工程師制作:耳機放大器制作歷程全解一

　　直熱式雙二極管、旁熱式三極管和五級管的結(jié)構(gòu)示意圖

　　(五級管從上到下：P、G3、G2、G1、K和f)

　　由于電子管玻璃殼體內(nèi)部存在空間電子流和燈絲，電子管內(nèi)部需要抽成真空(實際上也有少部分型號的電子管出于特殊需要而在內(nèi)部充以低壓氣體)，這就是電子管又叫作真空管的原因。從實際生產(chǎn)工藝來講，電子管連接外部電路的管腳和玻璃殼體之間是無法保持理想密封而不讓空氣通過的，所以在電子管的內(nèi)側(cè)頂部會蒸鍍上一些用于吸收氣體的消氣劑，用以與進入殼體內(nèi)部的空氣發(fā)生作用，從而保持內(nèi)部的真空程度?？雌饋磉@些消氣劑就像是一層附著在玻璃殼體頂部內(nèi)側(cè)的銀鏡。

　　在實際的電子管電路中間，由于電子管和變壓器都會發(fā)出很多的熱量，這也會影響到元件的狀態(tài)，所以電子管設(shè)備往往在開機一段時間之后才會進入完全穩(wěn)定的狀態(tài)——就放大器而言就是穩(wěn)定后聲音才會最好。

　　簡單說了說原理以后，我們就開始考慮具體的電路。

　　電源方面決定采用傳統(tǒng)的電子管全波整流加CLC濾波的方式。電子管全波整流是指用一支雙二極管來把兩個極性相反的正弦交流電壓變成直流電;而后面的CLC濾波是指使用并聯(lián)的電容和串連的鐵芯電感(即扼流圈)來將直流電壓的紋波盡量抹平。

　　由于用于推動耳機的電子管放大器不需要太大的輸出功率，所以電路里使用兩級放大就足夠了，也就是前級電壓放大和后級功率放大，而無需像大功率放大器一樣需要在電壓放大級和功率輸出級之間設(shè)置一個推動級。考慮到實用價值，前級電壓放大電路通常有單端Single-End和SRPP(Shunt Regulator Pull-Push并聯(lián)調(diào)整推挽)兩種形式，單端放大只使用一個三極管，結(jié)構(gòu)簡單，音色也最純真，中頻尤其優(yōu)美;SRPP形式的高頻細致，但低頻量感稍欠，且工作時會產(chǎn)生頻率非常低的紋波，不用直流伺服電路加以控制的話不適于通過直接耦合輸出給后級，考慮到具體情況，所以我們采用了單端形式。后級功率放大電路簡單來說可以分為單端和推挽，由于不需要輸出太大功率，我們也采用了單端形式。

　　電子管的燈絲供電可以采用交流和直流兩種方式。交流供電的好處是聲音動態(tài)表現(xiàn)好、對電子管壽命影響較小，缺點是噪音相對較大;直流供電的特點則幾乎正好與交流供電相反?？紤]到耳機放大器的電壓放大倍數(shù)不大，噪音問題也不會太大，我們決定采用交流燈絲供電。

　　兩級放大電路之間的信號耦合方式通常有直接耦合、電容耦合和變壓器耦合三種。直接耦合就是用導線直接連通前后兩級，信號可以直接通過而沒有損耗，但由于導線兩端沒有電位差，所以必須把前后兩級電子管的各極直流電位都提高，以使前面電子管的屏極和后面電子管的柵極直流電位相等，考慮到電源成本和安全因素，這次最終沒有采用直接耦合。電容耦合可以用電容來隔離直流，使各級的工作點(電子管各極之間的直流電位差)得以保持互相獨立，但電容會影響到細節(jié)和低頻的表現(xiàn)，綜合考慮后這次采用了電容耦合。變壓器耦合的原理與電容耦合類似，雖然變壓器耦合的效果可以非常好，但是傳輸變壓器比較難以買到而且價格昂貴，也只好放棄了。