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智能应用

采用FU-50高跨导五极管实现AB1类推挽放大电路的设计

近年来,AB1类放大器越来越受欢迎,国外胆机几乎全部采用AB1类。AB1类的首要优点是效率高,对胆机而言,高效率不只是节约几瓦几十瓦电能,关键是使阳极耗散功率一定的电子管可以输出更大的功率。

阳极功耗42W的KT88,A类单端输出功率不过12W,而用于AB1类推挽最大输出功率可达到100W。其次,AB1类充分发挥推挽电路互补的优势,不仅提高电子管输入、输出动态范围,同时对改善非线性失真也十分有利。A类推挽每只输出管放大的是信号的全部波形,正半周时阳极电流一栅极电压特性接近饱和区的非线性,使输入信号正半周产生失真。负半周时阳极电流接近截止点也会产生失真,两管失真都双向的,合成后仍保留失真成分。

AB1类推挽则不然,首先,AB1类输出级电子管阳极功耗得以充分利用,静态工作点电流小,可以提高阳极电压而不超出阳极功耗,结果是使电子管线性区向大电流方向延长,正半周信号输入不会产生特性弯曲导致的非线性失真。静态工作点下移的结果,栅负压比A类更负,自然使信号负半周输入非线性失真度增大。

AB1类放大器的失真呈不对称的失真成分为主,但当推挽运用时两管信号相位相反,上管的负半周恰为下管的正半周,因此在AB1类推挽中在输出级失真得到相互补偿,这就是某些型号电子管AB1类推挽与A类推挽非线性失真几乎相同,甚至更小(此类电子管的典型是欧洲的KT88)。

FU-50属高跨导五极管,用于AB1类使其输出动态范围增大,40W的阳极功耗可以充分发挥,即使采用500V以下的阳极电压,也可以输出30W以上的功率。制作AB1类推挽放大的参数如下。

Gr50(FU-50相同)在AB1类放大的应用数据:

灯丝电压/电流12.6v/700mA,阳极供电450V,静态阳极电流2×60mA(两管),第二栅极电压250V,第二栅极电流2×10mA(两管),固定栅负压-30V,最佳负载阻抗8000Ω,栅一栅极驱动信号电压2×30Vp-p,输出功率34W。

电路如图1所示。输出级采用两只RCA公司的Gr50,B1为450V,B2为稳压的250V,采用50kΩ电位器调定固定栅负压一30V。电路前级由12AU7作为对称驱动放大器,12AU7负载分割倒相和前置放大。不难看出,此前级放大电路为威廉逊放大器的同类,只不过将6SN7改为12AU7而已,本来前级三级电压放大器闭环增益为20倍,在威廉逊放大器中输入信号电压1.9Vrms,输出相位相反的两组38Vrms驱动信号。该机改用五极管Gr50,输出级只需2×30Vp-p,即2×21Vrms,故前级输入信号电压只需1Vrms。由于输出级采用五极管,其本级增益大为提高,为达到-20dB的负反馈,RNF:选用6.8kΩ,其负反馈量可改变RNF的值予以调整。

采用FU-50高跨导五极管实现AB1类推挽放大电路的设计

输出级采用五极管后,其内阻较高,阳极供电的纹波率增大到2%,也是允许的。所以,450V供电采用100Ω电阻和220μF大电容滤波已足够,省去了笨重昂贵的阻流圈滤波,这是三极管和超线性输出级无法达到的。

Gr50的第二栅极"采用充气稳压管稳压供电,以保护Gr50。其中vr150可用国产WY-4P、苏式Cr-4C代用,VR105可用WY-2P、苏式Cr-2C代用。如果用半导体稳压管,需选用多只串联组成250V稳压电路,最大齐纳电流不小于45mA。AB1类固定栅负压无负载电流,可用大电阻、电容滤波,该机中滤波电阻47kΩ和50kΩ电位器兼作分压器,使电位器两端有-45V左右负电压调整于-30V,使Gr50两管静态阴极电流(P+G2电流之和)为140mA。

该机输出变压器采用成品8kΩ/8Ω、16Ω/45W的产品,其本身频响为20Hz~100kHz±0.2dB,初级阳极一阳极为8kΩ,允许推挽管最大电流140mA。当两管静态电流差值小于5mA时,初级全部电感量为120H,最大功率45W。依此要求,自制可按下述数据绕制:

铁芯选用E28×40分成每两片EI交错、无气隙插法,配双槽阻燃骨架。

初级绕组P1~B~P2用φ0.2mn漆包线绕2000+2000匝,次级绕组0~8Ω用φ0.8mm漆包线绕120匝,8φ~168Ω绕阻用∞.64mrTl漆包线绕48匝。

为满足频响高端100KHz的要求,可采用分成两段的多层夹绕的方式。其示意图如图2所示。三层次级分成两段共六段,每段20匝后由隔板开槽穿过绕另一段,开槽上口是开口的,导线从夹缝穿过,避免剪断。

初级分成两层两段,正、反向绕组交叉相连接,除初级外所有次级与初级正绕组为同一方向,以避免频繁拆下绕组重新反一方向重装上绕线机。绕组引出端或连接端应注意绝缘,同时尽量避免横向跨过线圈。为了使每层尾端在两侧边框处,绕线时应注意横向间距,宁为稀绕几匝,也勿穿越线圈横向引出。应注意,每分层初、次级间用厚0.05mml聚脂薄膜加一张电缆纸绝缘。绕好后稍加检测(用万用表查绕组结构)后,不能久置空气中,立即加热烘干,并浸漆。

高质量输出变压器绕制烦琐,但只要头脑清醒,头尾加标记,还是极为容易的。

该机输出功率34W时输入信号电压0.8Vrms,整机8Ω端频响16Hz~45kHz-1.5dB,额定输出功率时THD为.7%。

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