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电子管功放的制作方法 电子管功放制作

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电子管功率放大器的制造(电子管功率放大器的制造方法)
电子管音频功率放大器，凭借其出色的播放音质，广受HiFi发烧友的青睐 。商用电子管功放几千块，甚至上万块 。如此高的价格是大多数发烧友无法承受的 。恋人说得好:“自己动手，丰衣足食” 。只要你有一定的电子学知识和一定的实践能力，做一个便宜的电子管放大器并不难 。电子管功放相对于晶体管功放来说，显得庞大而复杂，但当你了解电子管电路的工作方式后，你会发现电子管劝导电路相对简单，使用的元器件也比晶体管分立元件功放少得多 。除了输出变压器很难自制之外，只要其他元器件选择得当，电路调试好，一个漂亮的电子管功放就会在你手中诞生 。
第一节:电子管功率放大器的组装和焊接技巧
一、脚手架焊接方式
国内外许多著名的电子管功率放大器过去和现在都采用脚手架组装和焊接 。因为，脚手架连接方式的优点是布线可以走捷径，这样布线最接近，可以做到合理布线 。另外，电子管功率放大器的元件数量少，体积大 。借助元件引脚，可以重叠，减少引线过多带来的弊端 。只要布局合理，很容易获得较好的效果 。图8-1是脚手架连接的示意图 。
功率放大器中的各种元器件一般采用脚手架连接方式分为3-4层，安装元器件的步骤是自下而上 。一般带接地线灯丝的布线放在最底层靠近底板处，接地线紧贴底板并保持最佳接触；第二层主要是每个电子管的阴极和栅极接地的元件 。注意同管阴极和栅极相关元件的接地 。最好在附近的同一点接地 。第三层是放大器级之间的耦合电容 。顶层是高压架空连接的电阻电容 。放在上层的高压元件可以有效防止高压电场对各级电路的干扰 。
第二，关于一点接地
一点接地是电子管功放电路布线中的重要措施 。图8-2是一点接地的示意图 。
输入级和电压放大级的元件接地尤其重要 。需要一点接地的元件主要有栅极电阻、阴极电阻和旁路电容 。最好只直接焊接元件引线，尽量不要用电线，否则容易产生交流噪声干扰 。
栅电阻是最敏感的，所以对于前一级低功耗的栅电阻，体积越小越好 。宜采用0.25-0.5w的小体积电阻，电阻的一端应直接焊接在管座上；另一端直接接地 。如果由于元器件尺寸或位置原因，难以在同一点接地，也可以就近接同一根粗接地线 。图8-3是近端接地的示意图 。
【电子管功放的制作方法 电子管功放制作】三 。焊接要点
由于电子管功放的元器件尺寸较大，接地线与金属基板直接连接，焊接时散热性强，焊接时必须使用50W左右的内热烙铁，以保证焊料的充分熔化 。而一般用于焊接晶体管元件的25W左右的烙铁，热量不足，容易产生虚焊或脱焊 。
焊接使用的焊剂应为松香或一级中性焊剂，应避免使用酸性焊剂 。因为酸性助焊剂不仅有腐蚀作用，还会造成电路漏电 。
对于一般元器件的焊接，烙铁与元器件之间最好保持45度左右的倾斜角度，这样接触面大，热量均匀，容易焊接 。一般焊接时间应保持1-2秒 。如果时间太长，部件很容易损坏 。接地线的焊接时间可适当延长；
在支架上焊接元件之前，元件引线应固定在支架上或固定在孔中 。对于元器件，在焊接前，引脚表面的氧化层必须用砂纸擦去，焊接前必须镀上焊料 。图8-4是管座和支架的焊接示意图 。
用元件接地线焊接时，接地端子和接地线也必须先紧固，或用焊接耳孔紧固，再焊接 。焊接时，烙铁接触焊点的时间要稍长一些，以保证焊接牢固 。对于需要调整的部件，可以暂时采用搭接焊，调试后再四周焊接 。图8-5是焊接部分和接地线的示意图 。
对于框架空部件的焊接，可使用镊子或尖嘴钳夹住部件，以避免热传导和烫伤手指 。焊接时，可以先将焊锡丝对准要焊接的部位，然后用电烙铁边焊边熔，这样焊接质量最好 。图8-6是框架空元件的焊接示意图 。
焊丝的质量对焊接质量也有很大的影响 。一般最好不要用锡块和锡条，而要用1-3 mm的高纯度松香芯焊锡丝 。品牌胆囊机使用含银2%的焊丝 。
高压部分的分压电阻和降压电阻在使用时会产生大量的热量，需要采用框架空连接方式，将元器件放置在顶层，以利于散热 。同时也要注意，高压电流的导线不要靠近或平行于其他栅线，最好用不同颜色的导线以示区别 。并且导线之间的距离不能太长 。
高压去耦电阻和电容必须焊在靠近屏电阻的地方，如果电解电容的接地端离电源变压器的高压接地端较远，应加优质接地线，防止滤波电容中的交流分量影响前一级的电压放大管 。图8-7是高压元件架空的连接示意图 。
支架与灯座之间的过桥法主要解决大跨度屏元件的耦合问题 。电位差大的元件不要焊接在同一个支架上，以免产生不必要的干扰 。图8-8是支架和插座之间空连接的示意图 。
各级电子管的屏和栅元应尽量远离，后级屏电路的元件决不能靠近或平行于前级栅元 。
功率放大器的屏或栅电路中要串联的电阻应直接焊接在电子管灯头的屏或栅接线片上 。如果电子管底座上没有空支架空，最近距离可以用小支架，不宜用较长的电线连接 。图8-9为管节自安装空连接示意图 。
一般功放屏极与帘栅电路的连接是从灯头直接连接，不需要支架，最短距离通过底板连接到输出变压器的一次侧，一定不能用支架绕道 。这不仅增加了损耗，也影响了前置放大器 。
第2节:电子管功率放大器的安装步骤
现代电子管功放除了高配的分立声道型号外，大部分都是组合式立体声功放 。以立体声功率放大器为例介绍其安装程序 。
按照预先设计好的位置，先安装好各种小零件 。如管座、开关、电位器、输入输出端子、插座、接线支架、接地垫等 。都是一个一个安装的 。
安装灯头时，要认清图中所示的方向，使接线距离保持最近 。针识别，可以把管针指向自己这边 。功放配合瓷八脚灯头工作时，从中心对准槽口开始，顺时针按压，分别为1→8脚；前置放大器和推管为九脚灯座时，从较大开口位置顺时针方向为1→9脚 。特殊插座的大部分插针都是在特定标志下用上述方法识别的 。
左右声道输出变压器、电源变压器、扼流线圈等 。体积庞大 。安装焊接各种零件时，底板要四周翻转，容易损伤外部漆皮 。所有阻容元件和接线应在安装前焊接 。安装电源变压器和输出变压器时，必须在螺丝上安装弹簧垫圈，使其不易松动，以防止变压器通电后与底板振动，造成涡流损耗和交流声 。
1.合理的接地方法
功率放大器中的接地迹线对功率放大器的信噪比和电气性能有重要影响 。尤其是在高增益的多级放大器中，其接地走线的布局尤为重要 。由于功放中的接地线具有双重作用，它既是DC电压和电流的供给电路，又是音频信号的通道，通过它的DC电压和电流的大小以及交流信号的强弱也是不同的 。
虽然放大器中的所有接地电路都用万用表测量，其电阻值为0 ω，但对于交流信号，接地路径之间仍然存在电位差 。如果用高频微电压表测量，两者之间的电位差可达几微伏以上 。在高增益多级放大器中，如果接地走线布局不当，几微伏的交流杂波信号在高增益输入端混在一起，经过多级放大器逐级放大后，会极大地影响放大器的信噪比 。
目前流行的接地方式有两种:母线接地和单点接地 。
功率放大器的母线接地方式是采用直径约1-1.5M的粗裸铜线或镀银铜线作为接地母线，根据放大器电子管的位置，按最近的顺序布置在功率放大器底板上 。一般从输入端到第一级，再到逆变级，升压放大级，功率放大级，最后到电源变压器的接地端 。前级和后级之间的接地布线顺序不得颠倒 。立体声功放的接地布线必须与左右声道严格分开，排列整齐 。同时必须注意，输出端的大电流接地线不得与输入端的小电流接地线直接相连 。图8-10是母线接地方式的示意图 。
单点接地一般用于高增益放大器的输入级，或者功放中部分使用电路板时，接地布线的原则也必须按照功放前级和后级的顺序排列，不得前后颠倒 。
单点接地方式强调每一级的接地必须连接到同一个接地点(也就是我们常说的“一点接地”)，其中这一级的栅极电阻、阴极栅极负电压电阻和旁路电容的接地尤为重要，它们之间不允许有任何导线 。由于导线中不可避免地存在电阻，它可能存在的电位差对于一个高灵敏度的放大器来说，相当于在放大管的阴极和栅极之间串联了一个交流电源，经过逐级放大后会产生严重的交流声 。
输入端的屏蔽隔离层接地，也必须在前级放大管的同一个接地点接地 。外部屏蔽外壳或输入端子外壳应与功率放大器外壳连通 。图8-11是单点接地方式的示意图 。
单点接地方式和母线接地方式不是绝对分开的，可以组合使用 。比如灵敏度高的前级采用单点接地，功放级和功率滤波级可以采用总线接地 。
对于带有前置放大级的功率放大器，其放大级可以达到5-6级 。这样MIC麦克风或AUX拾音输入的灵敏度极高，可达3-5 mV 。如果在输入端混入微弱的噪声电平，即使输入端的噪声电平只有0.01mv，经过多级放大后，如果有用信号的输出电压从3mv增加到30v，噪声电平就会从0.01mv放大到0.1V，这样功放的信噪比就接近50dB，对输出信号会造成很大的干扰 。
3-4个功率放大器的输入灵敏度为0.3-0.5 V，如果在输入级也混有0.01mv的噪声电平，经过几级放大后有用信号会放大100倍，噪声电平会放大到1mv 。然后机器信噪比达到80dB，可以接受 。
对于高灵敏度的多级放大器来说，由于放大级数多，增益高，所以微弱的噪声信号一定不能等闲视之 。因此，高品质的功放往往会采用电路隔离措施 。比如在功率放大器中，前级和后级是分开的，这样第一级和后级的放大分别在一个回路中，然后前级和后级用多芯插头连接 。
此外，为了防止噪声级干扰，灵敏度高的MIC传声输入端通常采用低阻抗平衡输入方式，输入端始终配有屏蔽隔离装置，使得前级放大可以独立，可以有效降低噪声干扰 。
2.交流电源线的布线方法
如果功放内交流电源接线不当，尤其是大电流交流灯丝接线不当，电磁场会向外辐射，给功放带来交流声干扰 。
50Hz交流电的波形是正弦波 。当负载接通时，交流线路上的电流随着交流的周期而变化 。交流线路中的电流越大，向外辐射的电磁场就越大 。如果采用单向布线，其外部辐射的电磁场会感应功放中的其他布线和元器件产生严重的感应交流声 。
如果功率放大器中的交流电源线或交流灯丝由两根平行导线走线，由于平行导线之间存在一定的分布电容，虽然可以旁路一些电磁场，但无法消除干扰 。
如果放大器中的交流电导线是两股绞合，由于两股绞合的交流电导线具有相反的电流依赖性，可以抵消交流电的外部辐射电磁场，从而消除外部电场的干扰(图8-12) 。
3.高压电源布局
以立体声功放为例，布线原则是左右声道要严格分开 。接地线放在底板的最低处，采用母线接地方式 。左右声道的接地线分为两路，按照功放前级和后级的顺序排列 。交流灯丝布线和交流电源布线采用两线绞合，减少外部电磁场的辐射 。
立体声功放的DC电压高达400V左右 。为了防止高压外电场的辐射，需要采用接线支架，将高压供电线放置在每个元器件的顶部，即采用所谓的rack 空连接方式 。高压供电线也要注意尽量避开电子管的栅极电路，防止感应交流声和啸叫 。
立体声DC高压电源总电流一般在0.4A左右，其静态工作电流波动小于全信号 。所以高压滤波电容的容量不需要太大，一般用几十微法到几百微法就可以满足 。而晶体管功率放大器工作在低压大电流状态，静态和满载时电流波动较大，需要使用几千到几万微法的滤波电容才能满足要求 。
前级的滤波电容一般为100-470uF，可以用电容卡环或粗铜线与底板固定 。经釉电阻降压后，为次高压电源，专用于前置放大和推放级 。其去耦滤波电容可采用容量为20-30uF的CDZ组合式，因为前级的电流只有20-30mA左右 。
4.组件的组装
接线工作完成后，各级管座上的电阻、电容等元件即可安装焊接 。自制功放多为脚手架焊接 。可采用脚手架法就近布线，满足合理布线的要求 。为了便于识别，功放中使用的连接线一般习惯用红色表示DC高压线，黄色或橙色表示屏幕连接，绿色或蓝色表示栅极连接，棕色或黑色表示阴极连接 。
每个放大器级的栅极电阻、阴极电阻和旁路电容必须在附近同一总线上的一点接地 。因为栅极电阻耗电最少，为了防止感应噪声，最好使用更小的0.5W金属膜色环电阻 。
电子管的栅极具有高阻抗和高灵敏度，因此栅极电路的耦合电容、电阻等元件不能靠近高压电路和屏蔽电路的元件，以防止外界辐射电磁场的干扰 。同时，焊接时必须明确识别有极性的耦合电容，正极接管屏，负极接管栅 。反向连接会导致泄漏增加和耐压降低 。另外需要注意的是，耦合电容的耐压必须在400V以上 。
级间精密电容与功放的美声有很大关系 。可选用介质损耗小、转换率快的电容器，如CBB聚丙烯、CB聚苯乙烯、CZM油浸电容器、CZ30纸介电容器等 。比如WIMA、索伦、MKP等特种金属化无感电容器更好 。
输入栅极灵敏度高，相关音量控制电位器引线长 。为了防止杂波信号的干扰，必须使用金属屏蔽隔离线 。其金属编织线外层必须接地，且必须布置在输入管的阴极处才能接地 。不要将接地端子连接到大电流输出端子 。
图8-13是立体声功率放大器元件的排列示意图 。
第三节:电子管功放的业余调试
在所有安装和焊接后，新安装的机器应仔细与电路图进行比较 。是否有漏焊或接错，屏极和栅极之间的元件不能靠得很近，导线不能平行 。所有检查无误后，即可开始初始调整 。
对于第一次安装电子管功放的朋友来说，由于电子管功放的工作电压远高于晶体管功放，而且它的金属底板是负极，所以在调试和测量时最好用一只手操作，千万不要用另一只手拿着底板 。电源关闭后，机器内的高压滤波电容中仍有储存的高压电荷，一旦触及电容引线就会触电 。每次关闭电源后，电容器的正极要通过一个低阻电阻放电到底板(直接对地短路会产生火花)，然后再测试其他元件 。
调试前，功放尚未进入正常工作状态 。为了防止扬声器意外损坏，必须在输出端连接一个假负载来代替扬声器，其电阻值为8-16ω/20W 。开机三分钟后，密切注意机器有无着火、冒烟等异常现象，各部件温升是否正常 。
1.测量各级电压 。
先测量电力变压器各档交流电压值，所有测量无误后，再测量DC高压 。
初学者可先用鳄鱼夹将万用表负极夹在地线或底板上，再用正表棒测量各级电压 。
轻载时，DC电压应为交流电压的1.4倍左右 。测量高压时，先将万用表拨到DC 500V 。如果交流高压是320V，那么滤波电容经过桥式整流后两端的DC高压应该是440V左右 。
2.测量每个电子管的屏电压 。
图8-14是测量各屏电压的示意图 。
为简单起见，可以根据图8-14测量每个屏幕的电压 。准确的屏幕电压值应该是电子管的屏幕和阴极之间的电压 。
比如功放管的屏幕对地电压在400V左右，而阴极电阻对地的电压降只有几伏，可以忽略不计 。但对于屏阴分体式逆变器，由于屏阴负载电阻为22 kω，导致压降较大，所以必须测量屏阴之间的电压 。

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