制作胆机的一些知识整理.docx
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制作胆机的一些知识整理
制作胆机的一些知识整理
1.超线性输出变压器的试制
2.常用电子管代用型号
3.6P3P专用推挽输出牛推挽输出变压器
4.推挽输出牛的制作
5.
如市售品中难于购得合适的超线性输出变压器时，亦可自己动手进行试制。
先选定推挽型超线性输出变压器的输出功率为50W，一次侧屏至屏的负载阻抗取5000Ω，直流工作总电流取240mA，二次侧的负载阻抗为4Ω与8Ω，要求变压器的频率范围为60Hz～16kHz，变压器的效率取0．8，先进行简化计算：
为了确保变压器通频带范围内的频率特性，一次侧的电感量必须满足下限频率的要求，则变压器一次侧的电感量 Lp=Rp／（4．8×f0）＝5000／（4．8×60）≈17H。
变压器铁芯的选择：
音频输出变压的铁芯体积Vc＝Sc×Lc，式中Sc为铁芯的截面积，即等于铁芯中心舌宽A与铁芯叠厚高度H的乘积。
Lc为铁芯的磁路长度，一般为中心舌宽A的5倍左右。
Bm为磁通密度，—般热轧片为5000—7000高斯；冷轧片为8000-10000高斯。
则
Vc＝Sc×Lc
＝51×Um2／fD2×Lp
＝51×2×50×5000／602×17
≈360cm3。
铁芯中心宽度A＝（Vc／8）1/3 ≈3．5cm。
则
根据标准规格应选用GEIB35型硅钢片铁芯，该铁芯的磁路长度Lc＝19cm。
铁芯的叠厚应为H＝Vc／A×Lc＝360／3．5×19≈5，4cm。
则
Sc＝A×H＝3．5 ×5．4＝18.9cm。
一次侧总匝数
Np=450（Lc×Lp／Sc）1/2
＝1900匝
二次侧匝数
N1＝Np／（Rp／Rz）1/2η
＝1900／（5000×0．8／4）1/2
＝60匝
N2＝1900／（5000×0．8／8）1/2
＝86匝
导线直径根据推挽输出中总电流为0．24A推出，为提高传输效率，现电流密度取2A／mm2。
则
Ip＝（I2+I0）1/2
＝[P／R+（Ip／2）2]1/2
＝[（50／5000）+（0．24／2）2]1/2
≈0．15A
一次侧导线直径
dp＝0．8（Ip）1/2＝0．8（0．15）1/2
≈0．3mm
二次侧导线直径
d2＝dp／（1／n2）1/2
＝0．3／（86／1900）1/2
≈1．40mm
超线性输出变压器的绕制
超线性输出变压器比普通变压器绕制复杂一些，为了取得优良的电性能，在绕制工艺上必须注意如下事项：
要求推挽放大管两组屏极负载回路应完全对称，超线性输出变压器要求以B+为中心端，将一次侧线圈分为P1与P2两组，每组各分成3段，上下相同，相邻放置，同方向绕制。
并将二次侧线圈分为3段，夹绕于一次侧中间，这样输出效率高，频响特性好。
一次侧线圈的电感量必须符合技术要求，这样才能满足低音频段频响特性的要求。
并选用铁芯截面积足够大的优质GE型硅钢片，如0．35mm的优质冷轧硅钢片或D42以上的热轧高质量硅钢片。
要求线包的漏感和分布电容应尽可能小，这样才能满足高音频段频响特性的要求。
为此，一次侧线包必须采取分层分段的交叉叠绕方式。
见图5的超线性输出变压器排线图。
超线性输出变压器排线图
绕制须知
首先应制作一只与铁芯尺寸相同的木芯，中心钻一只与绕线架相同直径的圆孔，然后再按照铁芯窗口面积制作线框，线框材料可选用1mm厚的胶木板、玻璃纤维板或硬电缆纸板，制成与铁芯窗口相同尺寸的线包框。
两组线圈同时绕制时，须将Qz-2型高强度漆包线分成两筒，并做好定位准确的、能移动的排线木夹，在绕制时只要轻轻来回移动木夹，则漆包线即可自动排整齐。
如果绕制不够熟练，觉得两组线圈同时绕制不方便，亦可分边绕制，但注意每层圈数必须相同。
线包的层间绝缘应采用优质的绝缘电缆纸，由于线包的引出头较多，必须分清头尾，不能接错，在焊接处必须加黄蜡绸包好，以防止短路。
线包绕好与全部焊接好以后，用万用表测量无断路及短路现象存在，即可安装铁芯。
对于推挽型输出变压器的铁芯，可采取2—3片交叉安插的方法，不留空隙。
当输出变压器全部安装完毕后，必须先放置在loooc左右的干燥环境中焙烘一h左右，然后乘热放人绝缘清漆中浸至无泡溢出，取出后沥干，再烘24h即可备用。
2．A类功放的调试
A类功放管的工作状态必须保持在栅压屏流特性曲线中心的直线部分，因此对A类功放管的栅极负压应进行仔细的调校，以确保平均屏流数值的恒定，功放管的平均屏极电流应控制在100，120mA。
具体的校准方法是，采用直流电流表500mA档，分别串接在功放管的屏极回路内，功放管栅极有音频信号输入时，如果屏极电流升高，则表示该功放管的栅极负压过低；反之，如在有音频信号输入时，功放管的屏极电流随之降低，则表明栅极负压过高。
因此，A类功放的屏流变化必须保持在10％左右，如果屏流变化较大时，则表明工作状态不稳定，或已经进入AB类的工作状态之中。
图8 A类功放级屏流校准图
3．AB类功放栅负压调整
AB类功放级的栅负压调整必须在注入音频信号后进行。
功放管的栅极负压是对阴极而言，因此，在测量时应将万用电表置于直流电压50V档上，将负表棒接功放管的栅极，正表棒接功放管的阴极。
AB类功放级的屏极电流变化幅度较大，一般从零信号到满载信号时屏极电流变化超过1倍，因此在调校时，将音量控制器置于最小位置时为零信号；置于最大位置时为满信号，各种功放管的特性不同，其屏极电流的变化幅值与栅极负压值亦不相同。
当功放管选用EL34、6CA7时，栅极负压取—26V，其屏极电流的变化从零信号到满信号时为90—180mA；如功放管选用6L6、6P3P时，栅极负压取—22V，则屏极电流的变化值为88—130mA；如功放管选用KT88、6550时，该管的栅极负压比较深，为—46V，故必须相应地增加前级的推动电压才行，其功放级从零信号到满信号时的屏极电流变化幅值较大，一般为120—260mA。
AB类功放级栅负压调整图
整机的初调结束后，再接上输入管阴极与输出级之间的负反馈网络。
由于大环路的深度负反馈会给功率放大器的瞬态响应带来较大的危害，故本电路在设计时电性能指标不寄托于大环路负反馈，而致力于放大器各级的局部负反馈，并从电路的直接耦合与阴极输出等方式来提高放大器的品质。
本电路从功放级至输人级的整机负反馈取得非常低，仅控制在6—10dB之间。
这样既能保持整机的稳定性，又不影响整机的瞬态响应特性。
如接上负反馈电阻后，整机输出增强，则表明输出端子相位接反，此时调换相位即可。
当负反馈电阻接上后应使整机噪声减小，频率响应展宽，整机稳定性提高。
整机调试中如未出现异常现象，即可从输人端注入音频信号进行试听。
如将CD、VCD、DVD、卡座、调谐器等的音频信号注入，音量控制电位器置于中间位置，连续开机lh左右，机内务部分均无异常现象时，即可认为初装顺利。
但在初次装配中不可避免地会出现诸多问题，如交流声、杂声、失真等不正常现象。
现作如下简要分析，将整机故障予以排除。
1.电压放大。
由1/2低噪音电压放大管6N4担任放大，以求获得较高的电压增益，本级电压增益设计为66倍（36.4db）。
2.倒相放大。
采用屏阴分割倒相电路，由另一半6N4完成（这样设计虽不是最佳组合，但可以简化电路结构，方便装机布线）。
倒相级与电压放大级直耦，以求获得平直的频响曲线。
本级电压增益0.96倍（-0.35db）。
3.推动电压放大。
由双三极管6N6担任，作用有二：
一是对倒相级进行缓冲，防止倒相级因屏阴输出阻抗差异产生输出不平衡；二是对倒相信号进行放大，并与功放级送来的补偿信号合成为推动功放级的电压。
本级电压增益为15倍（23.5db）。
4.功率放大。
由两只6P12完成放大任务。
该级采用麦景图功放电路，工作于B1类，输出功率达40w。
B类工作状态使该级的负载阻抗低至525Ω，为高质量输出变压器制作创造了条件。
本级负反馈的引入，使该级电压增益降到1.6倍（4.1db），这是功放级能够稳定工作的前提。
图中6P12的帘栅供电使用稳压二极管降压，目的有三：
一、降低帘栅极功率消耗，二、简化输出变压器制作（少一个绕组），三、简化电源供给电路。
5.输出变压器。
该级增益0.126倍（-18db），输出端按8Ω计算。
据此计算，整机电压总增益为192倍（45.7db）。
给定输入灵敏度0.5v时，整机需要电压增益31.1db，故机器的负反馈量确定为14.6db。
负反馈电阻初值据此计算确定，反馈电阻最佳数值由装机后试听调整确定。
6.电源滤波。
B+电源使用共模扼流圈滤波，具有扼流圈匝数少，体积小，直流电阻小和滤波效果好等优点。
注：
电源供给各级的B+电压由降压（退偶）电阻提供，电阻的数值是依据双声道计算确定的，图中只画出了一个声道，装机时应引起注意。
2.常用电子管代用型号
6.6P3P专用推挽输出牛推挽输出变压器
4+3绕法
新绕制的初4加次3绕法PP牛,初级分两段正反绕制,次级三层串联.
胆机变压器6P3P专用推挽输出牛推挽输出变压器4-6.6K阻抗全新
为正在做的6P3P推挽胆机配套的输出变压器，因为手上只剩Φ0.31mm的线，算了算窗口空间刚刚够用，
整个线包就只用了这一种线径。
参数：
初级2420匝，0.31mm单线。
次级100匝，0-4欧14线并联，0-8欧10线并联。
32*50铁芯，4夹3工艺，初级4段夹次级3段。
\绕好后实测B-P1直流电阻61.4欧，B-P2直流电阻61.2欧姆，0-4直流电阻0.3欧，0-8直流电阻0.4欧。
另
一只线包数值大致相同。
次级阻抗=（8+.4）*24.2^2+61.2+61.4=5042=5K
隔壁论坛有朋友提示考虑效率，若按考虑效率的算法，初级阻抗为5.9K。
两种算法算出两个阻抗值，哎！
前辈不敢，给你个绕制参数，实测效果还可以。
铁芯：
86片叠厚50
初级5段：
第一段136t（正）2层+第二段135t（反）4层半+第三段135t（正）5层+第四段135t（反）4层
半+第五段135t（正）2层=2430t（每臂1215t），1、3、5段头尾连接，2、4段头尾连接，1、2段头头连
接，4尾、5尾分别为p1\p2出线。
线径0.25QA。
次级4段：
4欧姆64t，8欧姆92t，4欧姆段线径0.83，4-8欧姆段线径0.73。
1、2段0.83线47t，3、4段
0.83线17t+0.73线28t，全部正绕，1-4、2-3段先串联，然后2组并联。
初级阻抗6.6k，功率25w，适用AB1类固定偏压的标准接法，屏压360v，帘栅极电压270v，栅极偏压-
22.5v。
86是指矽钢片长度规格为86毫米的片子，叠厚50是指若干数量的片子叠起来的厚度。
１１４的片太大了．不合适．用９６片，取４０厚．如果你用三极管接法３．５k比８欧．就是初级３０００，次级１４５扎的样子．标准接法取５．５k比８欧．３７００比１４５
初级用０．２１的线，次级用０．９左右的线
4.推挽输出牛的制作
因好友的委托，要我帮其装一只20W以上的推挽机，参考机是斯巴克的MT-35,并且特别要求胆牛全部自制，可能是出于成本和质量的折中考虑。
于是就设定采用与MT-35同样的电路程式装一台，用EL34超线性推挽输出。
查相关资料后，当超线性抽头在43%位置，屏压430V，P—P阻抗6000欧姆时，输出34W，失真2.5%，与MT-35的技术指标相当，于是按35W/6K设计输出牛。
对于输出牛的设计有多种方法，如果完全按有关书本的公式设计，整个过程比较麻烦，更有些设计公式非常夸张，很难实现设计的结果，故本人在制牛时一般会按设计电牛的方式来设计输出牛的参数，并根据用管的不同作出相应的工艺调整，这样整个设计过程非常简单（只需要熟练掌握欧姆定律和电牛T/V计算就可以进行设计），其结果虽然不是最好，但也足以满足一般以上的要求。
以下是设计过程：
1、确定铁芯截面
取3倍电牛功率选取铁芯
输出功率/ 效率 *3=35/0.9*3=129.3W 根据经验用Z11的96片大约叠厚55毫米
截面=3.2*5.5*0.9=15.84平方厘米
2、计算初级音频电压
输出功率/效率*初级阻抗（然后开方）= 38.8*6000（开方）=482V
3、计算下限频率20Hz时的电压匝数比（T/V）
45/截面/磁感应强度*2.5=5.46匝/伏 （Z11片取13000高斯 20Hz为50Hz的1/2.5故乘以2.5，如果频率下限设定为10Hz时应乘以5）
4、计算初级总匝数
音频电压*下限频率时的每伏匝数=482*5.46=2523
每臂匝数 =2523/2=1261.5
5、计算次级匝数
5-1、先计算初次级匝比
初次级匝比=（初级阻抗*效率/次级阻抗）开平方
次级4欧姆档匝比=（6000*0.9/4）开平方=36.74
8欧姆档 =（6000*0.9/8）开平方=25.98
5-2、计算次级匝数
次级匝数 = 初级匝数/ 初次级匝比
次级4欧姆 =2523/36.74=68.67匝
次级8欧姆 =2523/25.98=97.11匝
6、超线性抽头的位置确定
超线性位置的确定比较容易，只要以总匝数乘以抽头位置的百分数然后分半就可以了。
从B+位置到超线性抽头的匝数=初级总匝数* 0.43/2=607匝
7、确定漆包线直径
确定漆包线直径前必须先确定初次级电流，然后才设定漆包线的直径。
7-1、初级电流与漆包线直径的设定
根据资料查证和经验，EL34工作在超线性AB1类时，每臂屏极电流和帘栅极电流合计在120mA以内，故以120mA设定初级电流，然后以2.5A/平方毫米的电流密度，用圆面积公式倒算漆包线直径。
120mA时漆包线直径=（0.12/2.5/3.14）开平方*2=0.247（取0.25标准规格）
7-2、次级电流与漆包线直径的设定
以电功率公式P=I*V=I平方 *R推算出不同阻抗档位的电流，然后计算漆包线直径
35W输出时4欧姆挡电流=（35W/4欧姆）开平方=2.95A，对应漆包线直径为1.23mm，大约相当于0.85标规的漆包线双线并绕；
35W输出时8欧姆档电流=（35W/8欧姆）开平方=2.09A，对应漆包线直径为1.03mm，大约相当于0.74标规的漆包线双线并绕。
8、绕组安排前的数据修正
计算好的数据在实际绕制前还要考虑所采用的铁芯窗口情况，骨架的大小，绝缘纸的厚薄，还有漆包线的型号等诸多因素，更重要的还要根据输出牛的抽头与出线位置进行修正，既要保证设计数据的准确，又要考虑制作的便利，还有顾及正常使用的安全性。
这么多的因素似乎很难很复杂。
其实掌握了一定的修正方法，知道修正的步骤，一步一步的进行是非常容易解决的，只需要稍稍有点耐心就可以非常好的完成。
第一步：
根据初级线圈每层绕组的匝数和总层数修正总匝数。
96铁芯窗高为48mm，实际骨架最大可以利用到47mm，两端留1.5mm，因推挽牛需要分段交叉绕制，骨架中间还需要空2mm,，实际可用尺寸为42mm；QA型0.25的漆包线最大外经为0.275mm，设定空间利用率为93%，则每层可以绕142匝，取每层140匝，分半后每一段一层为70匝。
初级总匝数/每层匝数=初级总层数 （2523/140=18.02层）。
计算后通常会有小数出现 ，如果小数小于0.5大于0.1时应考虑把对应小数匝数向其它层数安排，大于0.5 时应增加一层，然后根据增加后的层数再算每层匝数，小于0.1时可以把对于的匝数直接舍去，这样对输出牛的特性 影响甚微，可以忽略 。
本例实际为140*18=2520与计算值差3匝，分半后每臂1260匝。
第二步：
超线性位置的修正。
按超线性位置为43%计，从B+到超线性抽头的匝数为1260*0.43=542，处在7.7层处，虽然可以处理，但总感觉不如整层处抽出比较合理，于是修正为从第8层绕完后抽头，70*8=560匝，与542差18匝，相对超线性抽头位置从43%提高到44.4%，只是反馈程度略有提高，完全可以不必计较。
第三步：
次级绕组的修正。
原理与第一步相同，本例次级修正后的数据为0-4欧姆段为0.85mm漆包线双股并绕69匝，分3层3段，每层23匝夹在对应初级绕组中间，4-8欧姆段为0.73mm漆包线双线并绕28匝（应该为29匝，但超过了最大可用宽度，故减少1匝向窗高妥协），安排在次级第2段的相邻位置。
第四步：
计算铁芯窗口能否容纳设计的参数。
用最原始的方法计算就可以完成。
骨架厚度+漆包线总厚度+绝缘纸总厚度/0.9小于铁芯的窗宽，本例制作有1mm不到的余量，窗口利用适中，插片比较容易。
最后可以根据修正后的参数安排线圈的层段分布了，图一是本例的线圈排布示意图：
在输出牛的简单设计中必须掌握以下几个公式以及变换形式
（1）欧姆定律：
I = V/R
（2）电功率公式：
P=I V
（3）电牛计算简式 t/v=45 / 铁芯截面/ 次感应强度
（4）阻抗电压转换式 （初级阻抗*效率/次级阻抗）开平方= 初级电压/次级电压
（5）感抗公式XL=2*3.14*f*L .......以上简单设计中没有用到，但在测量装配完成的输出牛估算电感量时会用到。
以上都是很简单的电学常用公式，只要不是中学物理太差的话，完全可以进行电牛、输出牛的简单设计与制作，没有理由把输出牛的设计制作看作深不可测的神秘玩意，当然也必须注意不同管型和输出方式的输出牛在设计制作过程中对某些方面的不同应该有所侧重，但就这种侧重对于取得一定经验后的同学而言同样可以用简单设计的方法进行，只是需要在某些地方做一些必要的调整，同时结合工艺和材料的调整，也是可以取得很好的效果。
制作推挽牛时，令许多同学头疼的是分层分段交叉绕法，搞不清楚哪是哪，容易把相位弄错。
其实解决这个问题并不难，只要记住同一臂线圈在奇偶层上段位的内外位置就可以，一定是一段内档一段外档的错位排列，撇开次级不管，不论是正绕还是反绕，两臂线圈所处的位置始终是不变的。
如2所示：
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