用6P3P/EL34制作并联推挽胆机

　　一般家用电子管功率放大器以中等输出功率为主，采用四只6P3P或EL34组成双声道推挽功率放大器，输出功率在20W左右，用于音乐欣赏还可，若用于家庭影院、卡拉OK，大动态时力度不够。为此，笔者参考着名的电子管功率放大器Marantz9及其他有关电路，精心制作这台并联推挽功率放大器，达到了预期的目标。它的音量、动态和力度完全可以满足现代家庭音响的要求，由于并联推挽与普通的单只推挽功率放大器相比，输出功率大，输出内阻相应较低，阻尼特性更优良，音质和听感也更优越。下面将制作过程和体会介绍给大家，以此抛砖引玉，相信资深的发烧友会有更高的见解和理念，欢迎不吝赐教。

　　一、放大器的电路结构
图1是功率放大器电路（左右声道完全相同）。本机采用电压放大器+共阴极负载式倒相+阴极推动+并联推挽输出模式，工作点调在甲乙1类。前置各级组成无交连电容的直流放大，不存在相位失真，保真度高。功率放大管采用固定栅负压有利于输出更大功率，在业余条件下便于调试，可降低功放管的配对难度。功放管工作状态设三极管及超线性五极管转换选择，一台功放两种工作状态，满足不同场合的需要。

　　1.前置放大
前置放大既要考虑整机的增益，又要考虑与后级功率放大相匹配和性能的稳定，前置放大性能的优劣，直接关系到放大器成败的关键。为了提供足够的电压增益和一定的驱动能力，由V1a构成共阴极电压放大电路，V1b构成共屏极电压放大电路，V1a和V1b组成的两级前置放大，并采用直接耦合方式，共同组成共阴一共屏前置放大器，做到整个前置放大电路的简洁。

　　为了确保整机电压增益，电子管的选择至关重要，V1选用高放大系数、低噪声双三极管6N4。

　　6N4的放大系数μ=9715，这在小功率三极管中是首屈一指的，向来以音色通透、人声娇艳、胆味浓郁而着称，成为高档放大器的首选管。这只管子的特性参数应用与6N2几乎相同，但从结构上看，6N4采用低噪声设计：（1）灯丝带有中心抽头，可采用平衡供电（12.6V），以降低交流声，其噪声电平低至－60dB；（2）每只三极管及两管之间均加有屏蔽层，以降低感应交流声；（3）材料选用比6N2更加精良。

　　该放大级采用自给偏压电路，阴极接有较大的旁路电容，因此静态工作点十分稳定。它将输入信号进行大幅度的提升，放大后的音频信号电压由V1a屏极输出，采用直耦方式耦合至V1b的栅极，这样可以减少相位失真。为了进一步拓宽整机频响，在电子管阴极引入了从输出变压器次级的环路电压负反馈。

　　V1b构成共屏极电压放大电路，即所谓的阴极输出器，增大了输入电阻，减少了对输入信号的衰减，它的输入电容很小，保证信号传输的高保真，电流放大倍数大，过载能力强，改善了6N4输出动态范围较窄的弱点，输出阻抗很小，便于与下一级更好匹配。

　　2.中间倒相级
倒相级选择倒相效果较好的共阴极负载式倒相电路，从电路上看，V2上边电子管工作于共阴极放大，下边电子管工作于共栅极放大。两管共用一只阴极电阻，以阴极互相耦合。这样一来，V2上边管工作于共阴极放大状态，屏极输出信号与栅极输入信号相位相反，而阴极电阻上的信号电压与栅极输入信号相位相同，即与屏极输出信号相位相反。V2下边管栅极通过一只大容量电容（1μF）使栅极接地，工作于共栅极放大状态，其屏极输出信号与阴极输入信号相位相同，所以，V2上边管的输出信号与V2下边管输出信号相位相反。这样电路由单路输入，双路输出，实现一路信号变成两路信号，而两路信号相位相反。

　　共阴极负载式倒相器的输出信号幅度并不是严格相等，通常共阴极放大的放大量总比共栅极放大的放大量要大一些。从理论上讲，共阴极电阻的阻值越大，上下臂输出的信号电压越平衡，好比给电路加了一个长长的尾巴，所以又称之为长尾式倒相电路，尾巴越长，电路就越平衡。但是，由于静态工作点的限制，阴极电阻的阻值不能取得太大，如果阻值太大，其电压降也随之增大，还得提高供电电压，从而增加制作成本。在制作过程中，笔者试图用晶体管、稳压管和电阻搭建一个恒流源来代替共阴极电阻，试验结果屏极电压降很大，推动力明显不足，对音质并没有多大改善，所以放弃了。在常见的应用电路中大都采用最简单省事的作法，在V2下边管共栅极放大电路中，适当增大屏极电阻的阻值，即在屏极负载电阻上串入一个10kΩ微调电位器，使下边电子管的增益发生变化时，通过调节微调电位器的阻值，就可以达到两管输出信号电压幅度完全相等的目的。

　　为了保证效果，倒相管采用中放大系数，低噪声高频双三极管6N11担任，6N11的放大系数μ=30，跨导S=12.5mA／v。在路放大倍数实际与高μ管相当，它的内阻较低Ri=2.6kΩ，正好适合倒相管对高放大倍数、低内阻的要求。6N11的音色表现也不错，既有胆机的韵味，又有石机的速度，在发烧界中是久负盛名的高保真电子管。

　　3.推动级
为了使功率放大级得到足够推动功率，在中间倒相级之后设置了推动级，推动级V3采用功耗较大的双三极管6N6担任，6N6是专门用于阴极输出器的中放大因素电子管。

　　由6N6组成的阴极输出器推动功率放大管，与一般倒相级直接推动功率放大管相比，阴极输出器输入阻抗高，输出阻抗低，能使前面的倒相级与后面的功率放大级达到最佳的匹配，由于阴极输出器具有100%的电流负反馈，故对整机的失真系数、频率响应、信号噪声比等各项性能指标均可得到改善。阴极输出器虽然没有放大能力，放大倍数小于1，但它的电流放大倍数却很高，驱动能力很强。

　　4.功率放大级
功率放大级采用8只EL34／6cA7五极功率管或6P3P／6L6束射四极管组成甲乙，类放大电路。它们两者的内部结构不同。但外部接线是一样的，6P3P束射屏已在管子内部与阴极相连，而EL34的抑制栅极需要在管子外部与阴极连接，制作时应将①脚与⑧脚连在一起。换管时只需重新调整一下栅负压即可。

　　电子管并联应用是获得更大输出功率常用的作法。一代名机Marantz－9为我们树立大师级的典范，国产的高保真功率放大器如飞跃R80、DK100、清泉7250等都采用并联推挽，输出功率大，特性优。在广播扩音机中应用就更多了，一般100～150W的扩音机几乎无不采用并联推挽放大电路。电子管并联推挽，从电路上看，其接法与单只电子管推挽接法基本一样，供电方法也与单只电子管接法相同。所不同的是，电子管并联运用后特性发生了变化，并联后总的屏流交流分量为每管的两倍，即Ia=2Ia1=2Ia2，总跨导为每管的两倍，即S=2S1=2S2o。总内阻为每管的一半，这是因为两管并联时内阻也是并联的，即Ri=1／2Ri1=1／2Ri2o。由于总内阻为每管的一半，所以相应的最佳负载电阻也要减半，即RfZ=1／2Rfz1=1／2Rfz2o两管并联时，总跨导为每管的两倍，总放大倍数不变，即μ=μ1=μ2o。并联后的总输出功率是Po=2Po1=2Po2o为了消除寄生振荡，常在并联电子管的屏极或栅极串接一定数值的电阻，接在栅极上的防振电阻，其阻值一般是50Ω～1kΩ，接在屏极上的防振电阻，其阻值一般是10Q～1000。

　　电子管并联后的高跨导、低内阻，使功放输出级的阻尼特性更加优越，不但输出功率成倍增长，而且声音更加浑厚甜美，音质明显优于普通单管推挽功率放大器。

　　在功率放大器的屏极电路中接有一只3.3μH电感，在栅极输入回路中接有1kΩ的防震电阻和150pF电容器、68kΩ电阻构成的频率高通网络，以改善整机的高频特性。

　　在功放管的帘栅极专门设置了由继电器转换选择开关，使功率放大级能工作于三极管与超线性五极管两种工作状态，当选择三极管工作状态时，输出功率为35W×2，是欣赏音乐的黄金功率，音色纯洁甜美，音质清新自然。当选择超线性五极管工作状态时，输出功率为50W×2，可用于家庭影院还音或用于卡拉OK自娱，音量充沛，力度强劲，声场宏大。

　　二、电源
功率放大器的电源供给对整机的音质、工作可靠性及能量转换效率有着很大的影响。作为高保真还音的现代电子管功率放大器，人们对电源的品质也越来越重视。本机电源采用宽频带设计，电路如图2所示。从电路看比一般电源电路复杂。

　1.电源变压器及输入电路
电源变压器是功放动力的源泉，本机选用专业级双C 型变压器，采用环氧树脂封装。高压绕组有350V 和370V 抽头，满足不同功放管不同输出功率的需要。负压绕组是有中心抽头的双35V绕组，既可作全波整流，又可作桥式或半波整流，满足不同电子管负偏压工作需要。灯丝供电六个绕组，轻松解决了灯丝低电压、大电流的合理分配。变压器一次侧与二次侧绕组之间有防静电隔离层，防止调变交流声，变压器绕组的最外层有隔离铜皮，防止电磁场向外辐射。

　　电源的输入端接有一个 20A 电源滤波器，电路如图3 所示。电源插头选用优质三芯插头，接触电阻小，电流大，将机壳直接通地，不仅是干扰杂波的旁路通道，也能保护人身安全。在滤波器后面还安排了一个三位电源插座，这是为了配合本功放使用其他音源设备的供电需要，这种安排在Hi-End 功率放大器中最为常见，其目的是减少音响设备之间的环路干扰和接线方便。

　　2.屏极高压电源
高压整流滤波：高压电源选择350V 交流电压，用8 只晶体二极管1N5408，组成桥式整流器，1N5408 输出电流大，可防浪涌电流的冲击，晶体二极管串联使用。在每只晶体二极管上并联了一只小容量聚脂薄膜电容，可降低干扰噪声。

　　整流用 CLR 组成多节π型复式滤波网络。电解电容是电子管功率放大器中的常用元件，电解电容存在转换速率较低，高频损耗大等毛病。而无极性电容介质损耗低，转换速率快，线性良好，使用寿命长，不存在变质失效带来的烦恼。选择音频性能优良的电解电容，再用一只小型有机薄膜电容与之并联，尽力改善其性能。在现代Hi-End 功率放大器中，大部分使用有机薄膜电容，再用一只优质电解电容来调色。本机采用分体电源设计，机座面积大、空间大，有这个条件来实践这种作法，大量使用油浸电容和有机薄膜电容，用不同容量，不同品牌的电容搭配而成的滤波网络，让其分段工作在不同的频段，最后合成为一个网络式滤波器，滤波效果极佳。

　　前置稳压电源：功率放大器的前置各级采用直流放大，工作点互相牵制，除了要求供给电压纹波系数要小，而且还要十分稳定。为此，前置各级直流高压供电，首先用高压晶体二极管1N4007将供电电源一分为二，把单电源变成双电源，然后分别用三只130VIW 的稳压管串联为390V 稳压，用彩电电源调整管BU508A 作为调整管，组成晶体管稳压器，分别为左右声道前置各级供电，解决左右声道共用一组电源带来的互相干扰。由于稳压器有很好的滤波作用，前置各级工作点也稳定可靠。

　　高压延时加载：高压电源采用晶体二极管作整流元件，电源内阻低，无需灯丝绕组，减小了电源变压器的体积。但用晶体二极管整流，当接通电源时，高压就随之建立起来，而电子管的阴极却需要预热一段时间才能达到工作温度。因此，在这段时间内会造成电子管冷发射阴极“中毒”现象。

　　一般说来，电子管功率放大器的电源开关最好采用高低压分别控制。开机时先开低压，给各级电子管灯丝及栅负压供电，待预热一定时间之后，再打开高压开关给各级电子管的屏极供电，关机时要求相反。但这种操作方式要求使用者按照规定顺序操作。如果操作不当会适得其反，还不如设置一个控制开关好。本机采用一只小型电源变压器单独供电，用晶体管、继电器组成RC延时电路，延时时间为30 秒，电路简单可靠，操作方便，电路如图4 所示。

高压开关触点设置在继电器的常开状态，接通电源，当延时 30 秒之后，继电器吸合供电。

　　3.负压电源：

　　固定栅负压是用一组独立的负压整流滤波电路向放大器提供栅负压电源。用这种供电方式，栅负压稳定，不受放大器屏极电流的影响，在同一种电子管放大电路中将得到比自给栅负压更大的输出功率。

　　在应用电路中，将栅负压分成若干组，分别接到每只功率放大管的栅极，通过调节可变电阻的阻值，使负压值在一定范围内变化，以适应不同功放管或参数不一致的功放管的屏流值。特别是在业余条件下，采用固定栅负压可以减小功率放大管配对的难度。

　　固定栅负压基本上不消耗功率，但可靠性要求极高。本机负压交流电源经全波整流后，采用大容量电解电容、纸介油浸电容、有机薄膜电容作多节CRCπ型滤波，犹如给负压电源增加了一个稳压装置，在大动态下电压稳定，保证功率放大器音质不受影响。

　　固定栅负压对电子管的屏流增长没有自我控制能力，一旦栅负压发生故障而引起栅负压下降或为零，功放管屏流将恶性增长，短时间内会造成电子管的损坏。为此，对功放管的栅负压实行双重馈电措施，在栅负压调整电位器中心活动臂与栅负压供给电源上串接一只保险电阻，如果因电位器接触不良，功放管仍能通过保险电阻得到一定的栅负压，起着双回路供电的作用，这样就避免了栅负压降低或为零时，功放管屏流急剧增大而损坏电子管的危险。

　　4.灯丝电源：

　　电源变压器有六个独立的灯丝绕组，其中四个绕组分别为左右声道功率放大管、推动管和倒相管供电。

　　前置放大管的灯丝供电，采用倍压整流、7812 三端稳压，灯丝电源只供加热阴极，灯丝电压不高电流却很大，6N4 灯丝并联电压为6.3V、电流0.34A，而灯丝串联电压为12.6V、电流仅为0.17A。如果两只电子管的灯丝都采用并联供电，电流达0.68A，在稳压环节上所消耗的能量相当可观，因此，6N4 灯丝采用串联方式供电，总电流减少了一半，这样左右声道前级电子管共用一只7812 三端稳压器就行了。剩下的一组6.3V 电源倍压整流后，供功率放大管三极管接法与超线性接法功能切换继电器电源。

　　在电子管应用参数中，有一项阴极与灯丝间的耐压最大容许值。如果阴极与灯丝间的工作电压超过容许值，就可能击穿绝缘层，使电子管损坏。前级的三只电子管组成的无交连电容直流放大器，阴极电位都相当高，为此，前置放大电子管的灯丝绕组不采用一端接地，而在高压电路中用电阻分压出合适的高压悬浮接在灯丝绕组的一臂上，将灯丝电位提高，既可保护电子管安全工作，又可防止灯丝热发射电子引起的交流声。

　　三、元件的选择

很多制作达不到设计效果，多数是元件质量不佳，参数不良引起的，在选材用料上，要舍得投入，才能出好声。不一定去追求顶级元件，一切应以提高功率放大器的电声品质与安全可靠为原则。

　　1.电子管：

　　电子管是放大器的灵魂，电子管品种繁多，技术特性也千差万别，选择电子管要根据电路的特点通盘考虑，除权衡电子管的主要技术参数外，还要考虑市场的货源情况，维修更新及价格等实际问题，本着经济、适用、靓声、高效为原则。本机全部选用国产电子管 6N4、6N11、6N6、EL34 或6P3P。前置的三只电子管组成无交联电容直流放大器，转换速率快，不存在相位失真。

　　但各级工作点互相牵制，容易出现漂移，一定要选用性能稳定，一致性好的J 级或T 级产品。第一级放大选北京牌6N4 J，同时可选用ECC83、12AX7、6N2 等。倒相管选北京牌6N11J，同时可选6DJ8、Ecc88、6922、6N1 等。推动管选北京牌6N6T，同时可选12AH7。功率放大管选用曙光EL34、6P3P 或桂光6P3P、南京6L6，同时可选用进口管6L6、6CA7 等，通过换管，欣赏不同的韵味。

　　2.电容器：

　　电容器是非线性元件，对音质影响极大，是元件选择的重点。应选择品质好的有机薄膜电容。

　　千万不要以为贵价就是极品。不论什么电容，只要搭配起来和谐，听起来舒服就行。本机耦合电容选用一种白色方块进口电容，型号为KNB1530MPK，这种电容绝缘性能高，介质损耗小，充放电速度快，适合信号耦合和电源滤波，是胆机摩机的佳品。在共阴极负载式倒相器电路中，倒相管栅极接地电容，是把阴极电阻两端的高频信号电压加到倒相管栅极的耦合电容，电子管栅极回路内阻很高，因此，对电容的绝缘电阻有极高的要求，同时还要考虑到低频特性，电容量对栅极来说必须足够大。所以选用德国老牌WIMAMKP101μF／400V 聚丙烯电容。

　　高压滤波电容、电解电容选用两只工业用nIChicon 牌1800μF330V 电容串联使用，在电容的两端并接有130kΩ22W 金属膜平衡电阻，以保护电容的安全，同时还起到泄放电流的作用。用于高压滤波、退耦的油浸电容，有美国的DIELEKTRCL、日本的“日立”牌和国产CBB60 有机薄膜电容。

　　低电压的负压，灯丝直流滤波电容，选用美国的 SPRAGUE、日本Ruycon、manon、国产天和牌、CZM 纸介油浸电容。