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【摘要】电子管音频功放（简称功放）的音质柔和动听，晶体管功放的动态大、速度快。集二者优点制作的胆石混合Hi-Fi功放电路很多。本文介绍一款电子管为前级，晶体管为后级的胆石混合功放电路的简易设计与制作。
【关键词】电子管 晶体管 Hi-Fi功放 胆石混合
【中图分类号】：TN11【文献标识码】：A 【文章编号】：1009-9646（2008）07-0000-01
1 引言：
一台Hi-Fi功放的制作,需要经过功放电路主要参数的确定、电路选择（设计）、元件选择及电路制作、调试等过程。以下谈谈自己用一年多时间设计、制作与调试的这台胆石混合功放过程。电路如下图。
2 确定功放主要参数：
额定输出功率P0：50W（RL=8Ω）
频率响应BW：20HZ-20KHZ
谐波失真HTD：输出功率为50W时，HTD≤1%
3电路选择（简易设计）：
3.1 音频功放电路及交流参数选择：选择（设计）功放电路时，应根据 “电路简洁、音质至上” 的Hi-Fi功放宗旨。其开环增益一般设计在40-50分贝，闭环增益一般为20-30分贝左右。
前级电子管部分：电路选择两级电压放大，由1.5枚6N3J（μ=35）的中μ电子管组成。第一级由因工作在较小信号电压，主要考虑电压放大倍数。因此选用1/2（剩一半作为另一声道用）枚6N3J电子管，组成自给删偏压共阴电压放大电路，如图中的V1部分电路。其增益计算公式为AV1=-μR，L/（Ri+R，L），这里用经验取值AV1≈-0.7μ=-24倍电压放大。第二级工作于大信号电压（uOM≥28V），应考虑大信号输出电压和增益，故选用由一枚6N3J组成低输出电阻的SRPP电路，如图中的V2、V3部分电路。其增益经验计算值AV2≈-0.4μ=-14倍電压放大。两级总增益AV12约336倍（50分贝）。
后级晶体管部分：电路选用高输入、低输出电阻的OCL功放的末级电流放大电路,使之与SRPP电路耦合良好，如图中Q5~Q8的电路。其电压增益一般为AV3≈0.9倍，电流放大增益为Ai3≈β5β7（或β6β8）。因SRPP电路要在低失真情况下输出大信号电压，其负载阻抗RL1＞20KΩ（设取30 KΩ），则要求Ai3=β5β7（或β6β8）＞RL1/8Ω=3750。
为了使电路更简单、提高音质，R2、R5两端不并电容，建立本级交流负反馈，使两级开环电压总增益降到（实测）约110倍。最后加入R8电阻组成闭环路负反馈，其增益约Avf=A0/（1+FA0）≈30倍（约29分贝）[其中A0=AV12·AV3；F=R2/（R2+R8）]。
3.2 电源电压及直流工作点选择：
前级电子管部分：电子管电源电压E，其范围约（0.5~1）Ea手，取250V（‘手’表示电子管手册上给出参数，下同）。第一级阳极电流Ia1取（0.3~0.6）Ia手，由阴极电阻R2（RK）阻值决定，R2范围（0.1~1）KΩ，取510Ω；R3约为（80~120）R2、取51KΩ；栅漏电阻范围（0.1~0.5）Rg手，取300KΩ。第二级是SRPP电路，电流Ia2= Ia3取（0.6~1.2）Ia手，则取R5= R6 =330Ω，此时Ia2≈10 mA。
晶体管部分：电源电压VCC=-VDD =（2RLP0）1/2+VCES7+VR21≈28+5+3= 36（V），取40V。功率末级Q5Q6、Q7Q8的静态电流分别取8mA、50mA（工作于甲乙类）。此外，因功率末级是晶体管组成，需要有带温度补偿的稳定偏置电路，且偏置电路是前级负载的一部分，要求具有高阻抗特性。因此，偏置电路选择如图中Q1~Q4组成的电路。其中Q1为OCL直流中点电压变化检测比较放大管，驱动受控恒流源Q2，控制中点直流电压漂移。Q4是Q2的恒流负载，Q3为带温度补偿并联稳压电路，这样的偏流电路有很高阻抗特性。
4元件选择：
电子管选用6N3-J（或6N1、6N4、6N11）低噪声双三极管；晶体管Q1、Q4用2N5551；Q3用C1815；Q4用2N5401；Q5~Q8分别用TIP41C、42C、D718和B688，或用其它音响专用管，要求β值配对使用，在业余条件下β值误差不要超过20%；电阻除图中注明外，均用1W金属膜（5色环）；电容C0、C3、C4用金属化电容或其它音响专用电容，耐压250V以上；电源滤波电容最好也用音响专用。
5电路制作与调试：
电路制作：电子管部分用搭焊连接，元件排列不要太密，有利于散热。安装时应注意各级接地元件的接地点不要利用底板就近接地，可取一根直径1.0mm以上的无氧铜线，用接线柱架空在底板上为专用地线。然后将架空地线前一端与信号输入座地端连接，架空地线后一端与电流级地端连接。晶体管部分的电路设计安装在一块PCB敷铜板上。应注意喇叭、电源滤波大电容、变压器次级中点要三点归一连接，防止交流声。
工作点调试：电子管部分只要元件质量良好、焊接无误，无须调试。功率末级调试时，先用2K微调电阻置中间位串联7.5K电阻代替R12*；用1K微调电阻置最小位置串联1.5K电阻代替R17*。接通电源，调2K微调电阻使输出端中点电压，在±50 m V之内；再调1K微调电阻使Q7、Q8两发射极电位差约50mV，这时Q7、Q8的电流约为50mA。然后静态通电10分钟，再重复上述调节过程2遍，最后测出两个微调支路的总电阻值，用同阻值固定电阻接入R12*、R17*位置，电路工作点调试就告结束。此时可接入音箱，输入音频信号试音。在使用一段时间后进行摩机，方法可参阅其他文献。
本机测试结果：①在功率末级电源电压±40V、RL=8Ω时，最大正弦波不失真输出功率可达65W。②用XD22H多用信号发生器，取20个点频率，输出为1W时，其频率响应BW：20HZ-30KHZ。③用SZ-3型失真度测量仪，在频率1000HZ输出功率为50W时，谐波失真THD≤0.5 %。
电路特点：该电路经过多次摩机，其音质很好。电路特点如下：①电路简单。信号通道中只有两级电子管电压放大和一级复合晶体管电流放大。②瞬态失真小。信号通道中几支耦合电容，容量在204以下。且各级放大器均有本级交流反馈，开环增益低。③功率末级偏置电路稳定，又有高阻抗特性，使SRPP电路大信号低失真的优点得到充分发挥。实测在电源电压±45V降到±30V时，末级静态电流下降约20%。
6结语：
个人体会，在设计或选用混合功放电路时，应注意几点：①不盲目追求降低THD值，电路应尽量简单，只要在P0时，THD值不大于1%即可。②电路信道中尽量少用电抗元件，防止瞬态响应变坏。③用SRPP电子管做前级大信号电压输出时，要求后级输入阻抗大于20K。否则SRPP电路在大信号电压输出THD值快速变坏。
参考文献
[1] 仲元昌，电子管放大电路实践福建科学技术出版社 2001.5.
[2] 郑国川、李洪英，电于管手册福建科学技术出版社 2002.10.
[3] 陈衍洪，电子整机原理-音响设备 机械工业出版社2003.1.
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
【关键词】电子管 晶体管 Hi-Fi功放 胆石混合
【中图分类号】：TN11【文献标识码】：A 【文章编号】：1009-9646（2008）07-0000-01
1 引言：
一台Hi-Fi功放的制作,需要经过功放电路主要参数的确定、电路选择（设计）、元件选择及电路制作、调试等过程。以下谈谈自己用一年多时间设计、制作与调试的这台胆石混合功放过程。电路如下图。
2 确定功放主要参数：
额定输出功率P0：50W（RL=8Ω）
频率响应BW：20HZ-20KHZ
谐波失真HTD：输出功率为50W时，HTD≤1%
3电路选择（简易设计）：
3.1 音频功放电路及交流参数选择：选择（设计）功放电路时，应根据 “电路简洁、音质至上” 的Hi-Fi功放宗旨。其开环增益一般设计在40-50分贝，闭环增益一般为20-30分贝左右。
前级电子管部分：电路选择两级电压放大，由1.5枚6N3J（μ=35）的中μ电子管组成。第一级由因工作在较小信号电压，主要考虑电压放大倍数。因此选用1/2（剩一半作为另一声道用）枚6N3J电子管，组成自给删偏压共阴电压放大电路，如图中的V1部分电路。其增益计算公式为AV1=-μR，L/（Ri+R，L），这里用经验取值AV1≈-0.7μ=-24倍电压放大。第二级工作于大信号电压（uOM≥28V），应考虑大信号输出电压和增益，故选用由一枚6N3J组成低输出电阻的SRPP电路，如图中的V2、V3部分电路。其增益经验计算值AV2≈-0.4μ=-14倍電压放大。两级总增益AV12约336倍（50分贝）。
后级晶体管部分：电路选用高输入、低输出电阻的OCL功放的末级电流放大电路,使之与SRPP电路耦合良好，如图中Q5~Q8的电路。其电压增益一般为AV3≈0.9倍，电流放大增益为Ai3≈β5β7（或β6β8）。因SRPP电路要在低失真情况下输出大信号电压，其负载阻抗RL1＞20KΩ（设取30 KΩ），则要求Ai3=β5β7（或β6β8）＞RL1/8Ω=3750。
为了使电路更简单、提高音质，R2、R5两端不并电容，建立本级交流负反馈，使两级开环电压总增益降到（实测）约110倍。最后加入R8电阻组成闭环路负反馈，其增益约Avf=A0/（1+FA0）≈30倍（约29分贝）[其中A0=AV12·AV3；F=R2/（R2+R8）]。
3.2 电源电压及直流工作点选择：
前级电子管部分：电子管电源电压E，其范围约（0.5~1）Ea手，取250V（‘手’表示电子管手册上给出参数，下同）。第一级阳极电流Ia1取（0.3~0.6）Ia手，由阴极电阻R2（RK）阻值决定，R2范围（0.1~1）KΩ，取510Ω；R3约为（80~120）R2、取51KΩ；栅漏电阻范围（0.1~0.5）Rg手，取300KΩ。第二级是SRPP电路，电流Ia2= Ia3取（0.6~1.2）Ia手，则取R5= R6 =330Ω，此时Ia2≈10 mA。
晶体管部分：电源电压VCC=-VDD =（2RLP0）1/2+VCES7+VR21≈28+5+3= 36（V），取40V。功率末级Q5Q6、Q7Q8的静态电流分别取8mA、50mA（工作于甲乙类）。此外，因功率末级是晶体管组成，需要有带温度补偿的稳定偏置电路，且偏置电路是前级负载的一部分，要求具有高阻抗特性。因此，偏置电路选择如图中Q1~Q4组成的电路。其中Q1为OCL直流中点电压变化检测比较放大管，驱动受控恒流源Q2，控制中点直流电压漂移。Q4是Q2的恒流负载，Q3为带温度补偿并联稳压电路，这样的偏流电路有很高阻抗特性。
4元件选择：
电子管选用6N3-J（或6N1、6N4、6N11）低噪声双三极管；晶体管Q1、Q4用2N5551；Q3用C1815；Q4用2N5401；Q5~Q8分别用TIP41C、42C、D718和B688，或用其它音响专用管，要求β值配对使用，在业余条件下β值误差不要超过20%；电阻除图中注明外，均用1W金属膜（5色环）；电容C0、C3、C4用金属化电容或其它音响专用电容，耐压250V以上；电源滤波电容最好也用音响专用。
5电路制作与调试：
电路制作：电子管部分用搭焊连接，元件排列不要太密，有利于散热。安装时应注意各级接地元件的接地点不要利用底板就近接地，可取一根直径1.0mm以上的无氧铜线，用接线柱架空在底板上为专用地线。然后将架空地线前一端与信号输入座地端连接，架空地线后一端与电流级地端连接。晶体管部分的电路设计安装在一块PCB敷铜板上。应注意喇叭、电源滤波大电容、变压器次级中点要三点归一连接，防止交流声。
工作点调试：电子管部分只要元件质量良好、焊接无误，无须调试。功率末级调试时，先用2K微调电阻置中间位串联7.5K电阻代替R12*；用1K微调电阻置最小位置串联1.5K电阻代替R17*。接通电源，调2K微调电阻使输出端中点电压，在±50 m V之内；再调1K微调电阻使Q7、Q8两发射极电位差约50mV，这时Q7、Q8的电流约为50mA。然后静态通电10分钟，再重复上述调节过程2遍，最后测出两个微调支路的总电阻值，用同阻值固定电阻接入R12*、R17*位置，电路工作点调试就告结束。此时可接入音箱，输入音频信号试音。在使用一段时间后进行摩机，方法可参阅其他文献。
本机测试结果：①在功率末级电源电压±40V、RL=8Ω时，最大正弦波不失真输出功率可达65W。②用XD22H多用信号发生器，取20个点频率，输出为1W时，其频率响应BW：20HZ-30KHZ。③用SZ-3型失真度测量仪，在频率1000HZ输出功率为50W时，谐波失真THD≤0.5 %。
电路特点：该电路经过多次摩机，其音质很好。电路特点如下：①电路简单。信号通道中只有两级电子管电压放大和一级复合晶体管电流放大。②瞬态失真小。信号通道中几支耦合电容，容量在204以下。且各级放大器均有本级交流反馈，开环增益低。③功率末级偏置电路稳定，又有高阻抗特性，使SRPP电路大信号低失真的优点得到充分发挥。实测在电源电压±45V降到±30V时，末级静态电流下降约20%。
6结语：
个人体会，在设计或选用混合功放电路时，应注意几点：①不盲目追求降低THD值，电路应尽量简单，只要在P0时，THD值不大于1%即可。②电路信道中尽量少用电抗元件，防止瞬态响应变坏。③用SRPP电子管做前级大信号电压输出时，要求后级输入阻抗大于20K。否则SRPP电路在大信号电压输出THD值快速变坏。
参考文献
[1] 仲元昌，电子管放大电路实践福建科学技术出版社 2001.5.
[2] 郑国川、李洪英，电于管手册福建科学技术出版社 2002.10.
[3] 陈衍洪，电子整机原理-音响设备 机械工业出版社2003.1.
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”