该【电子管基础知识 】是由【泰山小桥流水】上传分享，文档一共【12】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【电子管基础知识 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。电子管基础知识

　　常有的电子管功放是由功率放大,电压放大和电源供给三部分组成。电压放大和功率放大组成了放大通道,电源供给部分为放大通道工作供给多种量值的电能。

　　一般而言,电子管功放的工作器件由有源器件(电子管,晶体管)、电阻、电容、电感、变压器等主要器件组成,其中电阻,电容,电感,变压器统称无源器件。以各有源器件为核心并结合无源器件组成了各单元级,各单元级为基础组成了整个放大器。功放的设计主要就是依照整机要求,围绕各单元级的设计和结合。

　　这里的初学者指有必然的电路理论基础,最好有必然的实做基础且对电子管工作原理有必然认识的(1)整机及各单元级估计

　　1,由于功放常依照其输出功率来分类。因此先依照实质需求确定自己所需要设

　　计功放的输出功率。关于95db的音箱,一般需要8W输出功率;90db的音箱需

　　要20W左右输出功率;84db音箱需要60W左右输出功率,80db音箱需要120W左右输出功率。自然实质可以依照个人需求调整。

　　关于10W以下功率的功放,平时可以选择单管单端输出级;10-20W可以选择单管单端功放,也可以选择推挽形式;而平时20W以上的功放多使用推挽,甚至并联推挽,若是选择单管单端也许并联单端,平时代价过高,也没有必要。

　　一般现代音源最大输出电压为2Vrms,而平均电压却只有左右。由输出功率确定输出电压有效值:Uout=√￣(PR),其中P为输出功率,R为额定负载阻抗。比方某8W输出功率的功放,额定负载8欧姆,则其Uout=8V,输入电压Uin记,则整机所需增益A=Uout/Uin=16倍

　　4,依照功率和输出级电行程式确定电压放大级所需增益及程式。(OTL功放不在谈论之列)

　　常用功率束射四极管与五极管有6P1,6P14,6P6P,6P3P(807),EL34,FU50,KT88,EL156,813

　　束射四极管和五极管为了获取较小的失真和较低的内阻,经常也接成三极管接法也许超线性接法应用。下面提到的“三极管“也包括这些多极管的三极管接法。

　　平时工作于左特点曲线地域的三极管做单管单端甲类功放时,屏极效率在20%-25%,这里的屏极效率是指输出音频电功率与供给屏极直流电功率的比值。

　　工作于右特点曲线地域的三极管,多极管超线性接法做单管单端甲类功放时,屏极效率在25%-30%。

　　而标准接法的多极管做单管单端甲类功放时,屏极效率可以达到35%左右关于电子管特点曲线的知识可以参照

　　以下链接:/boardID=10&ID=15516&replyID=154656&skin=0

　　三极管及多极管的推挽功放由于波及到工作点,电行程式,负载阻抗,推动情况等多种因素左右,因此一般由手册给出,供选择。

　　在决定输出级用管和电行程式此后,依照输出级功率管满功率输出时所需推动电

　　压Up(峰峰值)和输入音源信号电压Uin(这里的Uin需要折算成峰峰值)确定电压放大级增益。Au=Up/Uin。比方2A3单管单端所需推动电压峰峰值为90V,输入信号峰峰值为,则所需增益Au=90/=64倍,若为开环放大,则取倍余量,实质所需开环放大量Au=70倍。关于多极管也许推挽功放,常施加整机环路负

　　反响,这时取2倍余量Au=128倍,整机反响量也可以控制在6db以内。如所需增益小于50倍,可以采用三极管也许五极管做单级电压放大。如所需增益大于50倍,可以采用三极管的多级电压放大也许五极管做单级电压放大,这些将在下面的电压放大级设计里提到。

　　放大电路分为无信号输入时的静态工作情况和有信号输入后的动向工作情况。对放大电路工作情况解析有两种方法:图解解析法和等效电路解析法。作为简单设计,这里主要介绍图解解析法。关于电子管工作原理及特点曲线尚不认识的,\一、静态工作情况解析

　　解析静态工作情况,主要解析其屏极电压Ua,屏极电流Ia和栅极偏压Ug。下面采用图解解析法进行解析。简单解析参照链接以下:/二、动向工作情况解析

　　静态工作情况选择是为了动向工作具备优异的条件。电压放大级工作于小信号,只要电路设计合适,非线性失真度较小,基本可以忽略不计。因此,对电压放大级动向情况解析主要有电压放大倍数,频率失真程度及输入、输出阻抗等。

　　依照图一所示,其交流等效负载RL=RaRL/(Ra+RL)

　　关于五极管,由于其内阻远大于RL,因此其放大倍数可由下式计算:

　　在其他参数必然的情况下,低频响应主要碰到输出耦合电容C和阴极旁路电容C

　　高频响应主要碰到信号源内阻,电子管极间电容(主若是Cga,屏栅间电容,由它产生密勒电容效应,大概估计为u倍的Cga),本级输出阻抗和下一级输入对地电容的影响。

　　信号源内阻减小,电子管极间电容减小,本级输出阻抗减小以及下一级输入对地电容的减小都可以有效的提高升频上限截止频率。

　　在一般情况下,输入阻抗主要由输入栅漏电阻Rg决定。高频段由于输入电容开始显现作用,逐渐成容性。

　　输出阻抗:在忽略分布电容的影响下,输出阻抗为电子管工作实质内阻和RL的并联值

　　因此尽量选择较小内阻的电子管以降低输出阻抗,防备分布电容对高频段的影响。

　　设6N1u=35,ra=10k,图中RL=150K,Ra=75K则放大倍数A=35/(1+10/150+10/75)=29倍

　　2、实质电子管手册中经常给出电压放大管做共阴放大的各种工作条件和特点给出的参数主要有电压放大倍数A,最大输出电压Eo

　　当输出信号幅值远小于可能输出最大电压幅值时,则采用五极管电路失真较小当输出信号幅值较大时,则采用三极管电路失真较小

　　由于五极管电路输出阻抗较大,不适于后级输入电容较大的电路,因此五极管更合适做为小信号输入级,也许驱动输入电容较小的束射四极管、五极管标准接法电路。

　　关于电子管电压放大器,共有三种电路放大程式,共阴放大器、共栅放大器、阴极输出器

　　他们的特点一一对应晶体管电路中的共发射极电路、共基极电路、射极输出器(共集电极电路)。

　　在常有的电子管共阴放大器中,若是把栅极看作对地短路,没有信号输入,此时在阴极施加信号,则形成了共栅放大。

　　共阴放大中,栅极输入信号和屏极输出信号反相,此时阴极和栅极信号同相共栅放大中,阴极输入信号和屏极输出信号同相

　　倒相级也属于电压放大器的一种,它的解析计算方法原理同一般电压放大单元,

　　相位已经注明在图上解析。这类倒相主若是从上管的输出信号Usc1中取出一部分信号Usr2供给下管进行放大,获取一对倒相信号Usc1和Usc2。

　　此种倒相形式较为简单,其原理是利用了电子管栅极输入信号时,屏极和阴极输出信号相反来达到目的的。

　　V1管阴极输出阴极信号耦合到V2管阴极输入,V2管栅极交流信号对地经过电容C短路,是共栅放大器。由V2管屏极输出和V2管阴极相位同样的信号,可见是

　　和V1阴极信号同相的,和V1屏极反相的,从而获取了一对倒相信号。由于电子管屏阴放大倍数不同样,阴极耦合程度越高倒相对称度越好,因此可以增加阴极电位,即经过Rk2来抬高电位,增加耦合度,Rk1,Rg1,Rg2保证两管的正常静态工作点。较大的阴极电阻Rk2就是平时称作的”长尾巴“,在差分电路里常用恒流源取代,由于恒流源等效交流内阻趋向无量大。Rg1和Rg2是和一般共阴放大器电路中Rg同样的栅漏电阻。

　　由于长尾电路V1管栅极需要高电位来保证”长尾巴“,因此常和前一级电路进行直耦,变形为我们熟悉的长尾电路,以以下图,其电路原理是同样的

　　由于长尾倒相的尾巴不可以能无量长,故对称性向来碰到限制,上管的放大倍数略大于下管

　　一般设计时,使下管的屏极电阻值为上管的倍,以平衡输出电压幅值。而差分放大则没有这个缺点。

　　功率放大级设置在放大通道的末级,工作于大信号状态,屏极接的是输出变压器、负载是拥有电抗性质的扬声器,因此是非线性失真、频率失真的主要产生级。功率放大级重视考虑的问题是失真尽可能的小,在满足这点的情况下,输出信号功率尽可能的大,变换效率尽可能的高。

　　多极管和工作于有栅流电路的功率管还有这些特点:最大帘栅极耗散功率,最大栅极耗散功率,最大栅极电流。

　　2,输出功率。所能输出功率的大小,主要决定于功率管的型号和功放级采用的

　　电行程式。不同样型号的功率管采用不同样的电行程式。功率管栅极的推动信号电压或功率强度也有不同样的要求,当推动信号强度达到要求后,功放级最大可能输出功率则与推动信号强度没关。

　　3,非线性失真。功放级工作于大信号状态,因此正常情况下整机的非线性失要主要产生于功率放大级。功放级的非线性失真程度除了与电路设计有关外,功放管自己产生的非线%左右。

　　图中所示的是束射四极管,屏极直流回路是变压器初级绕组,绕组的直流电阻很小,因此屏极电压Ua近似等于供电电压Ea

　　解析功率放大级的静态工作情况,主要解析他的屏极功耗Pa,屏流Ia,静态屏压Ua,静态栅偏压Ug。其解析方法主要和电压放大级近似,但是直流负载线是

　　/boardID=10&ID=5914&replyID=52873&skin=0

　　/boardID=10&ID=8874&replyID=85105&skin=0

　　电压放大级和单管单端放大级为了减小非线性失真,静态工作点Q应入选择在负载直线的中央部分。以以下图:

　　但是,为了提高效率,只要配合必然的电行程式,静态工作点也可以工作于更低的偏置

　　这里的1类表示向来功率管工作于没有栅流的驱动状态,2类表示赞同出现栅流

　　类放大,在信号整个周期内屏极回路均有屏流,它屏流变化特别小,非线性失真小,屏极效率低,屏极回路直流重量大。AB1类放大,静态工作点稍凑近屏流的截止点,整个信号周期内会有屏流截止状态出现,造成较大的非线性失真,但是屏极效率较高。为认识决非线性失真的问题,在电行程式上采用推挽放大,由两管轮流工作,填充了屏流截止部分造成的失真,但是需要一对幅值相等,相位相反的推动信号来驱动。AB1类推挽放大的设计平时可以盘问所用功率电子管手册来完成,也许掌握原

　　理,利用特点曲线电子管手册上给出了多组AB1类推挽工作状态,以以下图所示的是其中一组:

　　负载特点可以看出,在大电流变化场合,电感输入式(Γ型滤波)滤波是最正确选择

　　但是关于电感参数选择有详细要求,其主要目的是保证电感的续流,故负载电流过小不合适应用。

　　表中还可以看出,关于半波整流电路,电容输入式滤波,在凑近空载的轻负载,小电流特点下,输出电压近似凑近全波整流。

　　其他,桥式整流也是全波整流,输出特点是一致的,不应该特别化电子管整流由于和晶体管整流原理同样,不多做讲解5,整机设计及负反响介绍

　　取放大器输出信号反响到输入电路中,称为负反响放大器,亦称闭环放大器。反响信号强度与输出信号电压成正比的,称电压负反响;反响信号强度与输出信号电流成正比的,称电流负反响。

　　负反响除减小电路的放大倍数以外,也能在必然程度上改进放大器的性能。主若是:拓展了频率带宽,减小了失真,降低了噪声。

　　从反响信号和输入信号的引入方式上,又可以将负反响分为并联负反响和串联负反响两类。顾名思义,串联负反响即反响信号和输入信号呈串联关系。

　　综合起来,反响可以细分成:电压串联负反响,电流串联负反响,电压并联负反

　　馈,电流并联负反响。他们除了拥有负反响的共同特点以外,还不同样程度的影响了输入输出阻抗。

　　其中,电压反响降低了输出阻抗,电流反响增加了输出阻抗;并联反响降低了输入阻抗,串联反响增加了输入阻抗。比方,电压并联负反响既降低了输入阻抗,又降低了输出阻抗;而电流串联负反响则同时增加了输出,输入阻抗。

　　设反响信号和输出信号的比值为β,称为反响系数。关于电压反响,反响信号为Uf,输出信号为Uout,则反响系数β=Uf/Uout

　　设系统开环放大倍数为Ko,则加入负反响后的闭环放大倍数Kf可由以下简单公式计算得出:

　　若开环增益Ko足够大,且反响深度较深的情况下,即βKo》1时(平时当βKo10时可以以为βKo》1),公式可以简化为Kf=1/β,即与开环放大倍数没关,这就是在晶体管运算放大器电路中常有的闭环情况。

　　这里只作简单解析:放大系数Kf=Ko/(1+βKo)=Ko/(1+KoRF/Rs),

　　Rs为图中信号源内阻,由于栅漏电阻Rg经常远大于Rs,故此处忽略不计。

　　而此时的电子管等效内阻raf=ra/(1+uβ),等效放大系数u=u/(1+uβ)

　　其输入阻抗Rif和原输入阻抗Ri的关系为Rif=(1+βKo)Ri,是增大的

　　而此时电子管的等效内阻raf=ra+(1+u)Rk,可见电流串联负反响将开环时的

　　/boardID=10&ID=12120&replyID=118458&skin=0

　　串联电压负反响和并联电流负反响多用于多级反响电路,可以利用上述方法解析。

　　电路由三部分组成:共阴电压放大单元(V1,Ra,Rk组成),阴极输出单元(V

　　2及其周边元件组成),负反响网络(Rf和Rs组成),还有120K电阻和33uF

　　电路采用直耦,由于阴极输出器输入阻抗甚高,忽略不计,故友流等效阻抗R‘L

　　本级放大倍数K1=100220K/[50K+220K+(1+100)2K]=倍

　　阴极输出器放大倍数小于且约等于1,设阴极输出器放大倍数K2=则,整机开环放大倍数Ko=K1K2==42倍

　　由于反响信号由电阻Rf与信号源内阻Rs分压获取(电子管V1输入阻抗甚大,忽略不计),故反响系数

　　整机环路负反响属于典型的电压并联负反响,故闭环放大倍数套用上述公式,得

　　实质实验结果证明,采用此线管,实测闭环放大倍数为倍采用放大系数u=70的6N9P管,实测闭环放大倍数为倍

　　需要特别指出的是,深度负反响电路在降低谐波失真的同时,却可能引入新的互

　　设计一输出功率为8W的功率放大器。要求谐波失线、采用功率放大管。目前常用的功率放大管中,查手册可知EL34五极管做单端

　　A1类放大,其输出功率可达11W,但实质电路中经常存在各种耗费和误差,但输

　　出8W功率还是不可以问题,因此选择EL34做输出管比较合适。同时由于功率输出级失真较大,需要引入负反响。

　　2、确定电行程式。输出级已经确定采用A1类单端放大,为了牢固起见,采用阴极自给偏置供给栅极所需要的偏置电压。查手册可知EL34满功率输出需要推动电压,设输入音频信号为,则电压放大级需要倍放大量。因此可知采用三极管做一级共阴放大即可满足要求。由于满功率输出时EL34功率管失线%,需要

　　施加必然量的负反响,故设定电压放大级电压增益Au=32倍。满功率输出8W

　　在8欧姆负载上电压有效值Uo=8Vrms,输入电压,整机闭环增益Kf=16倍。3、功率级电路详细结构依照手册中EL34功放管A1类放大应用值数据和要求安排。以以下图:

　　由于流过Rk的电流包括帘栅极电流和屏极电流,Ik=83+13=96mA

　　保守计算设Ik=100mA,则Rk实质承受功率P=IkIkRk=200Ω=2W为了长时间工作保证牢固,采用标称功率5W的电阻

　　阴极旁路电容耐压为了安全起见,采用两倍于阴极电阻两端的电压值。阴极电阻两端电压值Uk=RkIk=96mA200Ω=,取系列耐压值50V的电解电容

　　Ck≥3/2πfLRk=3/(220200)==120uF

　　5、电压放大级计算。已经设定电压放大级增益Au≥32倍,平时选择电压放大管u=2Au=64,查手册12AT7放大系数u=70,吻合要求。应选择12AT7做电压

　　同时注意到为了引入整机的电压串联负反响,Rk2同时引入了电压放大级本级的电流串联负反响,在计算电压放大级时要一并考虑。

　　设定供电电压为Ea=250V,平时屏极电阻Ra为内阻得2-10倍,这里采用Ra

　　功率放大级计算时已确定EL34栅漏电阻Rg=240K,10倍于Ra,可以忽略不计故电压放大级交流负载电阻R‘L=Ra=24K

　　利用手册上12AT7特点曲线图做静态解析(详细方法拜会电压放大级解析,此处略),

　　得出12AT7静态工作点,栅偏压Ug=-1V,屏压Ua=124V,屏流Ia=5mA作图中得出最大输出峰峰值电压Upp已远大于EL34满功率驱动电压峰峰值,故

　　整机开环增益,Ko=Au1Au2=135=35倍

　　C≥3/2πfLRg=1/(220240K)=,取,耐压应大于本级直流供给电压,采用400V耐压系列。

　　推挽放大电路也有由各单元级组成,其工作原理是同样的,作为简单设计也比较简单,不再举例。

　　关于输出变压器的选择:输出变压器是为了电路服务的,只有针对某一电路设计的输出变压器,而没有什么输出变压器可以同时套用几个电路,即使它的初级阻抗一致。

　　在其他参数必然的情况下,输出变压器的分布电容基本和漏感成反比,是一对矛盾。

　　而不同样的电路,不同样的功率管所需的输出变压器初级电感量必然是不同样的常有的误区是:不结合电路和所用功率管,只谈论输出变压器是不合理的。

　　在同样的低频参数指标下,低内阻的300B只要要10-20H初级电感量就可以满足要求,而此时的6P3P却需要几十H的电感量,因此两者的分布参数也必然不

　　这点在设计输出变压器的时候必定考虑,因此走开电路谈输出变压器基本是没有意义的。

　　接下来请大家看电子管内部结构。b体育入口这是颗用于高频放大的通用双三极管6N1。1是吸气剂;2是灯丝阴极和栅极的组合体;3就是阳极

　　现在打破玻壳,注意吸气剂颜色的变化,换句话说,一旦管子的吸气剂变成这类乳白色,无论玻壳破裂与否这颗管子都没用了。

　　1:阳极;2:栅极,栅极里白色部分是栅极和阴极的绝缘层;3就是阴极,这是个扁型金属管,灯丝就包在里面啦。

　　同样的,先贴上一些典型的线路,这里的单端线路主要以介绍一些大家能用的起,用的好的常用管为主,故300B,2A3这些贵族管不在介绍之列。