用耦合變壓器制作的柵地膽前級(jí),6N10+6N8 Preamplifier

作者：覃挺

用于級(jí)間耦合的變壓器存在頻響不佳、繞制工藝復(fù)雜、體積龐大等不足。但它固有的優(yōu)點(diǎn)也是不容質(zhì)疑的。

上圖、中圖是筆者分別利用5000:500Ω（UTCA-22）和15KΩ：500Ω（UTCA-24）耦合變壓器設(shè)計(jì)制作的柵地膽前級(jí)。配套電源電路見(jiàn)下圖。其技術(shù)參數(shù)UTCA-22頻率響應(yīng)40Hz～20kHz；輸入阻抗500Ω，輸出阻抗500Ω。UTCA-24頻率響應(yīng)20Hz～40kHz；輸入阻抗15kΩ，輸出阻抗200Ω、3330、5000。上圖是“陰極跟隨器+柵地+WCF”無(wú)級(jí)間反饋結(jié)構(gòu)，中圖是“共陰+柵地+WCF”

有環(huán)路反饋結(jié)構(gòu)，電路的主骨架均以柵地為核心。柵地電路交流信號(hào)從陰極輸入，陰極同時(shí)也是屏極直流電流的流出通道，如果采用直耦，雖然能獲平直的頻響，但前后級(jí)互相牽制，設(shè)計(jì)、調(diào)整都具有相當(dāng)?shù)碾y度。此處選用變壓器耦合，輕易而舉地將輸入級(jí)與柵地電路的直流工作點(diǎn)分隔開(kāi)來(lái)，使電路設(shè)計(jì)變得相當(dāng)簡(jiǎn)單。柵地電路雖然有優(yōu)良的頻率特性，但一般輸入阻抗僅幾百歐。

而耦合變壓器可將次級(jí)的阻抗以n2（n為變壓比）倍反射到初級(jí)，變壓器的阻抗匹配功能成功地解決了柵地電路的低輸入阻抗問(wèn)題。同時(shí)耦合變壓器的潤(rùn)音功能在此處也得以淋漓盡致的發(fā)揮。

WCF電路則解決了柵地電路與后級(jí)功放的阻抗匹配問(wèn)題。

上圖的陰極跟隨器是專為驅(qū)動(dòng)1:1耦合變壓器的初級(jí)低阻抗而設(shè)。陰極跟隨器選用μ值偏低、可輸入大動(dòng)態(tài)信號(hào)的6N10（12AU7,5814）。此處6N10輸出阻抗450Ω，與UTCA-22變壓器的500Ω初級(jí)阻抗比較匹配。UTCA-22初級(jí)采用電容與陰極跟隨器耦合（因變壓器初級(jí)阻抗僅500Ω，陰極跟隨器輸出端有較高的直流電壓，采用C1耦合實(shí)在是不得已而為之），C1按C≥1/（2πfLRL）選取，其中fL為有效放聲頻率的最低頻率，RL為UTCA-22的初級(jí)阻抗（500Ω）。C1容量不可過(guò)大，否則低音過(guò)肥，本處取C1為6.6μ（3.3μF＋3.3μF）。通過(guò)試驗(yàn)不同類型的電子管，柵地電路選用了Ug-la特性曲線緩直的中μ三極管6N8P，以利獲得大的動(dòng)態(tài)、良好的輸出線性；同時(shí)6N8P溫暖醇厚的音色可為柵地電路錦上添花。WCF用管采用6N8P。

中圖因15kΩ：500Ω耦合變壓器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)降壓變壓器，應(yīng)當(dāng)選取有電壓增益的輸入級(jí)以彌補(bǔ)其增益損失，此處采用6N3組成的共陰極電路。經(jīng)計(jì)算，該級(jí)電壓增益9.4倍（19.5dB），UTCA-24變壓比為≈5.48:1，故該級(jí)映射到柵地電路輸入端的電壓增益為9.4/5.48≈1.72倍（4.71dB）。柵地電路電壓增益14倍，中圖整個(gè)電路的開(kāi)環(huán)增益是1.72x14≈24倍（27.6dB）。C2、R10、R2引入環(huán)路負(fù)反饋，閉環(huán)增益為11倍（20.83dB），反饋量-6.7dB。

耦合變壓器決定膽前級(jí)的通頻帶，是兩電路的靈魂器件，須重視其品質(zhì)。因上圖T1次級(jí)、中圖T1初、次級(jí)繞組有直流電流通過(guò)，宜選用鐵芯順插并留有空氣磁隙的品種，以保證流過(guò)幾mA直流電流而不至產(chǎn)生磁飽和（因上圖T1系1:1變壓器，可通過(guò)另加-18V電源和R10（36Ωk）電阻串聯(lián)的方法，讓T1初級(jí)獲得一與次級(jí)大小相等，方向相反的直流電流，抵消直流電流對(duì)鐵芯的磁化，從而使用鐵芯交叉疊裝的變壓器，以獲得較大的電感量，保證低頻響應(yīng)。此處用UTCA-22、UTCA-24試驗(yàn)意在拋磚引玉，發(fā)燒友可用其他高品質(zhì)變壓器直接替換）。其他元件可視各人情況酌情選用。

如果制作中圖電路，電路焊好后不要急于聯(lián)機(jī)，用萬(wàn)用表交流100V擋測(cè)試C3的輸出端，如果有交流電壓輸出，在排-除電路焊接錯(cuò)誤的可能性外，就是電路接成了正反饋，只要將耦合變壓器T1初級(jí)或次級(jí)的兩線頭對(duì)掉，即可將正反饋?zhàn)優(yōu)樨?fù)反饋。上圖因?qū)儆跓o(wú)級(jí)間反饋電路，不存在正負(fù)反饋問(wèn)題。

上圖、中圖電路的長(zhǎng)處在于能保留豐富的偶次諧波，如果耦合變壓器品質(zhì)不打折扣，其主觀聽(tīng)感絲毫不亞于許多電子管名器的高處，特別是它的高頻泛音，足以與晶體管JFET場(chǎng)效應(yīng)管的coscode電路爭(zhēng)勝。