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无线电电子与电气工程百科全书 电子管放大器校正器电路。 无线电电子电气工程百科全书
近年来，CD无疑是最流行的音乐媒体类型。 音频信号的数字处理过程正在不断地、非常深入地改进，但尽管如此，现代 CD 的主观感知再现质量往往很难达到 35-40 年前机械录音所达到的水平！ 此外，奇怪的是，随着 CD 的日益普及，40 年前或更早制作的唱片也出现了“黑胶唱片复兴”。 正是实现高水平的主观、情感和审美感知的可能性，解释了严肃的音乐爱好者对录音播放设备的兴趣。 该设备最重要的组件之一是校正放大器（英国）。 此类设备为读者提供了多种选择，其中无线电管和半导体设备都用作有源元件。 请注意，与当今经常使用上世纪 20-50 年代电路的电子管功率放大器不同，这种方法不适用于前置放大器。 大多数经典 AC 由两个或四个具有电容耦合的典型放大级组成，并被相当深的整体 OOS 覆盖。 该 OOS 的元素形成所需的频率响应（图 1）。 在英国，经常使用阴极和其他中继器。
作者认为，使用体积庞大且对振动敏感的电子管放大器的令人信服的理由只能是无条件的、通过消费者相对于基于半导体器件的类似（在可访问性方面）设备的优势来主观评估。 在这些 AC 中，似乎需要使用分布在放大级（包括带有电感器的放大级）上的 RIAA 校正。 此外，他们试图在不使用一般的、如果可能的话不使用局部环境保护的情况下实现放大器的高线性度。 在信号路径中，过渡电容器的数量被最小化，通常拒绝阴极跟随器。 顺便说一句，作者不同意以下观点：不允许将半导体器件引入放大路径、需要仅使用“μ”值较低的三极管、直热式阴极的一些特殊基本优势以及其他“主要手段”。 相反，在音频技术中将半导体和电真空器件的优点合理结合是绝对合理的。 可以说，“电子管复兴”期间积累的经验使得我们能够识别以前不明显但有源元件和无源元件的根本缺点，以及基于电子管构建器件的普遍接受的意识形态的成本。晶体管。 这有助于概述显着改善录音声音再现的方法。 我们提醒读者，拾取头的磁传感器有条件地分为以下几组。 第 1 组 - 额定输出电压约为 2 ... 4 mV 的头，设计用于连接输入电阻为 47 kOhm、总输入电容为 100 ... 250 pF 的前置放大器（此类头的内阻为 1 ... .2 kOhm）。 在这种情况下，频率为 1000 Hz 时所需的放大器增益为 50...60 dB。 该组包括大多数灵敏度更高的 MM（动磁）磁头和 MC（动圈）磁头。 令人好奇的是，一些知名公司（Shure、Grado 等）最近开始为其 MM 磁头的著名系列型号生产用于播放普通留声机唱片（“78 转”）的特殊带针插件。 第 2 组 - 标称输出电压为 0,2 ... 0,3 mV 的磁头，其最佳负载值约为 1 kOhm（此类磁头的内阻约为 40 ... 50 Ohms），所需增益达到 70 ... 80 分贝。 该组包括常见类型的 MS 头。 第 3 组 - 额定输出电压约为 15 ... 20 μV，内阻约为 3 欧姆的磁头。 它们需要电阻约为 100 欧姆的负载和高达 90 ... 100 dB 的增益（但是，此类磁头很少见）。 通常，第三组（通常是第二组）的所有头都在带有特殊匹配变压器的一组中工作，允许使用为第一组头设计的标准前置放大器。 此外，变压器的使用还可以提高信噪比，并且更容易处理网络中交流电的背景。 然而，这种变压器的成本非常高——高达3...2美元。 管内噪声可达到的最小等效电阻至多不低于1欧姆，这就是为什么纯电子管前置放大器对于第二组磁头不可避免地具有不重要的信噪比，而对于第三组磁头这通常是不可接受的。 在这方面变压器的替代方案只能是级联在低噪声场和双极晶体管上。 然而，如果它是电子管，而不是 MC 头的混合前置放大器，则输入三极管必须采用低固有噪声（例如 1000N3000P、100N2P、3S6P）。 对于第一组电阻相对较高的磁头，建议使用低噪声五极管来制作 UK 的输入级，例如 1Zh6P（类似于 EF-32）、86Zh6P 等，因为与三极管，它具有微不足道的动态输入电容。 我顺便指出，专门的“声音”五极管 9Zh6P 通常被列为低噪声产品，当其灯丝由交流电供电时，实际上是最不“虚假”的，并且对麦克风效应具有相当的抵抗力。 此外，该灯的特点是即使在放大信号的显着幅度和效率下也具有高线性度，在噪声特性方面它不如五极管 32Zh6P、9ZhZP、6Zh6 P。 在英国，也可以使用罕见的八进制电子管，其特点是增加的固有噪音和明显的麦克风效应，但仍然因其卓越的“音乐”特性而受到许多发烧友的喜爱。 对于前置放大器的输入级，通常推荐使用 6N9C 及其众多类似产品，但较少推荐使用五极管 6Zh7、6Zh8、EF37 等。 在此，有必要谈谈《刑法典》的建设性实施问题。 由于根据 RIAA 或 RIAA-78 标准（图 1），频率响应有特定的上升，在 50 Hz 及以下的频率下具有最大增益，并且输入信号电平较低（无线电的高灵敏度）管道到振动，以及一般设备 - 拾音器）必须采用全面的电磁屏蔽。 还应采取措施至少对输入级的部分进行机械隔离。 例如，绝缘灯板或带有级联细节的小分机箱通过弹性（橡胶）减震器固定在主机架上，并用软线段（MGTF、LESHO等）进行电气连接。 灯上覆盖着一个巨大的钢帽，上面可以粘贴减震材料。 电源变压器应尽量远离前置放大器和播放器（最好采用环形磁路并减少工作感应）。 在许多设计中，电源被放置在单独的外壳中。 重要的是要观察小信号设备的公共电线和接地的公共安装特征。 通常，一根具有较大横截面 (2 ... 5 mm2) 的普通电线或铜带与底盘隔离放置，并在输入级附近的一点连接到底盘。 当所有“接地”导体彼此连接并在一点连接到底盘时，还使用“星形”连接（星形接地）。 据作者介绍，使用印刷线路没有禁忌症，但DIY灯设计者不接受这种禁忌。 除其他事项外，希望通过提供来自立体声头的对称（没有公共电线）信号输出来修改播放器，并且如果可能的话，从底盘和其他设备上电气地“解开”唱臂部件和输出电缆的屏蔽编织物。玩家的“群众”。 音频系统所有组件之间的公共导体以及电源线的“地”线不得形成闭环。 电子播放器和前置放大器校正器的部件的可能连接的示例如图2所示。 XNUMX.
尽管本文提出的所有 UC 方案看起来都是按字母顺序排列的，但只有经过仔细的设计和艰苦的调整才能实现这种简单性的优点。 这些电路的原型是作者从《Glass Audio》、《Sound Practices》等权威杂志以及国外发烧友网站，特别是Jim de Kort和Ervin Wiesbauer的网站上借来的[1,2]。 原型设计期间所做的更改是通过使用不同的元件基础和增加的输出电压电平（1,5 ... 2 V - CD 播放器的极限值）来解释的，方便与大多数电子管 UMZCH 选项匹配，其中两个阶段结构被认为是优选的。 应该记住，本文中描述的交流电需要危及生命的高压源，以及具有高充电能量（高达 100 ... 200 J！）的高压电容器。 意外短路带电电容器可能会导致金属熔化和飞溅、烧伤和受伤。 因此，只有在对您的资格水平充满信心的情况下，才能继续重复所描述的结构。 最后，现在让我们继续描述《刑法典》的具体方案。 第一个建议的选项是用于 MM 头的八进制管上的前置放大器（图 3 和下面显示了其中一个通道的图表）。
根据该方案的放大器也可以构建在指灯上。 双三极管的类似物如下。 灯 6H8C - 6SN7-GT、5692、ECC32、ECC3Z（八进制）、ECC82、E82CC、ECC802S、12AU7（手指）的近似类似物； 元件数值稍作调整，国产6N1P、6N6P、6N14P和超小型6N16B、6N18B均适用。 灯 6H9C - 6SL7-GT、5691、ECC35（八进制）、5751（手指）、ECC83、E83CC、ECC803S、12AX7 的近似类似物； 国内手指 6N2P - 近似类似物； 对于超小型，6N17B和6S7B（单三极管）是合适的。 通常有6N2P，其音频范围内的噪声增加，并且阴极和加热器之间的绝缘不良。 光束四极管6P6S - 6V6-GT（八进制）、EL90和国产6P1P（手指型）的类似物； 异国6F6S和进口6F6在参数上也很接近。 在输出级，也可以将6N30P灯的两个三极管并联，阳极电压降低至80V，并改变一些电阻值（R13 - 12 kOhm，R14 - 130 欧姆）。 在设计英国超小型灯时，应考虑到它们的阳极消耗的允许功率稍低，过多的功率会导致它们很快失效。 通过初步选型，希望保证两个放大通道的一致性，无源元件参数的偏差不超过1%。 对于形成频率响应的元件（R4、R8、R11、C3、C4、C9）尤其如此。 您可以使用C2-23、C2-29、MLT、C1-4类型的电阻器； R13元件为C5-16MV、C5-35V或PEV。 请注意有时发现的关于使用旧碳 BC 电阻器的建议，因为由于老化，它们的噪声通常会增加，即使对于 E20 系列，实际值的变化也可能达到标称值的 25 ... 24%。 电容器 C1、C7、C13 - K50-24、K50-29 型或进口（Rubicon、Weston 等），始终为箔片。 不建议将 K52-x、K53-x、ETO 系列电容器用于信号电路。 元件C2、C6、C8、C12、C14、C17可以是K73-4、K73-16、K73-17、MBGO或K42-x系列，以及C3、C4、C9、C10-K78-2等。 在位置 C5、C11、C15、C16 中，最好使用 K78-24 类型的电容器，稍差一些 - MBGO、MBHC，在极端情况下，允许使用氧化物 K50-27（C15 除外）。 此处指出的组件类型也适用于本文中描述的其他 CC。 当然，如果有适当的经济能力，您可以优先考虑所谓“发烧友”品质的组件。 有关此主题的建议可以在一些 Hi-Fi 和 Hi-End 技术杂志的页面上找到，但它们通常非常主观，有时违反物理基本定律。 在建立 UK 时，他们通过选择（如有必要）电阻器 R3、R9、R14 并消除频率响应与标准 RIAA 的偏差以及两者频率响应的差异，将直流放大级调整为推荐模式。通过选择元素 C4、C9、R8 来选择通道。 应选择电容 Cm*，以便播放器和前置放大器之间的连接电缆的电容、前置放大器第一级的输入电容（大约 - 40 ... 下面的方案（图4）是前一种方案的修改，适用于第二组的MS头。 该开发的作者是来自美国的 Arthur Loesch。 该方案的变体在所使用的灯的类型上有所不同，但总是受到外国业余爱好者的欢迎。 由于级联的设计和动力组织的特殊性，《声音实践》杂志将其开发归类为高端。
当使用普通头（例如 DENON DL-103）时，基本版本前置放大器的输出电压约为 0,5 ... 0,7 V。如果灯具有高增益（μ > 30），则该电压可能会显着增加。 ）。 如果不改变电源电压并且相应地调整组件的参数，这可能会导致过载能力下降。 相反，通过降低第二和第三CC级的增益，可以适应MM磁头，效果极佳。 使用原电池作为偏置电压源简化了拾音器的对抗，并消除了阴极电阻器和电容器，这对声音有有利的影响。 电池的使用寿命实际上取决于其自放电，可以是两到三年。 只需确保与电池端子的可靠、无氧化接触，并避免热损坏和电解液泄漏，并防止灯产生的热量。 顺便说一句，在 40 世纪 50 年代和 XNUMX 年代的录音室设备中，有时更喜欢完全电池供电的麦克风放大器输入级。 这个方向是针对极端主义发烧友的； 对于其余的，我注意到由于固定偏置，所描述的前置放大器的所有级都需要所有电源电压的稳定源，包括灯丝。 在最初的出版物中，Arthur Loesch 指出，电源为每个通道的每个级（即总共 6 个！）包含一个单独的稳定阳极电压源。 原始设备是在厚铜板制成的分段底盘上制成的。 所有电容器 - 箔（铜箔和氟塑料电介质）、电阻器 - 精密（公差不超过 ± 0,5%）电线和金属膜、氧化物电容器 - 来自顶级“Black Gate”系列。 该装置是使用品牌银线和特殊的含银焊料制成的。 这个例子说明，电子管器件的高品质指标并不是由于放大部分结构的复杂，而是由于精心的执行； 而且，成功至少有一半决定于电源的质量。 就《刑法》的具体内容而言，上述内容均属实。 电阻R1-R4必须是金属膜或金属丝。 6S45P（或6S15P）灯没有直接替代品，进口模拟417（西电）或接近它们的三极管5842实际上难以接近且昂贵，因此，在表中。 图 1 显示了近似电气模式的近似替代。
除了所指出的之外，还可以在输入级的三极管连接中使用一些低噪声高频五极管，特别是6Zh11P、6E5P、6E6P、6Zh52P以及6F12P的五极管。 当使用 6F12P 三极管时，建议在 3V 电压下并联一个容量为 1000uF 的电容与电阻 R6,3，与前面的情况一样，选择电阻 R1 和（如果需要）并联一个电容应按照所用头部制造商的建议进行。 在第二级中，可以使用灯6N1P、6N15P和6NZP，其中两个三极管必须并联。 使用 6NZP 灯时，需要选择电阻器 R6、R8 的值。 图 4 电路的另一种修改图 5 显示了使用差分级联和级联之间部分电流连接的平衡版本（图 XNUMX）。
“Siren Song”原型机的作者是在音响界享有盛誉的美国设计师JC Morrison。 当然，八进制三极管的输入级和场效应晶体管上的电流源看起来非常优雅（并且工作得很好），并且在原始版本中 - 电流稳定器芯片 1N5309 或 1N5311。 由于差分级固有的共模抑制，以及其电源电路中电流信号分量的补偿，对阳极电源的要求明显低于传统级。 然而，在阴极电路中使用电流源的输入级有助于该模式的稳定性。 最初的出版物建议完全不受监管的饮食； 尽管如此，我还是建议您在重复时稳定灯丝电压。 当然，这个UK的实施也可以在手指灯上实现。 例如，如果您为所有级选择 6N23P（ECC88、E88SS、6922、6DJ8）或 6N24P 灯，并将漏极电流值 VT1（图 5）设置为 12 ... 15 mA（同时减小电阻器 R4- 的电阻） R7，R15），那么这样的前置放大器适合与MC头一起操作。 在第三阶段，6N15P（6J6）或老式6N7S（6N7、6N7-GT）灯适用于两个三极管并联。 如果前置放大器要求工作在平衡对称（相对于普通导线）负载下，可去掉元件C7-C9、C11，并使用容量为10…5的高质量薄膜或纸电容器。位置 C10 为微法。 如果可以使校正器总增益降低30%左右，建议与VL3、VL4级联安装双三极管6N6P或6N30P； 表2给出了它们的示例模式。
设置时，输入级用电阻R8平衡，直到VL2灯的两个阳极上的电压相等，输出级用电阻R22平衡，直到阳极VL3和VL4上的电压相等。 绝对不能使用R8、R22等接触不可靠的可变电阻（调节时有裂纹），继续使用会导致功放和扬声器系统失效！ 在英国街区，我建议您使用高质量的 XLR 型连接器。 如果由于某种原因未使用平衡输入，我建议删除元件 R2、R3，并根据网格方案将左侧 VL1 网格的输出直接连接到输入公共线接触点处的公共线。还连接了连接器（RCA 型）。 场效应晶体管和真空器件“合作”的主题由图6所示的电路延续。 XNUMX.
与图中的图表不同。 如图4所示，这里的输入级使用低噪声场效应晶体管和nuvistor灯的共源共栅连接，仅出于尺寸原因而使用。 A-A 部分左侧的 UK 部分（根据图 6）被迫以小块的形式制成，直接放置在唱臂的底座上，并通过以下方式连接到电缆的其余部分：长度约为0,3 m。未发现nuvistor相对于6N23P灯没有特殊优势。 共源共栅结构的优点体现在低动态输入电容和级联的显着放大上，这使得推荐它们与MM和MS类型的磁头（电阻器R1 - 1 kOhm）一起操作成为可能。 电阻器 R4 允许您设置晶体管的漏极电流，从而提供漏极-栅极特性所需的陡度。 此时，晶体管对VL1三极管模式的稳定作用有所减弱，因此输入级的电源电压通过一串稳压二极管VD.1-VD3来稳定。 有时有人认为，在放大级的电源电路中使用半导体齐纳二极管会导致“声音”的损耗，在此基础上建议使用充气辉光放电齐纳二极管。 作者的经验表明，这种“富有成效”的想法的追随者冒着用这些设备产生的各种噪音过度丰富声音的风险，有时甚至表现出产生杂散的倾向（尤其是在长时间运行的情况下）。 也许建议遵循《Glass Audio》杂志的建议，限制其宝贵的装饰特性的使用 - 这些设备在暮色中闲置时发出的神秘而多彩的光芒，无疑成功地补充了灯光的亲密闪烁。罕见的直线三极管的细丝，显着增强了所听音乐的情感影响。 那些希望根据图6中的方案重复刑法的人。 2 我建议制作一个单独的稳定器来为输入级供电，可以补充一个LC滤波器，以消除由于共射共基放大器的输出电阻增加而对VL3灯的栅极电路中的阳极电压源造成的干扰。 顺便说一句，共源共栅的这一特性促使一些作者建议直接连接校正电容器（在本例中为 C5）与阳极电路中的电阻器 (RXNUMX) 并联。 这种包含物导致负载的显着频率依赖性，并且相应地导致输入电容的动态分量的增加，这是不期望的，至少对于MM磁头而言。 此外，还提出了一种纯电子管版本的前置放大器校正器，在输入端使用共源共栅（图 7），与前一个一样，这是根据图 4 中的电路改进 AC 的尝试。 XNUMX.
在输入端使用两个并联的三极管旨在降低校正器的固有噪声。 根据图中所示的元件额定值和电源电压，与第一组磁头一起工作时前置放大器的过载能力约为1 dB。 UK的两级在20OO Hz频率下的增益大约等于10 ... 52 dB，因此，在点56-1连接的输出级必须具有约2的电压增益才能获得标称输出电压10 ... 0,7 V（您可以根据图1中的电路使用输出级）。 如果需要接近 3V 的输出电平，您可以制作类似于图 2 中的电路选项的输出级。 4、表。 2. 当然，我们正在讨论将标称输出电平约为 2 mV 的第二组的典型头连接到 UK 的输入。 显然，并联的三极管需要仔细选择工作模式下参数的一致性，如果没有无线电电子管测试仪，这可能会很困难，但也是可行的。 否则，这种电路的优点就无法实现。 上图。 图8显示了基于6Zh32P五极管的简单校正放大器的图，设计用于与第一组磁头一起工作。 这种英国在我国的外国业余爱好者中很流行[1]。
经过仔细的执行，这款CC尽管简单，但却能够显示出比许多“品牌”产品（包括那些价格超过1000美元的产品）明显的优势。 另外，前置放大器如图所示电路。 8 更容易实现多种类型头的输入匹配； 由于使用了阴极跟随器，因此它对输出负载的影响较小，根据高端音频的理念，阴极跟随器是最容易受到批评的。 形式上，在某些信号电平和负载电阻值下中继器中的小非线性失真可能伴随着谐波失真分量的“不和谐”比率。 但是，使用先前选项的方案，这种级联很容易排除，但会损害交流电对负载的敏感性。 如果您打算使用带有升压变压器的 MC 磁头，那么我推荐这样的前置放大器，因为它为优化带有变压器的磁头的负载提供了充足的机会。 稳定至少输入级的功率是有用的。 由于缺乏整体增益，输出级应与已经考虑的英国变体进行类比。 A. Likhnitsky [6] 提出了英国的一种非常原始且优雅的方案，用于使用 MM 头，使用 32Zh6P 和 6N4P 灯（引入正频率相关反馈）。 对于那些对该电路感兴趣的人，我建议为该器件补充一个缓冲级，以避免校正器负载变化对其频率响应的影响。 上图。 图9a示出了构造具有阳极负载的传统级联的变体，但改进了功率去耦（通过调整电阻器R4实现最佳补偿）。选择电阻R1和R2之间的比率（大约相等），以便信号的分量通过它们的电流相等。 除了考虑的级联选项之外，当动态负载安装在灯的阳极电路中时，我们还应该提到 SRPP（串联调节推挽）级联。 在输出放大阶段尤其有效。 它的品种允许您将高增益和线性度与低输出阻抗（大约 100 ... 300 欧姆）结合起来。 缺点包括需要至少 300 V 的电源电压、增加的动态输入电容（与典型级联相比）以及如果使用双三极管则对阴极和加热器之间的绝缘质量要求更高在级联中。 上图。 9,6 显示了一个典型的，在图 9 中显示了一个典型的。 XNUMXc - 所谓的“增强型”SRPP 级联。 使用五极管作为动态负载还有更复杂的选项； 通常，将它们用作功率放大器的预终端级是有利的。 尽管如此，使用 SRPP 电路构建校正放大器的所有级基本上是可能的。 具有共阴极和共阳极的灯上的一对电耦合级也具有与 SRPP 级联类似的特性。 这种级联电路的一个例子如图 9 所示。 9、城市通过适当选择模式，该对的一个非常有价值的特性是几乎完全不存在信号分量渗透到阳极电源电路中（如在差分级中）。 由于在级联中，如图所示。 如图9a和XNUMXd所示，实现了阴极电阻上释放的信号分量的显着减少，因此可以放弃使用大容量并联电容器（通常是氧化物）。
构建英国输出级的最佳选择当然是带有输出变压器的级。 不幸的是，变压器的正确实施非常费力，并且只有经验丰富的无线电爱好者才能完成。 任何电路设计选项的最终选择主要是根据仔细聆听模型设备的结果的主观偏好来进行的。 在任何情况下，新手自己动手的人都不应相信“经验丰富”的音响发烧友，他们会说出这样的话：“6N6P 灯发出肥厚而浑浊的声音……”、“没有经验的听众常常会混淆 88NXNUMXP 灯的酸性声音”。 ECCXNUMX 灯具有过多的细节......”，“拆下前置放大器的顶盖会产生戏剧性的“空灵”声音和令人惊叹的声音“开放性”......”。 试图考虑这种“检查”的结果几乎保证了正在开发的设备的制造将无法完成，制造商会逐渐形成一种感知刻板印象，当他在听音乐作品时，他会下意识地关注音乐作品。检测某些缺陷，而不是关于作品的音乐内容。 不幸的是，本文的篇幅不允许我们考虑为电子管前置放大器构建电源的一些重要特征。 这些问题值得单独写一篇文章来探讨。 文学
作者：N.Troshkin，莫斯科
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文章评论： 谢尔盖 谢谢这篇好文章。
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