胆管EL156 A类单端功率放大器电路

　　图为EL156 组成的A 类单端放大器。电路中EL156 采用栅极自给偏压，在R9 上产生9.3V压降作为栅偏压。虽说是A 类，但当输入信号较大时仍然会使阳极电流平均值稍有升高，以致栅负压随之升高，这是自给栅负压的不足之处，只有采用负反馈予以补偿其附加失真。但自给栅负压也有其独特的优势，首先是电路简单，再者，自给栅负压有较好的过载特性，当驱动信号超高时自给栅负压自动随之升高，电子管不会产生栅流。同时，自给栅负压可以限制输出端过载，当输出阻抗过低使输出管峰值电流增大时，栅负压也会自动升高，使输出管电流降低？？对简单的单端输出电路而言，采用自给栅负压较普遍。由于栅负压电阻R9 串联在电路中，所以输出管有效阳极电压（即阳极对阴极间电压）为阳极电压减去栅负压值，对栅负压较高的输出管不考虑此点将使输出功率减小，非线性失真度增大，不过EL156 的高跨导低栅负压特性，此电压关系影响不大。

EL156的高跨导、大阳极功耗，使其栅压～阳极电流特性有足够的线性区，栅极输入信号采用6～8V的电压，即可获得较大的输出功率和较低的非线性失真度。本例中从电路损耗和EL156的寿命等考虑，将输出功率限制在15W以下。输出级的工作状态按阳极电压400V、第二栅极电压250V、阳极电流105mA的标准状态设计，为使EL156的允许损耗在极限值的80%以内，将栅负压设定在－9V左右。为了确保高跨导的EL156能长期稳定工作，采用92Ω／3W的金属膜电阻取得自给栅负压。

　　输出级各点电压实测值如下：

　　阳极电压：383.4V（有效阳极电压为383.4V－9.3V约为374V）；第二栅极电压：257.4V（有效电压值为248V）；自给栅负压：－9.3V（由82Ω阴极电阻取得）；阳极电流：87mA／137mA；第二栅极电流：11mA／18mA；最大栅极信号电压：11.3Vp－p（额定输出12W时为g.8Vp－p）；负载阻抗：5kΩ；输出功率：12W；THD：＜4%。

　　前级设计的根据是输出级只需9.8Vp－p的驱动信号，因此该机只有一级，用高μ、高S三极管EC86／6CM4组成电压放大器。

　　6CM4／EC86有极低的内阻和较高的跨导，因而有较佳的线性。为了得到较高的电压放大倍数，该机中R4取20kΩ，约为内阻的4倍，估算其他电压增益约为50倍（34dB），按输出级驱动信号9.8Vp－p计算，放大器灵敏度为196mV。对CD音源而言，有1～1.5Vp－p已可，故加入约－17dB的大环路负反馈，使输入、输出特性当输入信号为800mYrms时输出12W的功率，同时使非线性失真度被抑低－17dB，达到小于3%的程度。

　　放大器的频响取决于唯一的一组RC耦合电路和输出变压器的特性，两级放大器之间的RC耦合电路的低端转折频率选择为fL=159／C3（μF）+C4（μF）×R8（kΩ）≈0.8Hz，以求低频下潜特性更好。EL156为大功率、高压输出管，当采用自给栅负压时，R8最大可用100kΩ电阻，此处为了减少栅极电压的漂移，保护EL156，故只N51kΩ，采用大容量C3、C4对低端频响进行弥补，C3、C4的质量必须良好。为了有较好的整机频响，还必须使输出变压器有较大的初级电感。

　　本例中输出变压器规格如下：

　　最大功率：30W（40H时测试）；初级电感：21H（50HzDC120mA）；初级最大允许电流：140mA；功率损耗：0121dB（16Ω输出时）；初级直流电阻：130Ω（20℃）；频响：30Hz～70kHz－2dB；16Ω端NFB绕组匝数比：1：1.5。

　　为了扩展高端频响，在各旁路均采用两只电容并联，C10、C12为高频校正电容器，C13、R14为高频阻抗校正电路。图3为该机负反馈导致的频响改善情况，采用上述优质商品输出变压器，当无负反馈时－3dB的频响为31Hz～63kHz。由于输出变压器初级电感仅21H，由公式XL=2πfL可推算出，当频率为18.9Hz时初级感抗XL为2500Q，已使负载阻抗被严重分流，导致输出功率下跌，致使20E1z低端频响衰减达到－5dB，31Hz为－3dB。加入一17.6dB的负反馈，使输出电压的不平度得到充分改善，由上一条曲线可见，0～1kHz几乎呈0dB的一条水平线，实际60Hz以下只有0.1dB的衰减。由此可见，A类单端放大器采用多极输出管，单纯靠高质量输出变压器增大初级电感改善频响是极其困难的。

　　EL156使用中必须防止栅负压、第二栅极电压的不稳定导致的阳极电流大幅度变动，因此而采用阻值较小的R8，防止栅负压漂移。第二栅极采用单独整流滤波器提高稳定度。为了防止寄生振荡，在栅极、第二栅极、阳极加入R7、R10、R11、L1、C10等元件。

　　加入－17.6dB的负反馈后，放大器的输出失真加噪声（THD+D）特性如图4所示。放大器残留交流噪声在8Ω端只有0.65mV，阻尼系数DB=6.6。

该机高压供电分成阳极供电和第二栅极供电两组，目的是改善第二栅极电压的稳定度。阳极供电整流器允许有250mA（两声道）的负载电流，整流管V3、V4 选用电视机阻尼二极管6DW4B（可用国产6219 代替），利用TV 阻尼管的目的还在于此类二极管阴极加热功率大，达到额定电子放射的时间相对较长，和EL156 相近，以延时向阳极供电，避免提前施加阳极高压。如果V3、V4用直热式整流管则必须加入延时电路。前置放大器对纹波极敏感，因此采用两组串联π式滤波器。

　　第二栅极供电选用小功率旁热式整流管6CA4／EZ81（可用国产624、6Z5P 代替）。为了进一步改善第二栅极供电的稳定性，在电源输出端并联接入62kΩ／5W 的泄放电阻R17。旁热式电子管功率越大，其阴极体积、热容量也大，尽管加热灯丝功率随之增大，但热容量大的阴极温度达到热电子放射温度的时间也越长。因此，该机中两组整流电压建立的时间也必然+B2 较+B1 提前，致使EL156 先有第二栅极供电。五极功率管当阳极电压低于第二栅极时，会使第二栅极截获过多的电子，从而使损耗功率超标，损坏电子管。为避免此现象，电源中加入R16、D1，开机后提前建立的+B29 通过D1 向阳极供电，避免第二栅极先于板极建立电压使电流过大。