原文发表于美国《无线电构造师》1963年,全文如下:

ECL86电子管的问世简化了推挽放大器的构造,当由晶体拾音器或超外差调谐器供电时,该放大器能够输出约8瓦的高品质音频。

推挽电路的优点众所周知,其效果超过了更简单的单端电路所能达到的效果。尽管通常认为3-4瓦左右的输出功率足以满足家庭使用,但设计时通常最好使其功率远大于此,这样放大器就不会(除其他因素外)在高失真区域过度工作。当使用单端甲类后级时,这种情况经常发生,而且这类放大器的音量控制调得很大也并不罕见。这是不可取的。本文将要介绍的放大器最初是为唱片重放目的而制造的,性价比很高。它还提供了连接调谐器的接口。

它不算一台高保真放大器——这里使用的是该术语未被滥用的含义——但尽管如此,它的效率却出奇地高,而且非常紧凑,因为除了整流管外,只需要两个实际的电子管。底盘尺寸仅为8×4×2英寸。

设有一个电源输出插座,必要时可从中取电供应给电子管调谐器。该插座可提供约20毫安的高压电流,通常来说这已足够,同时还能提供6.3伏、1安的电流。如果不需要这一功能——比如在计划使用晶体管调谐器的情况下——则可以去掉该插座,并且通过选用高压电流额定值较低的电源变压器以及容量较小的整流电子管(如EZ80)来实现少量成本节约。

The Amplifier Circuit 放大器电路

放大器电路如图1所示,使用的ECL86是三极五极管,一个玻壳里面封装一个用于电压放大的三极管,一个用于功率放大的五极管,在可用的两个三极管中,一个用作输入级放大,阻容耦合到第二级,第二级为经典的屏阴倒相电路,极性相反的信号出现在C10和C11处,这些信号被馈送到末级功率管,末级功率管使用标准接法没有使用超线性接法。后者如今经常遇到,但需要使用专门设计的输出变压器。

适度的负反馈通过R21施加到输入三极管的阴极;此处不宜使用过大的反馈量。

末级功率管采用共用阴极偏置电阻可在一定程度上实现电流的自动自平衡,但五极管部分的特性不应有太大差异;理想情况下,尽管可能不会发生并联老化,它们也应进行配对。

The Power Supply 电源

采用了全波整流,需要注意的是,五极管的屏极实际上直接由整流器阴极供电,R20仅作为浪涌限制器。然而,五极管的帘栅极并非从此处供电,而是通过R19和C13(b)供电。这种方法省去了平滑扼流圈的需求,并允许R19使用低功率电阻。三极管级进一步去耦,尽管灯丝电源的一侧处于底盘电位,但不存在市电嗡嗡声。

The Output Transformer 输出变压器

这是一款相对便宜的元件,额定功率为7-10瓦,属于多抽头类型,可提供22种单端输出和17种推挽输出的变压比。其直流额定电流最大为75毫安。原型机中使用的这款特定样品在持续播放100赫兹及以下频率的音符时,往往会出现“嗡嗡”声,但将铁芯外部紧紧楔住后,情况有所改善。人们发现添加C14也有帮助,但如果放大器要在大音量设置下频繁使用且开启全低音增强功能,此处建议使用250伏的交流工作元件。原型机中C14的容量为0.005微法,但如有需要,可增至0.01微法。所示的输出变压器接线适用于3欧姆的扬声器,但若使用15欧姆的扬声器,必须将R21更换为6.8千欧,并使用变压器的1号和5号接线柱进行扬声器连接。

Tone Control 音调控制

经验表明,在任何为家庭日常使用设计的设备中,设置复杂的控制旋钮组都不太合适,因为即使标记清晰,不熟练的用户也常常会在不经意间转动高音和低音控制旋钮来调节音量。这里只安装了三个控制器,VR1用于调节低音,VR2用于调节音量。第三个控制器有双重功能,它不仅可以切换两个输入源,还能充当高音开关。

该开关上的六个可用档位中,可能最常用的是两个,即档位3和档位4。在档位3时,Gram输入插座处于连接状态,而将开关向右拨动一个档位则会连接Radio插座。

开关的设置就是这样,例如置于4档,且高音被认为过多时,再向右旋转会将R3、C4接入电路,从而产生高音衰减。同样,在唱片档(3档),若高音过多,可将开关向左拨一个档位至2档来减弱。在1档和6档,这两种功能都能实现更大程度的高音衰减,但由于这种衰减量可能不常使用,所以开关最不易触及的位置被选用于此。高音衰减是由于从V1A的输出端到输入端的频率选择性反馈引起的。各个制作者可以尝试在C4和C5的位置使用不同的值,以满足自己的需求。总之,开关中心左侧的三个位置用于唱片功能,而另外三个位置用于收音机功能。在这六个档位中,3档和4档是最可能会用到的。

这种布置的一个缺点是,当Gram使用时,收音机输入并没有完全静音,但通常可以稍微调偏调谐器,以消除任何残留的信号痕迹。

低音控制由VR1实现。当滑块向VR1轨道的下端移动时,C2会逐渐与信号串联,从而衰减低频。在轨道的另一端,随着频率降低,C3会增大呈现给R1的阻抗,使得该频段的输出更大。因此,通过一个控制器即可实现低音衰减和增强(分别约为5分贝和12分贝)。音调控制和其他控制的位置设计使得在需要时,它们所安装的面板可以完全从放大器底盘上拆下,在某些情况下,这种设计可能很有用,例如为了适配特定的箱体。在这两个控制器上安装开关是不可取的,因为它们所在的电路位置对电源哼声非常敏感。在原型机中,开关被安装在柔性电源线上。不过,面板上有足够的空间,如果需要的话,可以安装旋转开关或拨动开关,以及/或者安装警示透镜和指示灯。

The Phase Splitter 倒相器

倒相器电路的特别之处在于,2(3)的阳极和阴极电路中的电阻值不相等,R12的阻值大约只有R11的一半(栅极电阻R9和阴极电阻R10仅仅是该级的偏置固定元件)。看起来使用指定的阻值会导致输出到五极管栅极的信号不相等。然而,对于交流电而言,由于C7和C9的存在,R8实际上与R11并联,因此在很宽的频率范围内,负载相当均衡。V2(a)级的高输入阻抗提高了前一级的增益,这也是采用这种特定电路的原因。

Layout 布局

一款实用型8瓦推挽后级

由于只需要两个电子管座来承载放大器电路,因此在消除拥挤和防止不必要的反馈发生方面几乎不会出现问题。图2展示了底盘的底部布局,而且这一布局不太可能再有很大改进。实际上,它比图中看起来更紧凑,因为在图中,为了清晰起见,底盘的法兰被平放展示。请注意,放大器本体位于底盘的一端,而电源则在另一端。本文附带的照片进一步说明了这一布局。

防止电源哼声的措施包括:将输入电路和输出电路分开,将灯丝线和其他载有交流电的导线紧密绞合在一起,以及在输入插座处仅使用一个底盘连接点连接底盘下的组件(通过由粗铜线组成的负极条),从而有助于消除不必要的底盘电流。所有与V1(a)栅极电路相关的布线都必须进行屏蔽。

没有空间采用搭棚板安装,因此通过两个简单的接线柱提供连接点,C10和C11在这里也有帮助,因为它们是底盘安装的云母类型。如果安装了Spire卡箍来固定,也可以改用管状元件。

斯派尔线夹还能固定C6、C9和C13。注意熔丝灯泡的位置,其作用是在V3出现诸如热丝-阴极短路之类的故障时,防止破坏性电流的流动。

机箱上方布局(见图3)也很紧凑,这里同样展示了电源插座和面板的一部分平放状态。注意面板上可用于安装指示灯或开关的空间,并留意输入引线使用了屏蔽电缆。如图3所示,这种屏蔽层必须连接到面板,屏蔽线的另一端则接地到图2的负极汇流排。(需要注意的是,这种连接方式使得面板可以完全拆卸。)

Mechanical Details 机械细节

虽然原版中使用了五段式组合底盘,但也可以采用标准型,图4中展示了所有必要的切割和钻孔细节(两种类型均适用)。

面板尺寸等如图5所示,而图6则展示了电源插座所需支架的详细信息。这些部件由16 SWG铝材制成。尽管面板控制孔的间距可以根据需要加大,但必须格外小心以避免交流哼声。面板通过半英寸的垫片与底盘保持一定距离。

Constructional Notes 构造说明

底盘准备工作完成后,所有主要部件均已安装到位,包括面板和按图2所示方向放置的电子管座。前期工作包括引出T2的飞线、将负极条焊接到位以及按图示连接加热器。必须在图3中标注为“G”的孔处安装护线环。

然后可以按照图表所示进行通用底盘布线,将面板安装组件和电源插座布线留到最后。电阻R21在与T1次级绕组相连的一端也应暂时断开。

Checking 检查

完成后,应对所有布线进行彻底检查,如果一切正常,则可酌情插入胆管和熔丝灯泡。在未将主电源插头插入插座的情况下,应使用欧姆表确保接线柱1(图2)上的任何接线柱与底盘之间不存在直接电路,并且任意两个接线柱之间的电阻读数应较低。然后,将欧姆表的负极测试线夹在底盘上,并测量V1和V2的1号引脚与8号引脚的读数;由于栅极电阻的存在,这些读数应较高。V1和V2的2号引脚与7号引脚以及V3的1号引脚与7号引脚应测得相当低的读数。接下来,将正极测试探针连接到V3的3号引脚,此时指针应向零摆动,然后随着C13充电,稳定地向更高读数移动。如果指针持续显示零,则高压轨存在故障,在故障排除之前,绝对不应将该设备连接到主电源。

如果一切正常,测试仪表应设置为读取直流电压,且正极探针需断开连接。接下来可以安装控制旋钮并连接扬声器。现在可以打开放大器,但要记住T1的A-E接线片是高压“热点”!电子管灯丝应很快开始发光,随后应进行一系列仪表读数;这些读数应与附带表格中的数值大致相符,该表格是使用灵敏度为1000欧姆/伏的韦斯顿分析仪编制的。如果观察不到灯丝发光,应立即关闭电源,并在通过10-20千欧的电阻对高压电解电容器放电后检查接线。

A Trial Run 试运行

如果一切正常,VR1和VR2应设置为总行程的大约25%,旋转开关设置到位置3。如果此时将晶体拾音器的输出通过屏蔽电缆和插头连接到放大器上相应的输入插座,就应该能在扬声器中听到结果。音质应清脆清晰,随后可以尝试操作各种控制装置,以熟悉它们的功能。

R21尚未连接,连接完成后,在VR2设置相同的情况下,音量水平应低于之前;响应也应得到改善。当R21连接时若出现剧烈振荡,应立即关闭放大器。振荡是由反馈相位不正确引起的,可通过调换连接到T1次级接线柱的导线来解决。放大器开启时不得进行任何改动。

Conclusion 结论

对于普通家庭使用,在播放唱片时,VR2的调节可能不需要超过大约一半的行程。开关所使用的位置在很大程度上取决于用户的需求,而且年长的听众比起他们的年轻亲属,更可能偏好全开“高音”。当播放表面嘈杂的老式78转唱片时,开关的1档和6档最为有用。

该放大器运行时温度相当高,在装入合适的机柜前不得供一般使用,机柜的设计应允许冷却空气从下方流通。放大器绝不能在未连接扬声器的情况下运行。

可以制作一个饰牌(如果用透明有机玻璃覆盖,金色背景上的黑色文字效果会很好),图7中展示了一个合适的轮廓,这与原型上使用的轮廓一致。