用于级间耦合的变压器存在频响不佳、绕制工艺复杂、体积庞大等不足。但它固有的优点也是不容质疑的。 下图1、图2是笔者分别利用500Ω:500Ω(UTC A-22)和15K:500Ω(UTC A-24)耦合变压器设计制作的栅地胆前级。
配套电源电路见图3。
其技术参数:UTC A-22频率响应40Hz~20kHz;输入阻抗500Ω,输出阻抗500Ω。UTC A-24频率响应20Hz~40kHz;输入阻抗15k,输出阻抗200Ω、333Ω、500Ω。图1是“阴极跟随器+栅地+WC F'’无级间反馈结构,图2是“共阴+栅地+WCF”有环路反馈结构,电路的主骨架均以栅地为核心。栅地电路交流信号从阴极输入,阴极同时也是屏极直流电流的流出通道,如果采用直耦,虽然能获平直的频响,但前后级互相牵制,设计、调整都具有相当的难度。此处选用变压器耦合,轻易而举地将输入级与栅地电路的直流工作点分隔开来,使电路设计变得相当简单。栅地电路虽然有优良的频率特性,但一般输入阻抗仅几百欧。而耦合变压器可将次级的阻抗以n的平方(n为变压比)倍反射到初级,变压器的阻抗匹配功能成功地解决了栅地电路的低输入阻抗问题。同时耦合变压器的润音功能在此处也得以淋漓尽致的发挥。WCF电路则解决了栅地电路与后级功放的阻抗匹配问题。
图1的阴极跟随器是专为驱动1:1耦合变压器的初级低阻抗而设。阴极跟随器选用u值偏低、可输入大动态信号的6N10(12AU7,5814)。此处6N10输出阻抗450Ω,与UTC A-22变压器的500Ω初级阻抗比较匹配。UTC A-22初级采用电容与阴极跟随器耦合(因变压器初级阻抗仅500Ω,阴极跟随器输出端有较高的直流电压,采用C2耦合实在是不得已而为之),C2按C≥1/(2πfLRL)选取,其中fL为有效放声频率的最低频率,RL为UTC A-22的初级阻抗(500Ω)。C2容量不可过大,否则低音过肥,本处取C2为6.6u(3.3uF+3.3uF)。通过试验不同类型的电子管,栅地电路选用了Ug—Ia特性曲线缓直的中u三极管6N8P,以利获得大的动态、良好的输出线性;同时6N8P温暖醇厚的音色可为栅地电路锦上添花。WCF用管采用6N8P。图2因15k:500Ω耦合变压器实质上是一个降压变压器,应当选取有电压增益的输入级以弥补其增益损失,此处采用6N3组成的共阴极电路。经计算,该级电压增益9.4倍(19.5dB),UTC A-24变压比为、(15k/0.5k)开方≈5.48:1,故该级映射到栅地电路输入端的电压增益为9.4/5.48≈1.72倍(4.71dB)。栅地电路电压增益14倍,图2整个电路的开环增益是1.72×14≈24倍(27.6dB)。C2、R10、R2引入环路负反馈,闭环增益为11倍(20.83dB),反馈量-6.7 dB。
耦合变压器决定胆前级的通频带,是两电路的灵魂器件,须重视其品质。因图1T1次级、图2T1初、次级绕组有直流电流通过,宜选用铁芯顺插并留有空气磁隙的品种,以保证流过几mA直流电流而不至产生磁饱和(因图1T1系1:1变压器,可通过另加-18V电源和R10(3.6k)电阻串联的方法,让T1初级获得一与次级太小相等,方向相反的直流电流,抵消直流电流对铁芯的磁化,从而使用铁芯交叉叠装的变压器,以获得较大的电感量,保证低频响应。此处用UTC A-22、UTC A-25试验意在抛砖引玉,发烧友可用其他高品质变压器直接替换)。其他元件可视各人情况酌情选用。
如果制作图2电路,电路焊好后不要急于联机,用万用表交流100V挡测试C3的输出端,如果有交流电压输出,在排除电路焊接错误的可能性外,就是电路接成了正反馈,只要将耦合变压器T1初级或次级的两线头对掉,即可将正反馈变为负反馈。图1因属于无级间反馈电路,不存在正负反馈问题。
图1、图2电路的长处在于能保留丰富的偶次谐波,如果耦合变压器品质不打折扣,其主观听感丝毫不亚于许多电子管名器的高处,特别是它的高频泛音,足以与晶体管-JFET场效应管的coscode电路争胜。
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