GB-9A电子管毫伏表改6J1推6P1小胆机

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网上看到有人用GB-9A的外壳做了一台电子管功放,非常别致,手里有很多6P1,有只差不多能用上的电源变压器,再加上我的就6N3推6P9P胆机实在听够了,毕竟是用的电子管收音机的输出变压器,再加上疫情期间无法外出拍摄,就用这个时间做台新胆机听听。
方案准备就用6J1推6P1,买了一对5W的输出变压器,本来以为GB-9A到了就能开工焊机,结果发现9脚的管座竟然没有了,GB-9A里只有一只9脚管座,其余都是6J1的7脚座,晕,赶紧又定了管座,等着慢慢寄来。焊不了电路,就整面板,GB-9A的面板真是很适合做胆机,左侧有两个输入端,可以直接装上连个莲花座作为输入端,原来量程选择那里改成电位器,装上个大型旋钮,做音量调节,表头用作电平指示,电源指示灯和电源开关不用改,右下角的进线孔太有个性了,保留,那个带220V/110V转换功能的保险丝座接上个继电器,改做4欧8欧输出转换,旁边调零旋钮的空扩大,装上只QS30管做输出阻抗指示,只是我不喜欢用莲花座,都是装一只6.5的立体声插座作为输入端,OK就按这个思路开工。
电路说实话还没考虑成熟,6J1推6P1是定死了,之所以用6J1这只略有争议的前级管,主要为了利用上GB-9A里面的几只6J1管,让这台功放与GB-9A保留一点联系,今天先把面板整好了,发来大家共享下,原先的两只把手因为已经锈蚀了,从网上订了新的,得等到货才能看到全部效果。

拆掉面板上的所有零件
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扩大输入孔和零点调节孔
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用电容座来固定QS30管
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把QS30管固定在面板上
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用黑塑料棒车了只装饰圈装上
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面板全貌
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我家里有个简易的小车床,各种工具也很全。

晚上又干了点

把表头拆开,装表头照明
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表头照明引线从后面出来
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试一下效果,用的是暖白光,没有用黄光,因为没有黄光发光管,这时候也不能出去买。
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开始走面板的布线,输入口和音量电位器,哈哈,音量电位器是不是太迷你了。
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接好输入口和音量点位器的屏蔽线
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把表头照明、电源指示灯、阻抗转换的线连接上
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刚又研究了会五极管的工作原理,主要是为了确定6J1到底是接成三极管接法还是五极管接法,最后看到五极管的优缺点中有这样的描述

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里面提到两点,一 噪声的产生是因为屏极与帘栅极的电流分配随时间产生不规律波动引起  二 在屏压较低时屏极特性曲线簇曲线间的间隔不均匀,那么只要克服以上两点,就可以减少6J1用于电压放大时的噪声和失真,对于第二点相对好解决,只要保证6J1的屏压,按手册上限120V来设计放大电路,对于第一点,只要将6J1接成三极管方式,就可以降低6J1的噪声,但接成三极管后,6J1放大系数变低,据不易老师将,此时放大系数在30左右,如果算上后级负载阻抗和阳极电阻的影响,七折八扣下来肯定连30都没有。

当然如果30左右的放大倍数还是够用的,因为6P1所需的推动电压为8.9V左右,按500MV峰峰输入计算(现代音源输出都比较高),实际需要电压放大倍率为17.8,30左右也够用了,但要尽量提高电压放大倍数,提高电压放大倍数一个是提高跨导,查曲线,跨导提高不了,但在曲线低端时会降低,所以要让6J1工作在曲线较高的位置上,保证跨导不降低,也就是说6J1工作电流要选的大一点。

再一个要提高阳极电阻,和后级负载电阻也就是后级6P1的栅地电阻,提高阳极电阻又不降低阳极电流,办法只有一个,提高B+2的电压,说到这,电路设计就基本定下来了,前级6J1三极管接法,工作电流大一些4-6MA,工作屏压要保证达到120V,B+2高压要尽量高一些,后级6P1栅地电阻在允许范围内选最大值,其余都有成熟设计,没有什么考虑头,OK,下午算一下,画电路图,等管座到了就开工。

继续面板走线,设计制作表头驱动电路,输出阻抗指示点亮。表头驱动设计计算了一早上,本以为很简单的事情,结果上网一查,还真挺复杂,虽然就是个能随音乐摆动的指针表头原来也挺复杂,竟然还需要专用集成电路驱动,原因在于这个表头如果是做电平表,结果就像毫伏表一样,基本要做一只固定档位的音频毫伏表,就算简单做个输出指示表,也存在一个小音量时表针摆动幅度小,看起来不舒服,大音量总是满度的问题,所以要小音量的时候灵敏度要高,大音量的时候灵敏度要低,还要有过载保护,晕。这个时候出不了门,就是个指示性的表头,简单用阻容元件几个二极管设计了一个,原理在于,当音频电平达到一定电压后,两只二极管导通并接上一只分流电阻,当电压再高时,另一只二极管导通再并接上一只分流电阻,当电压达到过载保护电压时,最后一只二极管导通限幅保护表头,当然这个图不是最后的图,各元件数值与图中并不完全相同。

表头驱动电路,输出阻抗转换及指示电路。
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放好图纸,开工
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制作表头驱动电路
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制作好的表头驱动电路
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将表头驱动电路,输出阻抗转换指示部分都连接好
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通电试机
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面板做的差不多了,改做主机架了,还是用了原来的底板,把管座屏蔽罩、底板和支架都喷了一层中灰,马上感觉“西电”了,然后打孔,装变压器、滤波电容电感,准备前级后级各用独立的电感,+B1滤波电容用1000U450V*2,+B2再单独用一只680U450V电容滤波。

准备拆底板
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底板
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拆下的部件
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支架、底板、管座屏蔽罩
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中灰自喷漆
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喷漆中
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组装好的支架和底板,西电感有木有
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电源变压器装上面
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滤波电感和电容装底面,那个扎带只是临时固定,后期改成铁夹固定
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即今天开始电源部分布线,电源部分用了两只1000U450V电容,一只180U450V电容单独给前级用,两只电感,一只前级用,一只后级用。

电源用的线材,其实只用了红色的,灰色的搭棚用
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准备开始
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把框架和底板和面板装到一起
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走线中
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正面走线
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完成后的滤波部分线路
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变压器高压部分走线
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今天的进度,管座和输出变压器还没到,先把供电部分线路走好,原先的底板孔洞太多也无法很好的布置和利用,干脆再覆盖一层底板方便安排布局。

右侧孔洞位置不好利用,干脆再覆盖一层底板
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最右侧锯开一个开口,方便搭棚布线
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找了个汽车收音机的外壳,剪下一块做底板,就是前两天改2.1功放的那台汽车收音机
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喷上中灰喷漆,西电一下
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试摆放一下位置
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供电部分输出的搭棚架
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把棚架装在底板上
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走好的线路,从上往下依次为,地、+B1、+B2、6J1灯丝供电、6P1灯丝供电。
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变压器部分走线已经结束
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今天输出变压器终于到了,拆下外壳,喷灰漆,把输出变压器的线连好,把电源到管子的线先布好,然后捆扎。

给底板开孔,这里分享个小经验,用开孔钻开孔时,把底板用自攻丝固定在一块木板或者中密度板什么的上面,可以切一小块板固定在反面再开孔,这样,木板能提供很好的定心作用,开孔质量会比较好。
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开好的孔
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补点灰漆
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变压器到了,先摆放一下确定位置
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拆下变压器外框
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喷中灰漆,在正面统一颜色
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输出变压器,数了下每毫米3片,说明确实是0.3的片子,厂家号称电感量20H,不知道能达到么。
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装上底板
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上面看下,输出变压器集中走线,套铜网单端接地。
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反面走线
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线路捆扎,越来越熟练了
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看看效果如何
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装好的输出变压器,后面就等管座和搭棚桥了
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晚上又干了点,装上了管座,焊好了前级,通电试机。

装上6J1的管座
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灯丝线,外套屏蔽层接地
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灯丝线
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前级完成了
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插上6J1
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点灯
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测量工作点基本正常,6J1阳极高压150V,现在高点,等插上6P1,负载上去了,高压会再降下30V左右,到时就和设计值一致了。
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就查6P1的管座了,只要管座到了,就可以开声了
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上午管座总算到了,装好管座,上电,一个阴极电阻冒烟,另一个阴极电压140V,我了去。断电检查,其中一个6P1阴极电阻没接地,两个栅极电阻也没装,晕,好在电子管里面都是铁的,烧不坏。断电,继续该焊的焊好,再通电,OK了,测量阴极电流一个40MA一个42MA,就是阳极高压高,290V,怎么办,管他呢管子里面是铁的,结实着呢,接了俩炮灰喇叭,试试有交流声,再看,晕,输入端还悬空着没接电位器呢,真是乱啊。连上电位器,OK了,交流声没了。

接上手机,放个歌,声音不错,关机拿到电脑那接上音箱,连上电脑试音,声音还真是不错,很干净,感觉低频也出来了,高频也上去了,当然是相比较原来的6P9P来说,总之还是非常耐听,开大音量,大动态也不错,听不出毛病,然后听了半个下午,放了各种歌,总是意犹未尽,当然总感觉低频略少点,高频也是稍欠点火候,放粉红噪声,用手机测频响曲线,发现低频略地点,但低频延伸的比6p9p深多了,高频也平了,特别是高频的峰基本没有了,说明原先高频不是音箱的问题而是功放的问题,估计就是因为输出变压器的原因。

晚上把功放又完善了一下,6P1第二栅极高压改成可调的了,但调整来调整去发现一个怪现象,输入正弦波,当第二栅极高压290的时候,波形幅度最大,波形对称性也好,当高压降下来到250左右的时候,波形压缩,而且有半幅波形顶端产生收缩,当高压继续下降,波幅又恢复了,而且波形对称性也好了,我了去,书上怎么没讲过这个,什么原因啊,不管它,干脆高压直接调到290,无毒不丈夫,反正试到现在也没发现什么问题。另外整机没有任何负反馈,因为6j1三极管接法确实放大系数小,加不上负反馈了,不过反正听起来挺好的,波形也没有明显失真,这样去吧,欧了,所谓无图无真相,上图。

放好管座,准备打孔
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装好管座
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开始搭棚,买了搭棚桥,也没用上
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前后级耦合电容用的是原机的0.1U陶瓷封装油浸纸介,也算和原机保持血缘关系
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继续焊接比较着急了,搭棚非常粗糙
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插上管子
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上电,细心的朋友可以发现,漏焊了老多东西呢,也是,没图纸就容易这样。
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测试频响曲线,低频略下降,中频高,高音略低,典型的胆机特色,让你意犹未尽,又欲罢不能。
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今天调试了一天的6P1,先是不断调整前级,用电脑输出最大幅度的正弦波,用示波器观察,最大音量时有一个声道输出波形顶端变形,然后在前级输出发现前级输出波形顶端在一个方向上有限幅现象,检查了一整遍外围器件没问题,于是换管,换管后好了,但这个声道输出幅度降低了,两声道不平衡,又换管,输出波形有变形了,于是干脆把所有6只6J1都拿出来试了个遍,首先发现这些管子差别还挺大,最终找到两只标J的管子输出幅度一致。在不断的对比测试中发现,只要当前级输出幅度高时,就会发生限幅的情况,而且当收小音量,输出不限幅时,后级输出波形上半幅顶端仍有一定变形,从前级输出测量没问题,怀疑后级问题,先是考虑是第二栅极高压过高,因为确实达到290V超过手册最高值,然后装上栅压调整电路,调整栅压至250V(+B1高压290V),波形变形反而更大了,但是收小音量到一定程度,变形会减弱或基本消失,然后调整栅极电压调整电位器,发现在250V附近时波形变形反而更大,接到+B1时变形反而变小,晕,于是干脆把后级接成三极管形式,波形好了,但放大能力变弱,波形无法满功率输出了。

哎,测试前级输入端和输出端电压,输入170MV时输出4.3V明显激励不足,此时计算前级总放大倍数为25倍。另外这里得出一个经验,功放增益计算时,还是按200MV输入峰值来计算好,因为不是所有音源都有500MV的输出峰值。我的电脑输出就只有170MV。说归说还得想办法,前级既然三极管接法放大系数过低,那就改标准接法,于是给后级用的栅压调整部分给前级用了,栅压一加,工作点又变了,我了去,一通调整工作点找回来了,又过激励了,我服了行吧。一开始想加大环负反馈,但想想还是喜欢开环,于是拆掉前级阴极电容,增益又不够了,于是改阴极电阻为两电阻串联,电容加在其中一个电阻上,不断试验最后确定下合适的电阻比值,测试波形完美,于是继续接上电脑和音箱试听,主管感觉是比昨天效果好了,最大音量时也没有了昨天的嘈杂感,只是感觉音量大了,没用那种轰轰的感觉,大音量小音量感觉一样甜。最后有几个小经验给大家介绍下,

一是调试的时候戴副手套,普通线的就行厚薄关系不大,这样可以减少很多被电的可能,今天非常小心了,还是因为没关机被电了一下。

二是做功放一定买个示波器,现在二手示波器太便宜了,就一个好点的万用表钱,哪怕买个J2459只要能看到波形就比闭着眼睛瞎猜,然后欺骗自己说什么耳朵收声好的多,波形的失真变形不是耳朵能听出来的,即使你能听出不对,那你能听出问题出在那一级,是限幅失真还是有振铃,即使你能听出是失真的类型,那到底幅度多大,怎么知道是彻底消除了,怎么知道失真出现在具体哪个频段,低频中频高频你能分辨出来,15KHZ和20KHZ你能分辨出来么。

另外买示波器这点钱,与你投资的功放价格相比九牛一毛了吧,随便买点西电线就够好几个示波器钱了对吧。还有,实践证明,6J1用于功放推动是没问题,但最好是标准接法,三极管接法增益确实不足,还有6J1那点所谓噪声在听音中是听不出来的,如果噪声真大到影响音质那基本也不能用于任何放大电路了。大家可以搜一下6J1,经常用于前级,唱头放大,麦克风放大等各种小信号放大电路中,如果噪声真那么明显,那这些噪声经过后级多次放大,就没法听了,6J1极少用于后级功放是因为它输出内阻大,不容易推动后级强放管是真的。

另外一般功率放大器,除了小胆,基本都是两级电压放大或一级电压放大一级倒相,一级强放,双三极管用在这里正好。所以个人得出结论6J1用于后级可以用,但输出内阻大对于需要高电压推动的管子,特别是栅极电阻阻值低的管子就不容易推好了,只能有选择的选用。

 
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