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[技术帖(电子管类)] 使用14K输出牛的FD-71(三极管接法)单端功放设计

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使用14K输出牛的一款廉价FD-71单端功放设计----输出级的工况概算
    想要玩好电子管单端牛出功放,还是要对电路有一定的了解,才能做到元件物尽其用,发挥出更好的效果,尤其是手头元件已经基本确定的情况下,如果能自己设计电路,那是最好不过的了。下面是我应朋友的要求,根据手头现有的元件设计的一款廉价的FD-71三极管接法的单端功放。
    事情起因:朋友手头有一对指标不错的14K的单端输出牛,还有FD-71和6AU6管子,想要试验一下装个大胆单端功放。因为是第一次装高压大胆机器,所以不想在金钱上投入太多,只要初步体验一下大胆的声音。
   这是中山老曹制作的14K单端输出牛,114铁芯叠厚50混合铁芯,折合功率大约30W。初级阻抗14K,次级阻抗0-4-8-16欧姆。初级可过70M直流。实测频响,211单端平台,电流70MA:-1DB频响15HZ-30KHZ,实际电路的最大不失真输出功率应该在25W以内比较合理。
老曹14K输出牛-外观.jpg
2018-12-14 09:01


顺便测试的输出牛频响图,高阻牛能做到这个频响,已经是不错的了。
老曹14K输出牛-频响.jpg
2018-12-14 09:01


在25W左右这个功率输出范围的管子,本来可以选择的比较适合的是211-845之类屏耗在100W左右管子,现在的目的是要把手头的国产FD-71想要用起来,FD-71接成三极管,输出功率也应该在30W以上。看来只好勉为其难的把FD-71降额使用,来做个输出功率25W以内的功放了。这样降额使用的结果应该是,FD-71的寿命更长,工作更可靠。
    从网上找到了FD-71的输出特性曲线,也不知道是不是准确,但是根据山西老郑的实际制作资料考证,这个特性曲线应该是比较靠谱的。

FD-71的负载线:
FD-71三极管曲线.gif
2018-12-14 09:03


下面是使用14牛的工况估算:
FD-71三极管接法工况概算:
输出牛:14K/30W
屏极电压:1100V
栅极电压:-200V
屏极电流:71MA
屏级功耗:1100V*71MA=78.1W
输出电压摆幅:1850V-215V=1635V
理论输出功率:(1635*1635)/(1400*8)=23.87W
按照效率为90%计算实际输出功率:21.5W
FD-71-14K-22W.jpg
2018-12-14 09:03


实际上,因为FD-71接成三极管以后,内阻比较低,可以适用的输出牛阻抗范围也比较宽,顺便再给出来一个适用7.5K/50W单端牛的工况分析,仅供参考。
FD-71-7K5-26W.png
2018-12-14 09:06
2

评分人数

卖二手件的老板,能低调点么?和气生财,好买好卖才能生意兴隆。


厉害,支持牛哥,已经按这个想法折腾了一部fd-71出来
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有理有据!支持牛哥!
!!

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FD71是只冷门的好胆

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牛哥厉害,正想做FD71,快发图看看

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进来拿一枚铜币。顺便点赞一下!

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好机
淘宝店:雅庭音响

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FD71是只冷门的好胆
色胆浪人 发表于 2018-12-14 13:44


    谢谢版主和各位同学的鼓励,下面是帖子的第二篇:使用14K输出牛的一款廉价FD-71单端功放设计----驱动级工程概算:
    从负载线上可以看到,这个工况下,FD-71的栅负压在-200V左右,这就要求前面的驱动级要有+-200V以上的输出电压幅度,才能满驱动FD-71的三极管状态。这个驱动电压差不多常见的300B单端的3倍,这就给推动级提出了比较苛刻的要求。
    这么高的驱动电压,很多人想到的是用牛推,比如1:1.5的升压牛。但是牛推也会带来问题,第一是升压牛不好做,一个高指标的推动牛的技术含量应该要比输出牛还高,当然价格也不会太低了。第二是我也一贯坚持廉价发烧的原则,不想让朋友动用太多资金购买推动牛。所以就只能考虑采用常规的RC耦合方式来推动了,这也有个难题,要想输出摆幅大于+-200V的输出,推动级的供电电压就要至少在600V以上,才能保证比较小的失真度。
    能工作在600V以上的小功率的输出管,从手册看确实不多,但是好在电子管的供电电压可以超标使用。之前看到有很多人使用6V6、6F6接成三极管做驱动级的输出使用大约600V的供电,据说效果还不错。找到6V6和6F6的三极管接法特性曲线,发现这类管子接成三极管之后,跨导比较低,放大倍数比较小,而且大动态输出的时候,失真比较大。

    于是把眼光转向了跨导比较高的另一类常见的国产廉价管子6P15、6P9P等视放管,但是这类管子的屏极耐压在300V,第二栅的耐压仅为150V,接成三极管可以用在600V以上的供电电路中么?试试再说。
    实测结果在825V供电的时候,6P15、6P9P接成三极管,可以稳定工作,屏极电阻20K,电流20MA的时候,放大倍数大约19倍。多次试验并没有出现管子内部打火的现象,工作状况很稳定,实际使用800V以内的供电电压,一点问题也没有。但是超压使用对于寿命的影响还不能确定,反正是廉价的管子,坏了也不可惜,就这么用了。
    最后为了视觉的配合,决定使用国产的6P9P做推动管,供电电压接近800V。
    这是驱动级输出+-250V的波形失真,失真还是比较大的,但是如果输出幅度降低到我们所需要的+-200V以内的时候,失真度将要降低到1%以内,请注意这是10KHZ的信号,如果使用1KHZ正弦波仿真,失真还会小一些。

驱动级输出+-250V波形.png
2018-12-15 09:22


    输入级电子管的选择,因为驱动级要输出摆幅大于+-200V的电压,这时候输出的失真还是比较大的。6P9P这一级放大倍数为19倍,如果输入信号为+-1V左右,就需要总共200倍以上的放大倍数,第一级要使用放大倍数较高的管子,6AU6标准接法,并且使用较低的二栅供电,有大约100倍的放大倍数。需要说明的是,在这里6AU6工作电流的选取比较低,失真较大,但是正好与后面的6P9P管子配合,在大动态下能保持较小的失真。这是6AU6工作点选择:

6AU6工作点选择.png
2018-12-15 09:24



    最终听从中山老曹的建议,在推动级到输入级之间,加个小环路负反馈可以减小驱动级的失真,降低驱动级的输出电阻,这就要求输入级要有比较大的放大倍数才能满足负反馈的要求。6AU6线性好,五极管接法增益高,用在这里很合适。
最终决定的驱动级原理图如下:

6AU6 6P9P驱动级.png
2018-12-15 09:16
卖二手件的老板,能低调点么?和气生财,好买好卖才能生意兴隆。

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所谓的帘栅耐压较低,实际上指的是标准接法的状态下的参数。而在三极管接法下,帘栅极耐压同样也是很高的,起码跟屏极耐压不相上下。因为这种状态下工况已经改变。再说了,这里的耐压并不是说超压了会击穿,而是超压时电极功耗可能会超过额定。所以在确保电极功耗不超的情况下,提高电压,问题不大。牛哥这种尝试我表示支持。另外这里如果用带帽的管子如6P13P之类的,天生的耐压上千伏,应该也行。仅仅是个人见解,供同好参考。

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所谓的帘栅耐压较低,实际上指的是标准接法的状态下的参数。而在三极管接法下,帘栅极耐压同样也是很高的, ...
jupeter 发表于 2018-12-15 12:58


    是啊,这试验是值得的,其实还不是我在试验,是朋友“展鹏”在替我试验,当时在根深蒂固的印象中,耐压只有300V的管子,能不能用于供电电压接近800V的电路,但是实际上工作起来没有一点问题,而且我还在网络上找到了其他人试验击穿电压的数据,所以就敢于大胆的把6P9P用于供电电压接近800V供电的电路。
    本来6P13P这个管子,也是很适合这个电路的,但是我还真看不上6P13P的外观,尤其是管子里的那个抢眼的白色陶瓷。另外,6P13P的线性应该要比6P9P差一些吧,我的印象中是这样的。

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