓)的鋼琴曲《四季》。先聽的曲目為《春》，在試聽的過程中，慢慢閉上眼睛傾聽著從音箱播放出來的輕音樂，你完全能夠感受到萬物蘇醒、春意盎然的。