1、D I Y 2 A 3 和 3 0 0 B 單 端 甲 類 膽 機 （ 設 計 制 作 篇 ）始終想做一臺 2A3 和 300B 通用單端膽機,可以將 1993 年購買的 2A3 用起來,而且剛把 300B 推挽機改為 EL34和 KT88 通用推挽機（見老樹發新芽-2A3 和 300B 推挽膽機）,換下了 1992 年版的曙光300B；從設計和修改電路、購買半成品機箱、設計制作變壓器和扼流圈,到實際動手制作安裝調試,花了一年多的業余時間,到2022 年 10 月完成；之后兩年多時間里又修改四次；現在信噪比約90db ,耳朵緊貼音箱才可聽到一點特別稍微的哼聲,略微離開一點就聽不到了；聽感：中高

2、頻很好,特殊中頻失真很小,低頻厚實而富有彈性；一、設計線路本機電路圖如下：乍一看,此電路電源是 CLC濾波,然而第一個電容取值很小（）,只起到了使輸出電壓在之間調節的作用；帶負載的情形下,Vin=352V 和 403V 時, Vout=308V 和 355V 說明： Vout= ,因此, 其實仍是LC濾波 ；最初 LC濾波并沒有采納聚丙烯電容與電解電容混合并聯,而是用多個聚丙烯電容并聯成 180uf,結果通電試機感到哼聲比較大,離音箱 1 米才聽不到,而且不受音量電位器掌握；很明顯,哼聲來源于電源和輸出級；于是利用機箱剩余空間,增加了多個開關電源用的電解電容并聯,使每聲道總容量達到710uf；

3、用于開關電源的電解電容具有更小的 Vin=352V L=10H C=530uf+180uf=710uf V=Vin/=352/ 10 710= ESR；下面從理論上估算電源哼聲的大小；功率管內阻ra 與陽極負載RL（輸出變壓器）構成分壓器,所以輸出管2A3 陽極處脈動電壓：Va=ra V/ra+RL =800 （ 800+2500）= 輸出變壓器只響應繞組兩端的電壓,因此它得到的哼聲是：= 在滿輸出之下,2A3 的電壓擺幅為92Vrms ,信噪比 S/N=20 （ 92/ ）= 信噪比約 80db ,意味著靠近音箱仍可聽到哼聲；為了進一步提高信噪比,需要給驅動級和輸出級的電源增設一級 LC 濾

4、波； 只要這一級濾波器在 100HZ 處有的衰減,就可令信噪比提高到 100db ；20db的換算為比率是 25：1,所以要求增設的這級 LC 濾波器 AC 分壓比是 Xl/Xc=25；假如采納 180uf 電容,就扼流圈只需達到 1H 就已足夠；同時要留意采納內阻（直流電阻）盡量小的扼流圈,以削減直流電壓降；我實際采納,Rdc=26 歐的扼流圈,在 70mA 電流下的直流壓降僅為,不會影響電子管原先的工作點；依據 2A3 與 300B 通用和好聲、耐用、不極限運用的原就,線路參數設計運算如下：（1）電源部分（a）左右聲道的高壓供電分為兩組獨立的繞組,采納兩個整流管、兩個扼流圈、兩組電容器進行

5、整流濾波；不采納 CLC濾波,采納 LC濾波,使整流電壓中的溝通成分絕大部分降在扼流圈兩端（實測有 100 多伏）,降低輸出電壓紋波,但電源效率較低；（b）300B 的高壓 B+為直流 365V ,減去輸出變壓器（直流電阻約 100 歐姆） 的直流壓降約 78V 和 300B 陰極偏壓 60V, 300B 的工作電壓是手冊規定標準電壓 300V 左右 ；2A3 的高壓 B+定為直流 300V,減去輸出變壓器的直流壓降約 7V 和 2A3 陰極偏壓 45V,2A3 的工作電壓是手冊規定標準電壓 250V 左右 ；兩個整流管采納旁熱式的 CV2748（5AR4）,削減對直熱式 2A3、300B 的

6、沖擊；（c）電源變壓器給 300B 供電的次級高壓為溝通 405V,給 2A3 供電的次級高壓為溝通 355V ；用兩個繼電器（每個繼電器內有兩組 10A 轉換觸頭）對 405V 和 355V 電壓的 4 個抽頭進行切換；（d）300B 和 2A3 的燈絲采納溝通供電,用 1 個繼電器（每個繼電器內有兩組 10A 轉換觸頭）對 5V 和電壓的 2 個抽頭進行切換；（e）濾波電容采納聚丙烯電容和電解電容組合并聯,其中美國 EC的 5MP 和法國蘇倫 MKP 無感金屬化聚丙烯電容并聯成兩組 140uf. ；美國 EC的 5MP 電容的性能指標：類型： metallizedPolypropylene

7、 （金屬化聚丙烯）應用：工業和軍用級開關電源性能：相對電解電容,較好的電氣性能,沒有“Roll-off ” 電容漂移,ESR:4毫歐,共鳴頻率： 1065KH,紋波電流：30amps ,容值高達 50uf, 過壓愛護： 200；完善的穩固性,低電介質吸取（f）輸入級管子的陽極工作電壓用兩個 OB2（WY2）串聯進行穩壓（215V ）；電子管穩壓可以使低頻大訊號強勁有力,防止振鈴,排除的感覺；穩壓后經 10K 陽極負載電阻降壓至 150V 作為 6J5GT（L63）的陽極電壓；穩壓限流電阻的選擇運算如下圖：最終選用 10W ；（2）線路部分不用 6SN7GT,而用它的單管類型6J5GT（歐洲馬可

8、尼公司生產的型輸入級的共陰極放大管（a）號是 L63）,兩聲道兩個輸入管,互不干擾；（b）功率管采納 2A3 時,推動級的 SRPP放大管用 6SN7GT.；這是由于依據 MorganJones 所著電子管放大器中結論：6SN7GT的原生失真是適合用作驅動級的電子管中最低的,而且在 150V 陽壓下, 柵負電壓為 -4V,實測音量調劑后輸入溝通信號電壓時,經 SRPP放大后輸出的不失真推動電壓是溝通 60V,滿意推動 2A3 至滿功率輸出的需要；（c）功率管采納 300B 時,推動級的 SRPP放大管可用 6SN7GT,也可用 5687,用自制的轉換座實現 ；依據 MorganJones 電子

9、管放大器,5687 的原生失真也很低,僅排在 6SN7GT 之后,其 2 次諧波失真僅比 6SN7GT高 1db,3 次諧波失真雖比 6SN7GT高 13db,但低于 E182CC、E288CC、ECC82等約 216db ；在 180V 陽壓下, 5687 柵負電壓為 -7V,實測音量調劑后輸入溝通 5V 信號電壓時,經放大后輸出的不失真推動電壓是溝通85V,滿意推動300B 的需要；（d）2A3 與 300B 轉換時 ,用 1 個繼電器 （每個繼電器內有兩組 10A 轉換觸頭） 對 750 歐和 1000歐陰極電阻的 2 個抽頭進行切換,實現陰極電阻的阻值轉換；（e）EF184、E180F

10、 三極管接法時,單級可推動 2A3 和 300B,因此利用 6J5GT的空余管腳,接（3）上 EF184 的陰極電阻, 再自制轉換座, 并設置開關心除 SRPP推動級；實測信號電平常, EF184輸出的溝通電壓達到 80V,足以推動 300B；元件參數部分1、 功率級輸出變壓器：初級阻抗采納；由于 300B 的參數手冊上,300V 屏壓下的負載阻抗是3K,2A3 的參數手冊上,250V 屏壓下的負載阻抗是；考慮到將會以使用 2A3 為主,所以采納；2、 各級電子管的陰極偏置電阻：必需設計運算,使其工作在柵壓-屏流曲線直線段的中間位置,這就是 A 類放大的工作點；a）輸入級 6J5GT工作點陰極

11、偏置電阻選用 620 歐；如想進一步提高輸入管的線性范疇,仍可以選擇 430 歐的陰極電阻,此時 Vg=,在 150V 陽極電壓下,陽極電流 8mA ；由于調劑性濾波電容最終由增大為 1uf,所以增加 2mA電流應當不至于影響輸入級穩壓管正常點亮工作；由于 6J5GT陽極電阻不大（10K）,可以預期其負載線比較陡峭,有可能產生失真,所以在選擇了工作點以后必需驗證它的最大不失真輸出電壓擺幅；先做 6J5GT負載線：在 6J5GT陽極電壓 Va、電流 Ia 與柵極電壓 Vg 關系曲線圖橫軸上找到高壓 Vht=215V（即穩壓管穩固電壓）那一點；再求出在高壓Vht=215V 下,負載電阻RL=10K

12、時的陽極電流：Iam=Vht/RL=215/10= ；連接這兩點做出RL=10K的負載線,正好通過工作點Q：Va=150V,Ia=,果真很陡峭,如下圖中的黑線；沿負載線向左,將柵極電壓接近顯現柵流的 壓是 115V；Vg=0V 以前的 Vg=-1V 作為電壓擺幅的限制點,對應電沿負載線向右,始終到 Vht=215V 都沒有限制點；于是：最大不失真輸出電壓擺幅峰峰值是工作點電壓與飽和限制點電壓的差值的 2 倍：Vp-p=2 （ 150-115 ）=70V,最大不失真輸出電壓擺幅溝通有效值：Vrsm=Vp-p/ 22=70/=由于本機調試時測得：輸入現代音源標準溝通信號電平常,6J5GT的輸出電壓

13、是溝通有效值,小于最大不失真輸出電壓擺幅的溝通有效值,所以不會產生失真,陽極負載電阻 RL 及工作點陰極電阻 Rk 都是合適的；為了提高輸入管的線性范疇和不失真輸出電壓幅值,可以選擇560 歐的陰極電阻,并且取消穩壓,陽極負載電阻增大為17K,使輸入管工作點改為：Va=175V,Ia=8mA,Vg=,此時 VHT=310V,Iam=VHT/RL=3102A 輸出功率P=V 2/R=1202/2500= 6W；西電 300B 手冊上,在陽極電壓300V,陽極電流60mA 下給出的輸出功率是2） 2A3 的工作點 ：在 2A3 的 Va-Vg-Ia 特性曲線圖上,從工作點沿著負載線向左,與沿著負載

14、線向右,與 Vg=-87V 的交點處, Va=365V：所以陽極溝通電壓擺幅的峰峰值是 Vpp=365V-105V=260V ,溝通有效值是 Vpp/22=92Vrms. 2 2輸出功率 P=V /R=92 /2500= Vg=0V 的交點處, Va=105V：RCA的 2A3 手冊上,在陽極電壓 250V ,陽極電流 60mA 下給出的輸出功率是；英國 AudioNoteKit1 功放輸出管的陰極溝通旁路電容的容量是 220uf ,同理, 也需要校驗在本線路工作點條件下是否合適；由于本線路輸出管的 Va、Vg、Ia、RL都按手冊規定的標準取值,所以 ra、u 也取自手冊數據,不必作圖求出；對

15、 2A3,ra=800 歐姆, u=,RL=2500 歐姆, Rk=750 歐姆,等效陰極溝通電阻：rk=（RL+ra）/ （u+1）=（2500+800 ）/ （ +1）=歐姆陰極總電阻： rk =rk Rk =（ 750）/ （+750）=歐姆設定 f -3db =1HZ 與 RK并聯的溝通旁路電容的容量 為：Ck=1/2 f -3dbrk=1/2 1 =463uf 最接近 463uf 的電容容量標準值是470uf ；230uf 左右的,兩只并聯成約460uf ；我在 8 個 220uf/100V瑞典 PEG124長壽命電容中, 實測選擇容量二、設計制作變壓器和扼流圈1、電源變壓器初級：

16、220V 加屏蔽次級： 400-340-0-340-400 （V）（ 0.18A ） L 聲道 B 電400-340-0-340-400 （V）（ 0.18A） R 聲道 B 電（V）（ 3A） L 聲道 300B&2A3 的 A 電（V）（ 3A） R 聲道 300B&2A3 的 A 電（V）（ 3A）前級（6J5+6SN7） 2 或（ EF37A+5687） 2 的 A 電0-5（ V）（ 5A） 5Z4P 2 的 A 電采納武鋼 H1235WW270 全新退火片,磁通 17000 ,114 95,舌寬 38,片厚,疊厚 70mm ,截面26.6c ；但是武鋼 H12 的表面絕緣不好,直接

17、疊片可能產生渦流,造成較大的鐵損,于是又買了一半疊厚（ 35mm ）的日本 Z11 硅鋼片,與武鋼 H12 穿插使用,剩下的武鋼片只能丟棄；運算時取磁通 12500 ,從運算圖查出 截面 26.6c 的 變壓器功率 425W ,每伏圈數 V,取 V；電流密度 j=2.5A/m時, d=2 I/ j 1/2 = I 1/2 電流密度 j=3.0A/m時, d=2 I/ j 1/2 = I 1/2 一般電源變壓器電流密度取 j=3.0A/m38 70 骨架尺寸如下：窗口尺寸：寬即可繞線圈厚度（）2=,長 51 （1 ）初級高壓220V ,V,301 匝電流 I=P/V=420/220=1.9A,d

18、= 1/2 = ,取,S= 查表,漆包線最大外徑,長度可繞 51 =匝,取 51 匝,330 匝繞 301 51=層,層間墊絕緣,厚度 6 （ +）=屏蔽層厚度,兩側墊絕緣2=, 初級厚度 +=骨架內尺寸周長（）2=233 初級線圈一匝平均長度 =233 +2=0.246m 初級線圈用線長度 0.246m 301 匝 =74m,留 20%余量 74 =88.9m 取 90m,重量 M= 90=,實際買了（2 ）次級高壓匝800V 2,V ,1097 2=2193電流（ 200mA）, d= 1/2 = ,查表,漆包線最大外徑,51 長度可繞 51 =142 匝,2193 匝繞 2193 142

19、=層,取 16 層,層間 墊絕緣 ,繞組間 墊絕緣 ,厚 16 （ +）+=；初級繞好后線包外周長 =233 4=,取 0.261m 次級線圈一匝平均長度 =261 +2=0.275m 初級線圈用線長度 0.275m 2193 匝=603m ,留 20%余量 603 =724m S=0.0755m,重量 M= 724=,實際買了高壓線圈繞好后線包厚度：（1） + （2 ） = =（3 ）次級燈絲5V 3,V ,21 匝 1 ,V,9 匝合計： 30 匝4 組用一種線徑,電流按5A 運算, d= 5 1/2 = ,最大外徑,S=1.65m, 51 長度可繞 51 =33 匝,一層可繞下；繞組間墊

20、絕緣,外包絕緣層,厚度 +=線包總厚度 =（ 1）+（2）+（3）=+=,窗口寬度,尚有余量,OK；高壓繞好后線包外周長：（+12） 2+（ +12） 2=281 =0.281m 32 匝 =10.8m,取 11 米M= 11= ,實際買了已知條件：1、初級電壓（V1）6000-12000 ）伏特運算：瓦2、功率（ P）3、次級高壓電壓（V2）伏特4、次級高壓電流（I2 ）毫安5、次級低壓電壓（V3）伏特6、次級低壓電流（I3 ）毫安7、填入估量鐵心導磁率（高斯8、鐵心面積：（ST）平方厘米1、每伏特匝數（N）匝/ 每伏特2、初級匝數（N1）匝匝3、次級高壓匝數（N2）匝4、次級低壓匝數（N3

21、）毫米5、初級線直徑毫米6、次級高壓線直徑毫米7、次級低壓線直徑2、10H/200mA 扼流圈實測鐵芯 78 65 32（）,是舌寬 22 的 EI22 32鐵芯鐵芯面積 4c =窗口面積： 39 14=546m =5.46c 去掉線圈骨架占用空間,可繞線的窗口面積：35 12=420m =4.20c 取電流密度 2.5A/ m時,線徑是乘以電流（A）的開平方,即：d=（ I=250mA 時,d= =）采納漆包線,加漆包,實際線徑,就窗口寬度 35 ,一層繞 35 /=圈；層間不墊紙,就窗口厚度 12 ,可排下：12 / =33 層；97 33=3201 圈；總計可繞 每圈平均長度 =骨架截面

22、周長線包厚度2=（26 235 2） 12 2=146 每只扼流圈用線長度 =3201 圈0.146 米=467 米,2 只 934 米；R L/S 運算每個扼流圈直流電阻：式中銅的電阻率 ,L導線長度,單位：米,S導線截面,單位：m ,線徑 d=, r=, S=0.0755m R= 467 =歐姆 氣隙：實際墊了一張名片厚度,約；運算電感量：L=uN 2 S/l公式中 u：鐵芯導磁率（H/m） 1（H/m） =T/ （A/m ,10000Gs=795,773 （A/m=1T 10000Gs=（H/m）濾波扼流圈的鐵芯體積 V、線圈匝數 N和空氣隙 lg ,是由三個有相互關系的電氣參數,即 :

23、 電感 量 L、直流磁化電流 I 和線圈兩端的溝通的電壓 U而打算的； 濾波扼流圈的磁路是由鐵芯的磁長度1 和空氣隙 lg 兩部分組成；雖然磁路長度大于空氣隙lg ,但這兩部分是不能直接相加的；由于這兩部分的導磁率 是不同的,在空氣隙中的導磁率是 1,而在鐵芯中的導磁率視鐵芯的飽和程度而定；磁中有空氣隙的,其有效導磁率 e 一般在 1001000, 削減 10100 倍；按保守的削減 100倍運算,由此,磁通密度 10000Gs 鐵芯的導磁率：u=（H/m）l ：鐵芯平均磁路長度（m）；鐵心是大 EI22 鐵芯,即只有舌寬是 22,外尺寸與 EI26 相同,Lc=78+68+39+14 2 2

24、=0.126m ,查表相同；N：線圈匝數 =3201 S：鐵芯磁回路截面積（）=運算值 L=uN2 S/l= 3201 2 =如鐵芯是舌寬 26,疊厚 32 的 EI26,截面積： 8.32 c 運算值 L=uN2S/l= 3201 2 =實測電感量：3、輸出變壓器鐵芯規格： 114 95 ,舌寬 38,片厚,疊厚 E 型鐵芯 初級 / 次級 阻抗： /6 ,860mm ；德國進口高磁導率、高磁飽和強度,低矯頑率初級銅阻： 90 ,次級銅阻 （8 段環境溫度 25 測試）電感量： . 加入直流 DC60mA-37H . 加入直流 效率： 92% 為參考點；頻響：（ -1dB ）,以 1KHz0

25、dB 相位： , ,以 為參考點；變壓器本身頻率響應的測試 a 幅頻特性測試 低頻端高頻端b 相頻特性測試 20HZ20KHZ （3）方波頻響測試 左 20HZ 左 1000HZ 左 10KHZ 左 20KHZ 右 20HZ 右 1000HZ 右 10KHZ 右 20KHZ （4）阻抗測試（5）繞制電源變壓器和扼流圈 一只扼流圈電感量另一只扼流圈電感量 L= 電源變壓器和扼流圈做好后進行了帶額定負荷試驗；圖片中的集束電燈泡和電阻是試驗所用的負 載；三、安裝買了一個半成品機箱,來時開好了電源變壓器方孔、功率管孔、 面板旋鈕孔以及機后的接線柱和插座孔,其他電子管安裝孔、電流表安裝需要自己開；安裝時

26、特殊留意要使輸出變壓器與電源變壓器鐵芯 相互垂直,下圖中電源變壓器是臥式安裝的,就輸出變壓器只能立式安裝,以防止受電源變壓器的漏磁 干擾；接線依據常規, 一點接地點即接機箱外殼點選在信號輸入插座處,并且用平方軟線引到輸入級和推 動級電子管的接地母線上,信號線屏蔽層在插座處那一端接地,在輸入電子管這一端不接地,如兩端接 地將會引入較大噪聲,其他不多說了；上圖是最初哼聲比較大時的接線,機內沒有電解電容；四、開聲調試（1）調試電源； 先不接入電路和電子管,用兩組電燈泡代替功率管負載（ 2 60mA=120mA 電流） ,用電阻代替輸入級和推動級電子管負載 2 30mA=60mA 電流 ；在共計 18

27、0mA 電流下連續通電 12 小時,8 月份環境溫度 28 度時,電源變壓器只有溫熱,扼流圈不發熱；接著檢驗前級穩壓電路在電壓較低時能否正常工作；選擇在市電較低（215V）時,開啟全部家用電 器,人為使供電電壓降低至 210V 和 208V,插上全部電子管,接好假負載（8 歐 25W 電阻）,通電后穩 壓管能正常點亮,穩固電壓符合要求,驗證了在低電壓且機子滿負荷時,穩壓管能起穩壓作用,達到了 設計要求；（2）給機子通電后,校驗各級的直流和溝通工作狀態是否正常；第一步測量各級電子管的工作點也就是柵負壓是否符合設計要求,測試結果與依據柵壓-屏流圖作 出的數值完全一樣,幾乎沒有差異；其次步測試陽陰極間電壓是否符合手冊和設計要求；測試結果完全符合；第三步測試輸入級對信號的放大是否達到 壓溝通,放大倍數,滿意要求；10 倍的要