用電子管制作的功放,被發燒友稱作膽機。電子管自1904年英國工程師菲利明(Fleming)發明,1914年美國通用電器公司開始生產,已經歷經一個世紀。到了資訊時代的今天,電子管在電子世界的大部分領域已銷聲匿跡,被體積小、壽命長、重量輕、耗電省的電晶體取而代之。但在一些中短波廣播電臺、電視臺的發射機等特殊領域中,電子管還擁有無法代替的地位,特別是在音響發燒器材的龐大隊伍中,電子管還有著電晶體無法體現的引人入勝的獨特魅力,用電子管制作的高保真音訊功率放大器、雷射唱機、Hi-Fi前置放大器和等化器等音響器材,以其獨有的特色、醇厚優美的音質,被一批喜歡膽機的音響發燒友和懷舊的老音樂謎所推崇。
隨著電子資訊技術的飛速發展,電子管本身及電子管電路的設計和製造也在不斷地改進和完善,同時也隨著發燒友們自身綜合素質的不斷提高,電腦CAD技術的引進,為發燒友們自己動手安裝高保真的膽機,打下了良好基礎。當發燒友們陶醉在自己安裝的膽機推動音箱所產生的這種在Hi-Fi歷史上嶄新的柔美醇厚“原汁原味”音響效果時,一定為這全新的玩法而心曠神怡。
有過裝機實踐的發燒友一定明白,製作一台膽機,即使使用統一器材,用統一電路,倘若整機的結構裝配工藝水準不同,品質性能就可能有很大差異。由於工藝結構不妥,可能人為地千萬雜訊和其他干擾,甚至引起自激嘯叫;整機放大器級數愈多,增益越高,結構工藝的要求就愈嚴格。高增益和穩定性是一對矛盾,增益越高不穩定的可能性越大,矛盾的解決,除電路上採取各種穩定措施加以控制外,還有賴於整機的結構工藝來實現,何況在膽機的雜訊電平中,電路設計原因造成的只占30%,而70%取決於整機工藝結構設計和安裝。為此筆者根據自己在裝實踐過程中經驗和體會,對膽機的整機佈局結構及裝配工藝談幾點意見。
一、元器件的排列佈局
1、電子管功放的主要元件是電子管、輸出變壓器、電源變壓器、電位器和電阻、電容等元件。它們都座落在金屬底板上,因為金屬底板是導體,對隔離電磁場是有效的,但應儘量避免使用磁性金屬材料做底板,因為磁性金屬材料是順磁性的,它會使各種變壓器的漏磁在底板上傳播造成干擾源,一般採用金屬鐵底板較好。為了防止放大器前後級之間電場和磁場的影響,排線電路佈局要合理,電路佈局的不合理,易造成高寄生振盪,一般都按電路的前後順序作一字型排列,不能隨意胡亂安排,切不可前後級排成U型。元件的分佈要考慮信號傳輸路徑最短,干擾最小,身歷聲膽機的整體佈局要對稱,分佈均衡,以保證多聲道電路的對稱性和平衡性。
2、電源變壓器與輸出變壓器都必須是磁感應器件,由於製作工藝、採用材料等原因,難免會產生較大的洩漏磁場,它們之間的擺位應儘量相距遠些,並注意它們磁通的方向,使相應位置晝避免電磁感應交連,一般採取遠離或垂直放置。周圍元件的引線不要距離變壓器輸入端引線太
近,否則易產生交流聲和自激。也可在變壓器周圍包上一層銅皮,且兩頭焊接,使至短路。有條件的話,可把變壓器裝在有良好導磁率的遮罩罩內。
3、各放大級電阻、電容等元件儘量靠近各級電子管,引線原則上要求晝短,以免干擾信號竄入放大通道。音量控制電位器至功放級的連線較長,最好採用遮罩線(又叫隔離線),遮罩線的外金屬網層一端接地,另一端不接地。電子管陽極回路和柵極回路中元件、引線走向勿勿平行,且距離遠些,以減少陽極和柵極間的分佈電容Cga’。
4、輸入回路和去耦電感線圈不要直接安裝在機座上,而應該用絕緣膠木或塑膠件支撐起,距離座1cm左右為好,以減少磁力線穿入底板形成渦流,以至造成功率損失或引起干擾。
二、關於接地的處理
這裡的“地”是指電源的公共端,在膽機中就是金屬機座。接地點安排合理與否,對抑制自激和雜訊有很重要的關係,接地點的混亂是造成電子管放大器指標變劣的重要大原因。接地應本著大分散、小集中的原則安排。所謂大分散,就是身歷聲膽機各聲道多級放大器的各個接地點,不要集中在一點接地,而要分散開;所謂小集中,就是同一級放大器電路中,電阻、電容等元件的接地點,都集中於一點接地。這樣可減少各聲道的各級放大器電路的電流,通過對地電阻產生降壓,而形成正回饋網路,導致互相干擾。
1、各級放大器的電路接地點,應各自獨立;但同級放大器電路元件接地點,應儘量接在一塊。因為金屬都有電阻,若再加上焊接不良,焊點電阻增加。以一電子管放大器為例,電子管的柵極通過柵極電阻Rg接地,電子管的陰極通過Rk接地,若兩個接地點在一點,那麼加到電子管柵陰間的信號就為Ugk=Usr(輸入信號),因為電容器對直流信號相當於開路,而對交流信號則於相當於短路,放大器只對輸入信號Usr正常放大輸出,放大器不產生雜訊。如果,電子管柵極電阻Rg和陰極電阻Rk,接地點不在一點,而分離較遠,那麼如上所述,兩個接地點之間,通過焊點電阻和金屬內部電阻,構成接地電阻r;其他各級放大器的信號電流,干擾信號電流,都可能流過接地電阻r,在上面產生壓降為Ur,加到電子管柵陰間的信號Ugk,就為輸入信號Usr,與流過接地電阻r上產生壓降Ur,之迭加(Ugk=Usr+Ur),此信號經電子管放大器放大後,使膽機出現雜訊、自激或其他怪現象。
2、變壓器遮罩外殼要接地。由於它不便直接焊接,應用螺絲加彈簧墊圈緊固,彼此接觸面
保持乾淨,氧化嚴重的應刮去氧化層再安裝。各元件引線、管座接線腳等,在焊接前都要刮擦乾淨,各焊點要先擰緊,使其接觸良好,然後再焊接,這樣才能保證接地品質良好。
3、地線的安裝一般採用1.5~2mm的鍍銀線鋪設,每一聲道先焊接一根接地母線。每一級放大器需接地的元件,在該級電子管陰極電阻處與地線集中焊接,最後與電源部分的地線匯總。地線與底板的連接要用有焊片的銅墊圈,並且要有足夠的接觸面積,刮去氧化層再安裝,保證接地焊接品質好,所測得的接觸電阻應越小越好。
4、由於電子管內部各電極間不可避免地存在分佈電容,尤其是陽極間分佈電容Cga對電子管放大電路的危害最大。電子管是通過電子管座和電路發生聯繫的,電子管接線片之間也存在分佈電容,為了減少這種分佈電容對電路的影響,電子管座中心焊片應仔細焊接做到接地可靠。
5、功率放大器電路的電流較大,其接地點最好和電源變壓器高壓整流接地點公用,使功放級電流不流經機殼底板,避免產生寄生耦合而回饋到前級形成自激。
三、膽機電子管的燈絲供電與安裝
燈絲供電,最好採用雙線絞合供電,這是因為膽機中電子管燈比電流較大且採用50Hz市電,經隔離降壓後直接供給,若單線供電,在燈絲周圍有較強的50Hz交變磁場,容易通過分佈電容耦合到其他元件上產生交流聲。若放大管燈絲和陰極間漏電,則交流聲更加嚴重,這是因為燈壓電流一路供燈絲,另一路經燈絲、電子管陰極間漏電阻和陰極電阻Rk回到燈絲電源,那麼在電子管陰極電阻Rk就有50Hz交流壓降Uk,該電壓與輸入信號Usr迭加,送到放大管柵陰間進行放大,那麼輸出端就得到了被放大了的50Hz信號而出現交流聲。若採用雙線且絞合在一起供電,其兩燈線內側的磁場加強,而燈線外側,則兩線產生的磁通方向相反,互相抵消,大大削弱了燈絲饋電線外的交變磁場,減小子交流聲。對燈絲電線的安裝基本上按“燈絲線、絞合緊,貼底板、遠離柵”十二字要求安裝。另外發燒級膽機的電源變壓器,6.3V燈絲供電繞組,還必須要有中心抽頭,安裝時中心抽頭接地,第根燈絲線對地都3.15V交流電壓,這樣每個電子管燈絲,採用平衡網路供電,更有利於消除交流哼聲。若電子管燈絲陰極間漏電,則流過陰極電阻的電流方向相反,大小相等,正好抵消,從而消除了交流聲。
當然,如果燒友們想進一步提高裝機指標,或有興趣安裝高品質、高保真的膽機,筆者建議,採用電子管燈絲直流供電。即對交流燈絲電壓,進行整流、濾波、穩壓取得直流6.3V電壓,
作為電子管燈絲供電電壓,則基本消除了交流聲和雜音,確保了膽機的“原汁原味”音響效果。
燈絲供電線一般採用棕色或黑色線,雙線絞合接至管座。燈絲截取要留有一定的餘量,以免裝配時拉得過緊。剝頭不可太長,一般有3~4 mm已足夠,應刮光鍍錫。鍍錫後塑膠收縮,導線的芯線露出過長應剪去,以免與其他引線、元件相碰造成短路。
四、要從使用方便利於維修及牢固安全角度考慮
1、開關、旋鈕和調節指示設備盡可能裝在面板上,既要固定可靠又要外部美觀。
2、電子管座和電阻、電容的色碼、數值標記要儘量外露便於讀記,元件排列勿重迭,否則測量檢查、更換元件都會帶來不便。
3、元件排列安裝時,應按大元件安置在機座底板上面,小元件安裝於機座底板下面;先裝大元件後裝小元件的原則,把元件較均勻的分佈在底座上,這樣既照顧到機器的重心,又減小了電路的分佈參數亦顯得整機美觀整齊。
4、怕熱元件應遠離熱源。如電解電容器和去耦電感線圈磁心等均為怕熱元件,而電子管、電源變壓器、大功率電阻等均為熱源。電解電容中電解液遇熱膨脹、蒸發,就會造成電解液乾涸,電容器也就失效,從而影響放大器正常工作,嚴重時還可能造成電容器爆裂損壞膽機。
5、安裝元件,尤其是大型元件,如有一定重量的電源變壓器、輸出變壓器、電位器等,用於固定的螺絲、螺母一定要擰緊。有條件時,安裝大元件最好加裝彈簧墊圈,搬運震動時,螺絲、螺母松脫在而損壞其他器件。
6、各種引線,電阻、電容等元件不要懸空、搭橋,亦不要走飛線等不規範安裝,破壞整機的工藝結構,造成不必要的麻煩。引線一般應貼機殼或底座分佈。
7、配線要科學,主要是指配線的載流容量、耐壓及顏色要符合規範。膽機電子管功放電路中工作電流較大,工作電壓較高,應選額定電流大於3A、額定絕緣耐壓大於300V的導線。
導線顏色的搭配選用一般按以下要求配備,有利於裝機、檢修和測試:
(1)燈絲線:棕線、黑線均可。
(2)地線:較粗鍍銀線或黑色、白色塑膠線。
(3)高壓線:載有高壓的線一般用紅色或橙色線以示危險提醒人們引起注意。
(4)陽極引線:電子管陽極至陽極負載上端之間引線多採用紅色或紅黃相間色引線。
(5)柵極引線:一般使用綠色線。
(6)陰極引線:一般使用藍色線。 (7)簾極引線:一般使用黃色線。
