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关于845的设计和制作(应123兄要求)

古羽 发表于: 2008-7-05 10:16 来源: 音响中国

本次应123老兄的要求,将我在材料网上的一篇实际设计和制作的845文,整理后在这里,希望得到大家的交流和意见,这台SE845目前的第一阶段设计和第二阶段的第一步已都完成.实际听感令人满意.基本指标在带喇叭下测试18Hz--23kHz+-1db.无明显失真.全机采用无反馈.
如今有不少的朋友都在制作845.被称为"一柱擎天"的845是很多朋友所期望,更有许多的朋友在自己动手制作,并制作出了非常好的845机器.
当然也有许多发烧初友在制作中也碰到了很多的问题,所以想通过在本坛与大家一起从设计到制作和调试,共同来"玩".不知大家如何?
845其功率强劲,声音美妙令众多烧友向往.但电压高,推动难,对输出变压器要求高,前级+推动的放大倍数大,对噪音的控制也困难,因此使许多人敬而远之.或只能将就而已,根本无法使845发挥出真正的水平.
我们本次设计制作的以单端为目,SE84

[ 本帖最后由 古羽 于 2008-7-5 11:13 编辑 ]

最新回复

古羽 at 2008-7-05 10:17:36
845的基本参数:
直热式三极管
Vf=10V,If=3.25A
Va=〈1250,Vg=〉-300V
Ikp=1100mA,Ia=120mA
Pa=100W,Pg=5W
S=3mA/V,u=5.3
rp=1.7K
Cg-a=13.5pF,Cg-c=6pF,Ca-c=6.5pF
古羽 at 2008-7-05 10:18:19
一点历史:
电子管机的主要部件是电子管,它的历史要追溯到1883年,美国大发明家爱迪生。他发现金属和某些金属氧化物在真空管中被加热以后,会产生奇妙的发射电子的现象,人们将此发现称为“爱迪生效应”。   到了1904年,英国科学家弗莱明根据爱迪生效应在一只真空玻璃外壳的白炽灯内,加入了一块金属板,当灯丝点燃以后,即获得从金属板流向灯丝的单方向流动的电流,这个新发现的灯泡可将不断变化的交流电变为单向的直流电,这样世界上第一只真空二极电子管就诞生了。   1906年,美国无线电工程师福雷斯特又在二极管的基础上,在发射电子的灯丝与金属板阳极之间加入了一个栅网形状的栅极,并发现它有对电子流的控制作用,利用控制栅极上的电位变化,即可控制灯丝阴极电子发射。当在栅极上加上微小的信号电压后,即能引起阳极电流的很大变化,这样即制成了世界上第一只具有放大作用的真空三极电子管。   1912、1920年之间,美国WE西电公司(Western Electric)开始研制出世界上具有实用性的球形电子三极管,其中有101、102、104D、205D系列三极电子管,现代发烧友称之为“洋葱头”式电子管。   到了1924年,美国RCA无线电公司(Radio Corporation of America)研制出放大效率较高的三极真空电子管,其中有VT-25、45、50、62、252A等系列三极电子管,并将球形管的外形改为茄形管,这些效率较高的电子管在第一次世界大战中的电话机中得到了应用。如今,这些古典管已在现代最豪华的胆机上崭露头角。   1930年,美国西电公司开始研制新型功率电子管,并将电子管的外形由古典的球形管与茄形管,改成了具有流线型式的玻璃管。
  1933年以后,世界各国在直热式三极电子管的基础上,又开始研制旁热式的多极电子管,即在原始的直热式钨丝上涂覆上一层钍、钡等金属氧化物的阴极,灯丝加热后由阴极来发射电子,即组成了旁热式电子管。   旁热式电子管的效率大为提高,一般可达到70~100mA/W,而且发射温度降低,使用寿命长,但发射稳定性不如直热式电子管。   三极电子管的效率低,主要由于内阻低,放大倍数小,需要的栅极推动电压较高等,所以对三极管改进以提高效率成为了一个课题。后来发现,在三极管中加入一个帘栅极,并将它接在高电压下,即组成了一只四极电子管,但由于四极电子管内部存在二次电子发射,实用性较差。   为了消除二次电子的发射,后来进一步研制出具有实用型的束射四极管,采用束射屏电子聚集的方法,以较大的电流强度来抑制二次电子,形成比较完善的束射四极管。   在四极管的帘栅极与屏极之间加入第五个电极,即绕得比较稀疏的抑制栅极,通常与阴极相连,这样可更有效地防止二次电子的形成,即制成了五极电子管。   束射四极管与五极电子管共同得益于帘栅极的隔离作用,其特点是内阻高,放大倍数也高,极间电容小,比三极管容易推动,在同样功耗下,其输出功率可达三极管的三倍。而存在的主要问题是输出特性曲线不好,失真主要以奇次谐波为主,故现代胆机使用该管时较少采用标准接法,而改进为超线性接法与三极管接法,使放大线性趋于理想。
直热式三极电子管虽然放大线性好,工作稳定性也好,但输出功率不足,故在1940年以后世界各国为了提高电子管的效率,进一步研制出高功率电子管,这些电子管的屏极电压一般升高至1000V以上,为了有利于散热。体积一般均比较庞大,比用于电压放大的花生管大好多倍,目前常用的高功率电子管有211、212、572、805、811、813、845等。
RCA公司在933年同时推出2A3丶845,
古羽 at 2008-7-05 10:19:46
首先,我们来进行第一阶段----设计
对于功放的设计在选择好功率管后,设计就从这个管开始.
有二个指标必须首先考虑Pa,rp
MAXPa=100,这是845的最大屏极功耗.为满足长期运行和电压波动等引起的影响,一般取Pa的80%--85%作为在A类放大器的静态工作点.
也就是Ia*Ua不大于85W.也就是当屏压在1000付时屏极电流不大于85mA,在屏压1100时Ia不大于77mA.
根据rp初步进行Rp的确定即Rp=3--5rp(=5.1K--8.5K)
卢卡 at 2008-7-05 10:27:36
好帖又来了,等着古羽老兄继续下文!
古羽 at 2008-7-05 10:31:10
作负载曲线,分别按Rp=6--8K


q.jpg

古羽 at 2008-7-05 10:44:47
请看RCA的推荐方案,
Ua=1000V,Rp=6K

845.pdf
(2008-07-05 10:44:47, Size: 134 KB, Downloads: 73)

古羽 at 2008-7-05 10:47:19
其实在电子管制作中始终存在着二种不同的观点:一种是强调指标的客观性,尤其是对失真度指标的追求,要求越小越好,甚至到了苛求的地步,还有对方波的响应等.我们并不反对指标,一定的指标也是靓声的基本条件,这些指标必须在设计时就给予充分的重视.而另一种观点则根本不考虑指标最有代表的是台湾的张先生张八点.
我个人认为二者必须兼顾,在指标基本满足的情况下更多会考虑韵味的好和坏,全频的均衡,以及必要的低频和动态
田庆松 at 2008-7-05 10:49:41
对于三极管来说,负载阻抗略大一点儿,失真会小一些,不过输出功率也要打折扣.
功率和失真,真是两难的选择
如老兄所说的上面的那个张八点,根本不考虑指标,那谁都敢说自已的机器做的好了.
二者兼顾,才是最难的.
老兄好文.
古羽 at 2008-7-05 10:52:08
我个人认为一个输出变压器的阻抗只要能满足3--5倍的rp就可以了.
所以我现在把845的输出变压器就定在6.5K上,因为1000V90mA对长期使用的845来说已经是90%的出力,如果电源波动在5%的情况下,在1000V电源中将有近20%的变化,对昂贵的845来说实在是不堪忍受.因此工作在85%以内就比较安全了.
古羽 at 2008-7-05 10:54:55
一张新的负载曲线,工作点Q:Ua=1000V,Ug=-145V,Ig=85mA,Rp=6.5K


q.jpg

古羽 at 2008-7-05 10:57:01
计算845的输出功率P=1/2*((1500-380)*(170-10))/2=21.1W,变压器的校率在90%时,输出功率为19W
二次谐波r=1/2(a-b)/(a+b)因为没有带尺无法测量,如果不大于5%就不做矫正.从图上看不会大于5%因为从工作点开始阻抗直线与曲线Ug=0和Ug=290之间的距离差距不大.
另外从曲线中可以得到实际的:
u=(1040-820)/50=4.4
满功率时输入电压峰--峰值必须大于等于290V
这里的数据得到如果大家没有问题就不作解释.另外由于工作点取得在Pmix的85%所以负载线永远不会与功耗线相交,也就是在845的整个工作范围里不会超过管子的屏耗---安全
到现在为止845的功率放大级的设计已完成,变压器由高手去完成就是了.参数已都在上面
古羽 at 2008-7-05 10:58:58
补充负载曲线图中845输出满载时的二次谐波失真已计算r2=1/2*(88.6-77.7)/(88.6+77.7)=3.3%,满足要求
danioy at 2008-7-05 11:06:34
古羽兄的工作点和推荐工作点很接近,但为什么屏流相差那么多?
jldjld at 2008-7-05 11:09:17
继续看,等下文~~.
danioy at 2008-7-05 11:13:25
另外,根据11楼的负载线, 在屏压 500V, 600V, 700V 的时候,好像都已经超过了最大屏耗线。

最大屏耗: 75W
屏压 = 500V : 最大屏耗下工作电流: 150mA  负载线上电流:160mA  大约
      600V,                                              125mA                             145mA
            700V                                                107mA                             130mA    '
danioy at 2008-7-05 11:18:22
奇怪了。古羽兄的datasheet, 最大屏耗100W, 为什么俺找出来的Amperex 的才75W。。。。。

看来不同牌子的845 是不能混用的了。
古羽 at 2008-7-05 11:19:28
RCAY与AMPEREX提供的参数有所不同,另外本次是以RCA提供的参数为主.
古羽 at 2008-7-05 11:24:26

QUOTE:

原帖由 danioy 于 2008-7-5 11:13 发表
另外,根据11楼的负载线, 在屏压 500V, 600V, 700V 的时候,好像都已经超过了最大屏耗线。

最大屏耗: 75W
屏压 = 500V : 最大屏耗下工作电流: 150mA  负载线上电流:160mA  大约
      600V,               ...
屏耗以100W作为计算,RCA提供的参数在1250V屏压,电流为80mA.当然国产管是不能达到这个参数

[ 本帖最后由 古羽 于 2008-7-5 11:30 编辑 ]
danioy at 2008-7-05 11:43:56
对。 所以如果选择曙光管的话, 就只能降屏压使用了。如果其他朋友要玩845, 还是建议选择9K 的负载牛牛。因为RCA 的 845 现在是天价还买不到。
古羽 at 2008-7-05 11:45:27
旁插:国产管屏耗实际75W,非美佬的100W,这一点要注意,实际应用经验70W左右合适,余下的问题是推动电路的选择,用电压放大管还是用小功率牛推动,这样就知道了推动的最大摆动电压,再根据这个电压确定在此负栅压的工作屏压,确定屏流,最后确定输出牛的阻抗,一般合适值5K可以保证良好的高频特征,发挥出845的非常好的分析力,失真又小。