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[原创] 幼细顺滑之2P3小单端

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发表于 2014-1-14 19:25:55 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
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本帖最后由 昔日重来 于 2014-1-15 19:59 编辑

   这是去年夏天的一件小做,当时赤日炎炎热浪滚滚,日子真不好过,对玩胆机者尤为如此。于是萌生了做一台不热、不大、不吵、不贵的夏天专用机的想法,供在书房里床头边电脑旁使用。
   所谓不热、不大、不吵、不贵;就是首先发热量不大,这样才可以叫做夏天专用机;不然热浪滚滚的叫冬天专用机还差不多。不大即体积不可大,方可适应床头旁电脑边使用的场合;不吵就是输出功率不必很大但声音要柔和,才可在天热烦躁时舒缓放松一下精神;不贵即造价不可高,造价高昂者放在床头电脑边使用也太奢侈了。
一、用管的选择
有了上面的几条原则,首先确定电路程式为单端型式,简单好声。用管则锁定为国产管,那些古董天价进口管不在考虑范围之内,否则有违不贵的原则。翻开国产电子管手册,常见的6P系列无论是体积、功率、发热量都还嫌大,此时平时不起眼的2P3跃入眼内,该管为直热式氧化物阴极束射功率管,灯丝电流1.4/2.8v,灯丝电流200/100mA,发热量很小,作为直热管想必声音也不会差。在135V屏压下输出功率大于0.5W,失真<10%,手册给出的这个指标很简略,也没有输出阻抗等参数。国产2P3对应的美制管为3A4,欧洲管则为DL93,查其数据在8000欧姆负载阻抗下,屏压135V廉栅压90V时输出有0.6W,栅负压为-7.5V,屏压150V廉栅压90V时输出有0.7W,栅负压为-8.4V,两者对应的失真度只有5%6%,相当低。功放管非他莫属了。2P3/3A4的主要特性如下

灯丝电压灯丝电流(并联/串联)1.4V/2.8V0.2A/0.1A(并联/串联)1.4V/2.8V0.2A/0.1A(并联/串联)
屏压135V150V
最大信号屏流14.9 mA14.1 mA
帘栅压90V90V
最大信号帘栅流3.5 mA3.5 mA
栅极电压-7.5V-8.4V
负载阻抗 8000欧姆8000欧姆
输出功率0.6W0.7W
失真系数5%6%
最大阴极电流23 mA23 mA
最大屏极损耗2W2W

推动管则选用了国产冷门管6C1,为单三极管,原用途为高频电压放大,系七脚花生管泡封装,体积小巧玲珑,相当可爱,性能不俗。主要参数如下
灯丝电压/电流屏压屏流跨导内阻栅极电压
6.3V/0.15A250V6.1 mA2.65mA8.4~14.8k-7V

整流管原先想选用6H2,也是小巧玲珑的样子,但是输出电流实在是太小不够使用,依然是选择了6Z4,整流电流75 mA,足够2P3双声道输出之用。这是本机中发热量最大的管子了。这几只管子目前价格都极低,每只大概还抵不上一张地铁票钱。

二、2P3单端功放原理图
整机图纸如下
6C1作一级电压放大推动2P3单端功率放大
作为卧室环境下使用,0.7瓦的功率也还算够用,但是我们还是想尽力提高一下输出功率,所以应用时稍稍超屏一点。2P3的最大阴极电流为23mA,并不大,所以实际使用时采用将屏压和负载阻抗同时提高的办法增大一点输出功率
实际使用时将高压用到了180V,扣除输出变压器上的压降,2P3的屏压大约是175V,此时屏流依然维持在14mA左右。实际屏耗(175-8.6*14=2.33W,设2P3功放级的效率为35%,则输出功率估算为2.33*0.35=0.815W,比手册里的数据多出0.115W,大了约16%。再用实际曲线上的情况验证一下,这里借用了3A4的输出曲线,取输出阻抗为8.5K左右,作出负载线
三角形NOM的面积即为输出功率P,于是有
P=(165-50)*0.014/2=0.805W
和估算值几乎完全相同
2P3的屏耗为2W,实际使用静态屏耗2.33瓦,这样静态时是超屏耗的,但是我们在使用时总是有声音输出的,假如有0.3~0.5W的输出功率,那么使用时并不超屏耗,只要不长期使功放处于无输出状态就不用担心,事实上也并无人将功放打开处于长期无输出状态。
倘若再“心狠手辣”一点,将高压用到190V,那么输出功率便可提高到近1W,当然屏耗也更大一些,请自行验算。
帘栅压则采用了一只晶体二极管稳压取得,用当年赵娜丽老师的话说五极管作功率放大,稳定的帘栅压非但可以减小失真,更可以使整个放大器安定,余深以为然!
三、元件选用和数据
整机的阻容件没有一只补品,均采用普通器件。为求得声音温暖顺滑的效果,电阻除了电源上两只采用金属膜外其余均用碳膜的,耦合电容用老式CZ纸介的,滤波电容采用普通电解即可,唯体积要求尽量小些。2P36C1的阴极电容则采用了两只拆机的100uF/50V老牌天和轴向铝壳电解,几十年后品质依然不减。

稳定帘栅压用的90V稳压二极管规格上有5W/91V的,但是很难找到。这里采用5W/85V的和一只老式2CW12串联后得到。
滤波电感取一只市售3瓦左右小电源牛,除去原绕组,另用¢0.12~0.13左右漆包线在原骨架上绕满为止,将原来铁心对插,中间垫以0.1毫米的绝缘纸留出气隙即可。测得电感大约3H
输出变压器采用L601电子管录音机的输出变压器,原输出变压器初级阻抗7K,带有一个反馈绕组F,输出只有4Ω一组,但是它的铁芯窗口仍有富余,用¢0.51~0.56漆包线加绕20~22圈然后和原来的4Ω输出端子串联起来即成为8Ω,注意串联时要注意相位关系。此时对应的初次级阻抗大约为8.5K8Ω。加绕的时候不必将铁芯拆开,将漆包线总长度大致估计一下剪断后一圈一圈从铁芯和原线包空隙处穿绕即可,并不费事。
当采用4Ω负载时因为这时的初级阻抗是7K,所以输出功率要小于上述的计算值。但是妨碍并不大。
电源变压器采用舌宽22毫米国标铁芯,叠厚36毫米,按照下列数据绕制。注意这里说的22毫米国标铁芯和常见俗称66片的不同,66片虽然舌宽也是22毫米,但是铁芯窗口小得多,绕这个电源变压器窗口是不够用的,必须采用老22毫米的国标铁芯才行。2P3的灯丝绕组中心点由两个双线并绕的1.4V绕组头尾相接后得到,注意不要接错。
   如果手头没有6C1,也可以将小七脚花生管6J1接成三极管使用。此时管座上的接线要按照图纸括号中的接法连接。6J1的跨导要比6C1大,代替使用要检查一下工作点,必要时加以调整。
四、整机安装制作
  因为开始就定下了不大的格调,所以作为全部元器件居所的机壳也要选用的小巧些才好。刚好觅得一只铝质的密封仪器盒,顶部是盖子,下部是一个盒子,体积约为190*170*80毫米,感觉甚为合适。如图
将上部的盖子作为底板使用,以盖子为依托,把电牛、管座、电源插座、电位器、输入输出端子等装均在盖子上面,输出变压器则装在盖子下面,最大限度地利用空间。下面的壳子是可拆卸的,和电气部分没有任何接线上的联系,这样安装调试起来非常方便。
在电脑上用CAD先按照1:1的比例做个布局,一个是看整个布局是否合理,是否自己喜欢的风格,另外确保各个元件可以装进去,相互之间不打架。
检查无误后即可按图施工。
整机完成后的样子

五、联机试听
装接无误完成后整机几乎不用调试,测量几个电压值正常后就可以联机试听。音源采用JVCCD机,音箱是天朗的CAP-5四寸小同轴。
尽管2P3灯丝采用了交流供电,但是开机后交流声是意外的小,整机灯丝全部预热稳定下来后耳朵贴着音箱方可听到一点低低的交流声,堪比旁热式功率管。用数字万用表交流档位测试了一下,只有3.5毫伏,这个应该得益于双联并绕的平衡灯丝接法。
虽然只有0.7~0.8W的输出功率,音量开到9点钟在卧室内已经感到声音不小了,对于声音的描述不好多说,是那种很清晰细致的感觉,播放人声、器乐小品听感很舒服。整机发热量不大,6Z4是发热大户,6C1看着灯丝比2P3明亮,但是几乎没有热度,反倒是2P3摸上去有点温热,毕竟是功率管,屏极上要损耗功率。各方面应该说达到了预期的制作目的。
这是一件小制作,想达到很全面的HiFi效果那也勉为其难。另外,它也不适合去推动那些口径很大或者灵敏度很低的大食音箱,那是件出力不讨好的事情。



时下虽是严冬,然而时日轮回,未雨绸缪,赶紧做一台 给夏天备用吧,当然其他时间也可以用

点评

是的,双线并绕是保证两个绕组电压完全一致,否则一边高一边低必然会产生交流声  发表于 2014-1-17 13:09
斑竹,你使用雙線并繞燈絲,這樣作的目的是可以降低交流聲嗎?請答嶷。謝謝。  发表于 2014-1-17 00:13
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发表于 2014-1-14 19:50:12 | 只看该作者
只要用心制作,“垃圾”也可变成宝!为昔版小机器制作赞一个!

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发表于 2014-1-14 19:50:37 | 只看该作者
新颖的思路,精彩的文笔。

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发表于 2014-1-14 21:52:17 | 只看该作者
小直热,不错。放办公桌上估计也可以,支持一下。
生命在于运动,DIY在于折腾。

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发表于 2014-1-14 21:52:59 | 只看该作者
没事找点儿剌,输出端子没必要弄这么多吧?

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 楼主| 发表于 2014-1-14 22:00:59 | 只看该作者
心随我动 发表于 2014-1-14 21:52
没事找点儿剌,输出端子没必要弄这么多吧?

这....,双声道输出,如何减少呢?至少得四个端子吧,如果再多加一种输出阻抗,谁叫有那么多规格的喇叭呢,或者谁叫我有两种组抗的喇叭呢?

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发表于 2014-1-14 22:13:42 | 只看该作者
小巧玲珑。

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发表于 2014-1-14 22:15:42 | 只看该作者
还得再顶一下:2P3交流点灯。

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发表于 2014-1-14 22:41:50 | 只看该作者
感觉里面太挤了,住的不怎么宽松

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发表于 2014-1-14 23:43:51 | 只看该作者
好久以前就想做一台了,多谢版主分享,收了。只是那7K的输出牛自绕的话工艺上耍请教处理方法。

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发表于 2014-1-14 23:55:54 | 只看该作者
昔日重来老师,大师级作品,膜拜、欣赏、学习了
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发表于 2014-1-15 00:02:35 | 只看该作者
我手中也有几只2P3,主要是嫌它输出功率太小了,一直没有派上用场。
老兄的这台机器做的真是紧凑,房子小正好符合了中国房价高的国情
音响中国全线代理世纪格雷、凌氏、金琅,更多品牌加入中,价格全网最低,敬请关注。

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发表于 2014-1-15 05:24:45 | 只看该作者
一直有玩玩这只细管的想法,老兄赋予实践!向您学习了。

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发表于 2014-1-15 09:16:58 | 只看该作者
呵呵,在论坛里翻看老帖。正想用2P3装个耳放,这就出来了。。。耳牛订的是MM做的那个正在路上。。。。大家有什么建议?

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发表于 2014-1-15 09:22:19 | 只看该作者
用2P3主要是看中灯丝电压低,噪音好控制,功率用在耳放上也不会低。就是不知用在DT990会有什么表现,好在这管子不贵。

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发表于 2014-1-15 09:23:17 | 只看该作者
我发现了个问题,音箱上放的娃娃和熊位置错了,应该男左女右

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发表于 2014-1-15 09:25:03 | 只看该作者
那个机箱,我怎么看怎么像个牛罩,真是把空间发挥到了极至。
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发表于 2014-1-15 09:32:07 | 只看该作者
很好!必须顶!昔日兄如果有条件还是直流灯丝吧,这个管子本来就是直流管。3.5mV的噪声可不低了,可能喇叭太小了,频响不够,对这个噪声不敏感,口径稍大的喇叭3.5mV可就是1m外可闻了。
非澹泊无以明志,非宁静无以致远。

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发表于 2014-1-15 11:17:16 | 只看该作者
雪中送炭的感觉!今天上来捞到干货啦!赶紧收藏起来,准备过夏天......

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 楼主| 发表于 2014-1-15 13:51:41 | 只看该作者
一件小作,得到众多大佬的赞赏,多谢了
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