6550超三级管单端立体声后级V2.0 - 第二部分摘自：
www.diyzone.net 作者：上条信一
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图说：全机完成后的内部照片
第一级放大电路
虽然打算通过6CS7的第一部份做第一级放大驱动输出级，但是由于输出级的最大输入电压，如图4所示推定在4~40 Vpp之间，这样一来LINE-OUT水平的信号就必须放大20倍左右。然而却因为6CS7第1单元的μ值太低，造成了增益不足。
通过一次次的实验，发现6CS7第1单元和2SK30产生的串迭电路增益较高，特别是可以大大减小失真率，于是我们采用了这个电路。
放大器电路
图十二：放大器和稳压电源的电路图(单声道)
V1a和Q1构成的初级串迭电路，要注意V1a的阴极很容易引入噪声。为了消除初级和输出级的失真，调整了Q1的讯源阻抗Rs。但由于V1a的屏极阻抗为47kΩ，次级输入阻抗为33kΩ，V1b的工作电流和Rg 47kΩ都与电路的线性有关，因此如果产生较大的差值，残留失真也会增多。
如果Q1的2SK30，IDSS很小，就无法进入Rs的调整范围，所以就要选择IDSS为4mA以上的Q1，挑剩下给Q8和Q11使用。
Rs会使初级的增益发生变化，因此本机从IDSS 4.5mA中选择了160Ω的Rs，使两个声道的增益得到平衡。
初级和次级的耦合电容器为0.1μF，这是由试听之后决定的。虽然在频率特性上不断地在降低，但只要耦合电容器的容量下降接近于平缓，我的系统在听觉上，就会因为低音域的过度膨胀而无法得到平衡。
Q2是射极随藕器电路，Q4则是为Q2的射极负载的定电流电路。
图说：全机完成后的放大电路部份的内部照
V1b、Q3和V2构成了输出级的超3结电路。与Q3的集极相交连的Q5定电流电路的电流，以V1b作为工作点。在Q4和Q5的偏压中，还使用了LED。为了使LED的光色和电压不同，决定LED1为红色。 Q4和Q5的电流被各自的射极阻抗值所限制，设定Q4为6 mA，Q5为5mA。定电流二极管E152，一边为LED1提供电流，一边提供Q2的偏压电压，而这个电压根据VR1是可以调整变动的。
输出变压器使用TANGO XE-60-2.5S，端子连接后在初级和次级间会出现相位反转。本机根据线路的情况，将P端子与电源、B端子和屏极相连接，所以输入和输出是同相的。Q6～Q10组成的稳压电源电路中，Q8定电流电路的电流因VR2而可变，对Q9产生的V1b、V2屏极电源B1的电流Ibb，都进行了调整。
设定RB，使其从电源开启到Ebb达到超3结电路的工作电压(300V)为止，花费约30秒的时间，让灯丝温度的升高和时间相对应。在RB较低的时候，由于在灯丝温度升高之前，Ebb就已经比超3结电路的工作电压来得高，在温度升高后下降到工作电压水平之间，通过的电流很大，经常会使输出管受损。
通过初级和V2第2栅极电源B2的MOS-FET，将Q10的栅极与Q9的基极相接， 这样一来B2的电压Ec2就会随着Ebb发生变化。Q6则是是为Q9和Q10提供电压的MOS-FET。通过Q7将Q6的讯源电压以及Q9的基极电压对应的稳压二极管HZ9L的电压(9V)升高，所以Q8、Q9、Q10都可以使用低耐压的单元。
Q6将耐压600V以上，最大损失80W以上的单元，安装在散热板后使用。整流后的电压如果太高，Q6的发热量就高，因此将电源变压器的接头调整到400V左右。
Q7、Q9、Q10都是中功率输出晶体，散热量不高，就不需要散热板。另外Q7耐压必须在400V以上，Q9的防止振荡措施上，ft也必须在10MHz以下。使用的半导体规格请参照以下的表3。
表三：晶体管的规格表
型号 最大额定数值 电气特性 脚位
VCBO IC PC hfe ft Cob
(V) (mA) (mW) (MHz) (pF)
2SB716A -140 -50 750 250～500 150 1.8
2SD756A 140 50 750 250～500 350 1.6
2CC1815 50 150 400 70～700 >80 2
2SD401 150 2A 20W 90 5 -
2SD718 120 8A 80W 55～160 12 170
VGDS ID PD IDSS gm Cis
(V) (mA) (mW) (mA) (mS) (pF)
2SK30ATM -50 10 100 0.3～6.5 >1.5 8.2
VDSS ID PD VGS gm Cis
(V) (A) (W) (mA) (S) (pF)
2SJ117 -400 -2 40 -2～-5 >0.4 520
2SK310 400 3 40 1～5 >0.6 440
2SK719 900 5 120 1～5 >1 950
电源电路
图十三：电源电路
电源如图13所示，电源变压器使用了TANGO MS330D。因为B电源使用倍压整流方式，正端的交连电容器中又有着涟波电压，因此为了避免噪声「满天飞」的情况，要尽可能的远离放大器电路。
在B电源的整流二极管中通过的电流变成涟波噪声，在电源变压器中被诱导到灯丝绕组上。如果把这个作为灯丝电源的话，V1a的阴极中就可能发生噪声侵入。为此，必须把灯丝电源与变压器分开设置，或者通过滤波器来进行净化。本机对6CS7的灯丝进行直流点火，让这个稳压电路拥有噪声滤波器的功能。整流二极管和Q13都需要散热，为了降低Q13的发热量，在整流二极管中加入1Ω/10W的串联电阻。
图说：全机完成后的电源部份的照片。
C电源中负载的电路，全都拥有恒流性，不会受电压变动的影响，因此选择了用C-R抑制涟波的电路，不用使用稳压电路。
零件配置和外观
图十四：零件配置的俯视图
如果在外观上，既体现了功能的必然性，又表达了造型的主张，这就是一个有美丽存在感的作品。
使用市面上的零件而自制的放大器，零件配置都体现了独特的个性。刚开始的方案是纵向使用底盘的对称式配置。外形是很漂亮，但线路却很乱。所以如图14所示，将真空管周围的线路配置得和两个声道一样，B电源电路集中在一个地方，为了使信号系的线路不会横越电源部份的线路，这样一来输入与输出的线路不会过于接近，最后决定将底盘横向使用。
真空管玻璃的透明质感，以及背后变压器产生巨大增幅的样式，让人不禁联想到中置式赛车或是喷射战斗机，甚至是更加先进的未来的交通工具。
便一提，由于真空管彼此过于靠近，信号容易从Lch的6550A屏极跳到Rch 的6CS7屏极，结果Rch的串音就会恶化。为了解决这个问题，在真空管之间，用屏蔽板隔开。这个方法比起将6CS7装入金属屏蔽罩里更加来得有效。不过本来LcH和Rch的真空管就应该要分开配置，这点我不得不反省一下。
底盘是A4寸的Ken Audio BA-300黑色款。这个底盘是由6张加工为ㄇ字形的面板组合而成。因为底盘的边缘都要安装上零件，所以连面板的弯曲处都要仔细地开个孔。另外，由于输出变压器下面的铭牌和面板的弯曲处重迭，就将一张铭牌分割成2张，分别安装在2个变压器上。
因为为了空气对流顺畅，于是在6550A的插座周围和散热板下都开了个孔，在不使用底盘底板的情况下，橡胶底座安装在侧面板上。不过，因为底座不太牢靠，就用切割成像车的挡泥板的圈棒来固定。底盘内部，以输出变压器为界，分为放大器和电源两部分，Tr 电路则装载于基板上。灯丝直流点火电路的桥式整流和Q13，隔着铝制角块，向底盘散热。
配线方法
线路，分为在电源、接地的同时，地回路也一起分开为左右两声道独立，地回路的线路集聚到稳压电路的电路板中的一点，再由那一点接线下机壳。
图十五：交连电容器的线路
图十六：一点下机壳的线路
也许又是只限于本机的现象，这现象是 ─ 在输入管脚插座处，如果不把Lch和Rch的接地进行连接，AC电源就会同步产生噪声。
因为电源稳压电路的电路板位于Q6散热板正下面，如果Q6的线路干涉到电路板中的线路的话，就要注意交流声的出现，或者是振荡现象。
使用的零件如表4所示。本机制作1台所花费的费用，大概在10～15万日元之间，不过除了变压器以外，其它的准备还是应该预先购买。
全机零件表
品名 数量 品名 数量
真空管 GE 6550A 2 FET 2SK30ATM(GR) 5
RCA 6CS7 2 MOS-FET 2SJ117 2
晶体管 2SB716A(E) 2 2SK310 2
2SC1815(GR) 1 2SK719 2
2SD401 2 二极管 1S1588 2
2SD718 1 1S2711 2
2SD756A(E) 6 4D4B44 1
输出变压器 TANGO XE-60-2.5S 2 10DF2 4
电源变压器 TANGO MS-330D 1 Zener二极管 HZ-7L 1
塑料电容 ERO 630V 0.47μF 4 HZ-9L 2
ERO 630V 0.1μF 2 恒流二极管 E152 2
ERO 630V 0.01μF 4 LED 3φ红色 2
MKH 100V 0.1μF 4 金属皮膜电阻 2W 150kΩ 2
电解电容 500V 100μF×2 1 2W 47kΩ 4
350V 220μF×2 2 1W 510Ω 1
100V 220μF 2 1W 100Ω 1
35V 3300μF 1 碳素电阻 1/4W 47kΩ 4
机壳 Ken Audio BA-300(黒色) 1 1/4W 33kΩ 2
真空管插座 US (tight) 2 1/4W 10kΩ 2
MT9P (tight) 2 1/4W 240Ω 2
散热片 30×120×100 1 1/4W 200Ω 2
电源开关 附LED型开关 1 1/4W 160Ω 2
保险丝座 迷你型 1 1/4W 100Ω 4
保险丝 3A 迷你型 1 水泥线绕电阻 10W 1Ω 1
输入端子 RCA 2P黒色 1 半固定可变电阻 金属陶瓷型10kΩ 2
输出端子 20A 8P端子台 1 サーメット 500Ω 2
立式端子 1L2P 电木板 5 机内配线 LC-OFC AWG18 2m 6
1L4P 电木板 1 AC连接器 15A插头附2m连接线 1
电路板 Sunhayato 1CB-97 1 螺丝类 M3,M4 适当数量
电路调整方法
电源电路、电源稳压电路、放大器电路...等，每次的线路配置完成后都需要仔细再确认。并且本机如果没有对VR1 和VR2进行调整，就无法工作。
首先在电源稳压电路的线路完成后，对VR2进行临时的调整。在B1和接地端间，将2.5kΩ～3kΩ 50W的电阻与电压计相连接，做好转动VR2的准备，一边看着电压计一边打开电源开关。确认电压是否慢慢上升，通过VR2将B1的电压Ebb调整到300V。
再者，不要说是让电路的输出短路了，只要稍微接触到电容器等，就会因为过电流而对单元造成损坏。因此测量仪的安装和卸载，都必须在电源切断的状态下进行。在使用电表的时候，必须要注意不要搞错电流和阻抗的范围。若因为过电流而对零件造成损坏的话，如果再对它周围的单体施加高电压，就会连锁地损坏到电路中的大部分零件，修复起来非常地麻烦。
放大器电路的线路完成后，在插入真空管之前，先试着通一次电，用VR1将Vlb的栅极电压调整到最大，然后再开始调整和设定Ibb和Ebb。先测定输出变压器的初级绕组(RT)的电压下降(ET)，再倒过来推算出Ibb的值。 XE-60-2.5S得到RT =66Ω，所以如果Ib=120mA，考虑V1b的重量电流5mA，算出 ET=(120＋5)×66=8.25（V）。
调整方面，在插入单声道的真空管后，对每个声道单独地进行调整。为了测定ET，在输出变压器的P-B端子间，连接上指针式的电压计（数字式无法读出变化），并且为了观察Ebb，将另一台电压计连接在B1和接地端之间。这时，如果不是无信号状态，就不能测定到准确的数值，所以要预先切断输入。 做好以上的准备工作后，准备好VR1的回转，就可以打开电源开关了。随着Ebb的上升电流开始流向V1b， LED1的灯就会亮起来。Ebb如果达到了 300V的位置，就通过VR1将ET调整到8.25V。
这个时候，由于VR1快速且大范围的动作，一时间电流的流动过剩，或者反过来可能会短路，所以必须让VR1一点一点缓慢地工作。 通过VR1的调整，Ibb和Ebb都会同时发生变化。当Ebb为300V、ET是8.25V以下的情况时，就通过VR2来增加ET，当ET为8.25V、而Ebb较高的情况下，就通过VR2来减少ET，再用VR1把Ebb调整为300V。Ebb加上ET后会有约308V，不过ET的误差在5％以内都是不用在意的。
调整之后，为了不将装入的真空管弄错，最好在真空管和对应的插座上都先做好记号。在更换真空管的时候，必须再将前面所说的调整再做一遍。
Rs的调整上需要失真测量仪，所以先调整Rs，暂定将V1a的屏极电压限定在150 ～200V之间，动作上就不会有问题，声音就可以发出来了。 正常来说，扬声器一般不会传出噪声。如果有交流声的话，就将耦合电容器取出，确认一下原因是在初级还是在那之后，检查一下是不是因为线路的配置而产生了噪声源和共通阻抗，或者是因为零件和线路太过于接近噪声源了？如果原因是出在初级后，就还要将振荡考虑进去，所以还要考虑旁路电容器的连接点，电流稳定化电源电路的线路配置，以及同一电路的Tr等是否有不良现象。而这些原因的查明，通过观测示波器产生的波形是最方便的。看着失真波形边对Rs进行调整，就会清楚了解到如何消除2次失真。为了可以上下有同样的切割范围，对VR1、VR2进行再调整的结果，就是最终Ib=115mA。
总结
超3极管放大器以较低的内部阻抗，强有力地驱动输出变压器，失真率、D.F表现都很出色，电路虽然简单，却可以得到很高的性能。我有想过何时要挑战一下完全不使用半导体的纯真空管式超3结放大器，不过本机的主旨并不是超三极放大器的示范电路，而是在真空管放大器中证实我的课题《舍弃一般的全域NFB，获得凌驾于NFB放大器之上的性能》。本机作为放大器来说制作得过于仓促，有些部分是出于偶然，甚至有些是敷衍了事，这是我心中的遗憾。
