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[技术帖(电子管类)] “时间计划”第四波(1)---833SE后级制作 ----向WAVAC致敬

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本帖最后由 我是ECC32 于 2021-2-17 22:25 编辑

缘起


话说七、八年前,基于自己系统需要和年龄开始考虑了一个“时间计划”:在60岁之前,抓紧时间分6波完成一直想而没来得及做的机器,然后歇菜。现在回过头再反观此计划,不禁哑然失笑---当时的想法是多么的幼稚和不成熟!它大大低估了DIY一个成熟作品的难度和复杂性而过分高估了自己的能力。按照当年的计划,到2017年前三波:旁热管唱放&前级制作、直热管推挽后级制作、旁热管推挽后级制作初步完成,但它们的完成度和声音远远没有达到能够使自己满意的目标。故这几年一直没敢再发帖而是继续改造或推到重来。反思早年计划的不正确、总结这几年的过程,结论是:一个完成度较高、声音达标的机器(或系统)在方案及制作中、制作完成后必须多次的推敲、整理甚至是改版。这一过程中最至关重要的是:认识和挑战你自己

多年前看过的一本日本《管球王国》的特辑---《大功率直热管单端的“孤高”境界》,那本杂志介绍了多款不同的直热管单端的结构要点和声音特色。后学以为“孤高”这个词较贴切的反映了大功率直热管单端的特色:驱动力强劲、高频细腻、泛音丰富、细节好;而其高电压、大功率灯丝、大功率输出和大规模、相对高的制作难度在DIY中又属于较少的制作。结合后学之前的一些制作,本次制作的目标是833212单端放大器。在最终确定该直热管单端后级的用管过程也用了好几年,实际试听过日本WAVAC833机器以及国内212多台厂机及DIY的作品,与诸多亲自制作过833212的高手们请教、讨论过电路设计、制作心得,甚至购买了这两种管子的管座和管帽。最终选定了使用833这个管子,原因是:FU33(833)这个直热三极管主要用于通讯、工业,如电台发射管、塑料热合机的震荡管等,是一个在国内长期成熟稳定生产,并仍在产的管子,价格也比212便宜不少。虽然在声音特点上WAVAC833略显阴柔而212相对阳刚,但在设计、调整过程中针对性的采取措施都可以达到良好的声音表现。

2

评分人数

  • 高压

  • EL34

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线路设计及选择


833
FU33)是一只右特性的大功率直热三极管。它的典型参数见图1.

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本帖最后由 我是ECC32 于 2021-2-19 09:00 编辑

设计或选择一个什么样的线路做833?如何选择833的工作点?的确是一个十分令人纠结的问题。故后学在网上、线下向许多做过833的发烧友请教,其中论坛的雀仔兄、高压兄、胆兵兄和Wtong兄、4344老师等都给过我许多教诲和建议。

首先,后学以为DIY自用放大器的输出功率和线路,必须根据自用的音箱来确定,这应是DIY机与商品机的最大不同点。

833工作点确定:根据后学自用的TANNOY Autograph音箱+Monitor Gold -15单元,833 SE的输出功率定在50W左右。按照这个功率指标研究了833的工作点,研究的对象首先是WAVVAC833,这方面的资料十分少且不系统,仅可粗略参考:它的基本构成是以WE437A输入、KT88(三极管接法)推动、833输出的三级放大线路。其中WE437KT88级间为直耦,KT88833级间为推动变压器耦合。推动变压器初次级为反相连接的降压变压器,以获得较强的电流输出,这点对于需要栅极驱动电流的833A2类放大来说,是非常重要的考虑因素。在一定的放大线路结构之下,具体的工作点及电路参数,特别是833输出级的工作参数毫无疑问是关键且敏感的。WAVAC833的屏压810V,屏流250mA,栅偏压约+23V~30V,屏级负载阻抗没有确切资料,推测是在5K左右,总体上是低屏压和大屏流的一种工况设计。

根据之前听过的WAVAC833声音的记忆和自用音箱的特点,本次制作采取相对偏向高屏压低屏流的工作状态,意图是增加刚性的音质特点。将833的屏压定为到1000V,减少屏流至170mA,负载阻抗取6K。在栅极驱动电压100Vpp+50V~-50V)、栅极输入峰值电流50mA的条件下,最大输出功率为60W,阴极上加了反馈,以降低本级失真。针对83335倍放大系数,采用了大环路负反馈,降低整机失真、得到合适的整机增益。

推动管及线路确定:可用于833的推动的管子、线路方式非常多。

1为胆兵兄所制表格,是我选定推动管的主要依据

                              

KT88三极管接法的内阻670欧姆,低于300B2A3等,对于推动管来说非常合适。

第一级管子的选取对一部放大器而言至关重要,它直接决定了整个放大器的声音走向。先于2019年初完成了E280F,后在2020年完成了WE437A作为第一级放大管的833后级。



833
屏极1000V电源为一个独立的电源变压器,用倍压整流CLC滤波的方式供电,此举的优点在于,把高压与其它电源隔离开,以避免不同电源组(尤其是有整流滤波中大容量电容产生的充放电尖峰的绕组)之间的相互干扰,对变压器自身的绕组绝缘结构也是有利的。833的栅极由可调的三端稳压电路供给,栅极供电的稳定性不仅可以减低噪声有利,对减低失真也是有利的,采用可调电压输出,是因为833管的离散性,在额定的静态屏流时,每只833所需的栅偏压并非一致。833的灯丝由直流供电,主要的考虑也是减低噪声。因为833灯丝为10V10A,灯丝滤波电感制作非常有难度,退而求其次用了C滤波+灯丝平衡电位器的方式。

833
末级是A2类放大,相比其他类型不仅需要推动电压,也需要推动电流,并且栅极输入阻抗变化很大,对推动级的要求有较高的电流和较低的内阻,用KT88三极管接法时,它的屏极内阻约在670欧,可比300B/2A3之类的直热三极管,而输出电流的能力要优于后者,在音质上是雄浑大气的风格。KT88B1+425V,屏流43mA,屏极负载阻抗5K,推动变压器次级是两组的10K并联,初次级的变比约是1:0.7,在此状态下,本级的电压输出能力在200Vpp,峰值输出电流60mA,已经满足上述833设定的栅极推动条件了,并且还有一定的裕量。第一级输入电压放大管WE437,以直藕的方式驱动KT88WE437的屏极负载电阻是15K,比通常输入放大级的屏阻要小几倍,这主要是KT88三极管接法的栅极输入电容比较大的原因,用较低的屏极电阻,对改善回路的高频性能有利,相应提高音质的鲜活感与色彩感。WE437的阴极偏置由240欧和5欧两只电阻串接,5欧同时兼整机大环路反馈的分压电阻。一般而言,在条件允许之下,反馈回路的低内阻化是有利的。输入放大WE437和推动KT88部分的电压放大量约是120倍,833输出级连同输出变压器约0.4倍,整机开环增益约在50倍,闭环后的增益是13倍,反馈量约为-12dB,这是一个适度的量。应该说,在不同的播放系统中,匹配不同的音箱时候,反馈量的调整变化,对音质的影响是敏感。

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点评
高压 在 2021-2-19 00:03 说:
设计严谨,思路清晰!
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线路图
833推动级.jpg
833功率级.jpg
点评
我是ECC32 在 2021-2-21 09:55 说:
推动级第一级的阴极电容为250U/16V*2.特此更正
1

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  • 高压

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制作

为便于调整和搬动,本机采用了推动级、功率级/左、右声道4分体结构;并采用了机柜的结构。这样做基于以下考虑:

1.
将个头儿、重量巨大的功率管及其高压、低压电源、栅偏压电路置于一个机箱内,该机箱只要不焊错、不出故障,在调整过程是不必调整的;

2.
对声音影响最大的推动级(含推动变压器)、整机负反馈电路置于一个小机箱内,搬动、调整非常方便。推动信号通过平衡线连接至功率级,也避免了强弱信号通道元件的相互干扰;

3.
我始终对后级采用外置的分体电源持怀疑态度,过长的电源放大部分连线势必影响电源的内阻,进而影响放大器的速度和瞬态?此外对于高压机器,过机线及插头插座的安全也是个问题。所以这次都是功率+电源,推动+电源的分体方式,这样还可能针对功率级、推动级对电源线的不同要求来选择电源线,多了一个校声手段。

至于前级、唱放从降低电源对放大器的干扰角度完全可以分体,但也需做好电源的二次滤波、退耦,在使用稳压电源的情况下,尽可能的将它与放大部分一体;

4.

使用机柜的目的是尽可能的减小多个放大器的占地面积,也很方便调整。

制作过程的一些要点:

1.
安全问题:对高压电线采取架高远离底盘、套特氟龙管等方式,尽量减小高压裸露部分、不得已时架高以防与底盘或其它零件间的“爬电”;

2.
在距离栅极尽可能近的地方设置退耦电容;

3.
833这类10V10A灯丝的管子注意散热、通风设计,灯丝线径要足够;

4.
对于高压滤波电容试验了多个电解电容串联和单个MKP电容的试验,推翻了我之前对MKP电容滤波的认识。通过多个品牌的MKP电容试验,它完全可以用于电源滤波,但其品牌选择至关重要。相比多个电解电容串联,它的速度快、瞬态好、频响宽。

5.
通过试验,使用了低内阻的肖特基二极管用于高压、灯丝整流。

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点评
louis.liu 在 2021-2-19 19:07 说:
这个创意好,833也在计划中
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测试及调整


机器完工后完成了:工作点测试与调整,推动电压验证性测试,推动级及整机的增益、失真度、相位、频响测试。进行了多种音乐题材的聆听和相应的调整,最终集中在对整机负反馈进行的多次微调。

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结语
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在后学研究制作了833SE后级的过程中,从日本WAVAC公司的833机器中获益良多。这台获奖众多、售价高昂机器的线路及机械结构、选用的放大管、精致美观的做工都像一座山在那儿一样提醒着我-----机器可以这样做。以后学之拙作向WAVAC致敬。

一并感谢提供了电路技术、器件、校声参考的各位朋友,敬各位在一块玩儿过的大侠们,叩谢。

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连续两个大型制作,真的是太强大了

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回复 9# turboguy
老T抬举,这是这三、四年的制作。只是集中发帖子而已。

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