＂單管直交教練機計畫＂線路說明～Part II

其實本機線路沒什麼特別之處
就是一般的直接交連擴大機的架構
所以也不太需要說得天花亂墜
因為實際上應該沒有一台機器真的能夠飛天遁地的
而本機設計的重點
應該是如何在這樣制式的架構下找到最適合這台機器的工作點
6FD7這個雙三極管實在不錯
其中一半可作為前級管或電壓放大管
而另一半則可作為功率管
不過6FD7的官方資料中並無詳細的工作曲線資料
http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/frank/sheets/049/6/6FD7.pdf
但廣泛搜尋之後發現其實它就是6EM7的小九腳版
因此就先拿6EM7的曲線來設計
http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/frank/sheets/049/6/6EM7.pdf
實作時再依實際狀況作調整
所以借用一下6EM7的曲線來設計應該是無妨
先看一下前級管的曲線

前級管的特性優於常見的12系列管子
但唯一的缺點依然是內阻稍高
不過看看世界級的大廠
即使廣泛使用12系列的管子一樣做得出好聲音
所以以此特性類似或甚至比較好的管子來設計本機
豈有做不出好聲的道理
由於內阻稍高
所以先將屏阻設定為220K
並以此作為負載線抓出工作點
因考慮到本機為直接交連架構
所以屏壓若設得太高會造成總電壓需求增加
又6FD7的陰絲間額定壓差約在200V
所以若為了取得相對好的特性而將屏壓設得太高
那功率級要考量的因素就更多了
如此將會顧此失彼，得不償失喔
所以將屏壓設定在137V左右
而柵偏壓的設定我偏好是盡量高一些
但因考量此機將是以綜合機模式工作
希望在小音量時可以有較大的驅動能力
因此將偏壓設在約1.8～2V左右
如此這般
先暫定前級管的工作點
接下來是功率級的設定
先看一下此圖

此圖是借用6EM7的功率半級曲線
因為無論是6FD7或是6EM7的屏內阻皆不超過800 ohm
所以輸出變壓器的初級阻抗設在2.5K是合理的
不過看一下負載線以及電壓增益的狀況
發現若是將負載的阻抗提高會得到比較好的線性
但也會因此損失功率
兩害相權取其輕
就以2.5K的負載來設計
原因是因為經驗告訴我線性和好聲並沒有絕對的關係
只要零件選材和線路設計得當
好聲絕對不在話下
因此功率就成了主要考量
這般的設定功率要怎麼計算呢？
看下圖吧：

之前也在其他文章中提到功率的計算方式
於此就再示範一遍囉
將所設定的工作範圍的兩端引直線分別垂直於橫座標以及縱座標
並取得對應之電流及電壓
再將電壓差乘上電流差除以輸出阻抗8歐姆即得推算之功率
計算如下：
（255V － 60V）*（0.087A － 0.009A）/ 8 ＝ 1.9W
其實算出來的只是參考值
因為不同的算法會有些許的差異
但大致上接近
這樣的功率如前篇所述
其實已經算是蠻超值的了
也可以在適當的空間裡推動不少喇叭囉
例如：
大家都知道雅瑟的小喇叭的效率不高
但我以僅1瓦左右的E55L單級擴大機推它時
其實音量還算足夠喔
但還是不建議拿這些小功率直交管機推低效率喇叭
因為不但顯現不出這些機器的優點
反而會因功率有限而顯得窘態畢露
所以還是希望大家能夠慢慢地找些老喇叭
或是不錯的全音域單體
這樣
你就能實際體會單端直交小功率管機的優雅音質了
在工作點設定完成後
再行將之分別計算並填入下圖所示之直交架構中

電阻值以歐姆定律 V ＝ I * R 試算之
而陰極旁路電容則以 fc ＝ 159／（R * C）來計算
R的單位是千歐姆（K ohm）
C的單位是微法拉地（uF）
這樣就可以依序算出囉
這就當做功課之一吧
請參與本計畫的朋友先自行參考
實際的計算方式會在現場教學時詳細說明
放大線路確定後
電源線路其實就不難了
以下是本機電源的大致架構
當然也沒什麼值得大書特書的
重點是在實做時應該要如何在機箱理將它搭出嘛！
您說是嗎！！

請有興趣的朋友將本文所連結的官方資料印出
並試著看一看
當然看沒有也不要沮喪
因為現場教學結束後
您就會知道官方資料中的哪些數據是設計重點了
其他的部分就請靜待下回分解囉

＂單管直交教練機計畫＂線路說明～Part I

隨著變壓器和一些重要部品的到位
本計畫接下來的重頭戲將是機殼的設計與製作
所以預計在6月底前所有的硬件部份會如預期完成
並陸續寄到各位參與者的手上
但在此之前
當然要讓大家暖暖身
先上一些開胃菜
首先當然要來討論一下本計畫的設計概念囉
其實直交機的設計是沒有什麼好大書特書的
反正架構都是一樣
只是零件值和工作奌設定上的差異罷了
至於電源部分當然要用choke囉
但因為有許多新手
所以怕在處理choke input時的經驗不足而感染hum聲
所以在本教練機中還是先以CLC架構為濾波主力
當然在機殼設計時會預留升級的空間
未來要升級為CLCLC應該沒問題的
那還有什麼好討論的呢
首先
先幫各位建立一些信心
不要小看區區的1.8瓦
比較一下
其實1.8瓦在諸名管中還真不算小ㄟ
舉一些著名的三極管以及其於單端工作時所能提供的瓦數
300B：5~8W
2A3/6B4G：1.5~3W
45：0.8~2W
10Y：0.8~1.6W
71A：0.79W
至於三極接法的五極管就不在此討論了
在此僅舉些經驗值
例如：
6L6在三極接法時單端大約可作到1.2~1.8W
6V6在三極接法時單端大約可作到0.8W
6BQ5在三極接法時單端大約可作到0.8W
若再加入電壓因數及製作成本和難度
那你會發現上述這些真空管若要作到大瓦數
投資報酬率還真是蠻低的
例如：直交10Y若要作到1.6W
高壓至少要撐到600~700V以上
所以製作難度和成本相對提高
因此
若是這樣分析下來
我相信您會認同我要選擇這支管子的原因了
在這樣的友善的工作設定下就可以輕易達到1.8W的功率
若是電壓再拉高一些
功率還是有小幅提升的空間喔
而且旁熱的設計使得這支管子的hum聲發生機率相對降低
所以實在是作為教練機的好管子
此外
本來為了想讓大家省點錢
要將就地用整流子來整流
但諸多考量下還是將整流管設計進來
讓這台教練機更能符合大家的期待
當然成本也相對提高囉
整流管是大家熟知的5AR4
燈絲慢熱型旁熱管之高壓緩升的特性實在最適合直交設計
不過
5AR4的來源還不是問題
我最常被問到的還是有關於6FD7管子不好找的問題
在此作個簡單的邏輯分析
此管不易尋得的主要原因還是因為它不是音響設計的主流管
所以比較少人知道它進而造成6FD7的流通也比較慢
因此在一般通路是相對不好找
但不要就此認為它的量少
其實有許多大廠都有製造這支管子
我手上就有RCA，Sylvania，GE，Westinghouse等不同品牌的6FD7
所以囉
若不是常用管幹嘛各大製造廠都做它呢？
此外
我不是不多買些管子備用
而是因為要買的話最少量是數百支
請大家回想一下本計畫的狀況
一是我本人不是業者
二是本計畫應該僅會進行一次
所以若是我一次買個幾百支又用不完
一定會被老婆鞭數十驅之別院
當然
若本計畫靠著各位的努力而獲得廣大的迴響
因而造成6FD7行情看漲而廣泛被收購或炒作等情事
那大家就要擔心之後這支管子的價錢囉
而且這是一般業者所樂見的效應
所以有一利必有一弊
這對吾輩身為DIY雅痞的一員
是不樂見此事之發生
因為好管子是要靜靜地玩
不要讓太多人知道
免得以後價格攀高又不好找
您說是不是啊！
例如：71A和EC8010就是一例
此外
本機在設計時已將6FD7的使用壽命加入考量
本機的設計是讓6FD7在正常的條件下工作
不操它也會讓它活得久些
所以大家暫時先別擔心管子的問題
不過
聲明一下
因為我手上的管子品牌不一
所以會盡量提供各位同一牌子的管子
再來
我會依報名順序分別以RCA，Sylvania，GE的順序提供
所以先讓大家知道一下狀況
以避免不必要的誤會
本計畫仍然一秉初衷
透明地在此公佈所有的進度及資訊
所以請大家放心喔
接下來會陸續將本機的設計理念和過程慢慢的交代
請大家拭目以待喔