＂單管直交教練機計畫＂之基本功PART VII

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第七講要談的是陰極旁路電容
這個部分主要是參考Morgan Jones的Valve Amplifiers 2nd Ed中的相關部分
就讓我慢慢道來
先秀一張三極管的基本線路架構圖
其中
Rp為屏極負載電阻
ra為內阻
Rg為柵極電阻
Rk為陰極電阻
Ck為陰極旁路電容
陰極電阻Rk為提供柵極負偏壓的重要元件
因為柵極是直接用一顆電阻與參考地點相接
又柵流幾乎為零
所以柵壓此刻亦相當於零伏
因此陰極電阻墊起來的電壓
相對於柵極的零伏就是柵極的負偏壓了
所以說囉
這顆電阻是很重要的
除了提供柵極負偏壓外
其亦扮演了本級負回授的角色
所以
若是在沒有陰極旁路電容的狀況下
本級的增益就會受到此電阻的影響
而產生本級負回授進而降低增益
所以若是需要增益的放大級
就一定要注意這個現象
至於要如何計算在無陰極旁路電容下的增益
就不在此贅敘
但原則上內阻越小的管子所產生的本級負回授越小
這又是一個選擇低內阻管的原因了
在一般的直交線路架構中
免不了要用上陰極旁路電容來確保增益
所以在有陰極旁路電容的狀況下
要如何計算陰極旁路電容值才是我們這一講的重點
所以接下來就先介紹一個有用的公式
幾乎所有由R和C所構成的濾波架構都可用上這個公式
公式如下：
低頻截止點頻率 ＝ 159／（電阻值 (K歐姆)＊電容值 (uF)）
因此要算出陰極旁路電容Ck
只需要選定低頻截止頻率和確認陰極等效電阻即可
所以計算上的重點就在算出這個陰極等效電阻
從Rk的角度看陰極
會發現陰極有個阻值 （rk）和Rk並聯
所以先求出這個rk值
公式為：rk ＝（Rp ＋ ra）／（mu ＋ 1）
因此套入前述所算出之各項數據：
rk ＝（2500 ＋ 942.6）／（5.1 ＋ 1）＝ 564.36歐姆
在將rk與Rk（暫定為4K）並聯後的阻值算出：
約等於494.6歐姆
若此時將電容值設在22uF
再帶入公式：低頻截止點頻率 ＝ 159／（電阻值 (K歐姆)＊電容值(uF)）
則低頻截止點頻率 ＝ 159／（0.4946 (K歐姆)＊22 (uF)）
算出來的低頻截止頻率約在15Hz附近
這對於一般CD的再生額定頻率以及喇叭而言
已經算是相當好的低頻設定點了
我認為不需要太阿Q地將低頻截止點頻率設在0 Hz
因為那樣會太不切實際
再者
陰極旁路電容的品質亦將決定音樂再生的聽感
若是一昧的求大
只怕低頻反應速度慢
肥厚渾沌
線條不明
而且低頻的品質將嚴重影響到高頻的表現
故我輩不可不查啊
因此
若是將低頻截止點設定在合理的頻率
那優質的低頻將比過度的低頻帶來更多聆樂上的享受
其次
電容品質和材質亦是重要的考量
在一般場合多會使用到大容量電容以求更低的低頻
因此免不了會用上電解電容
但切記一定要慎選品質
並依自己的喜好調整音色
這樣的DIY就會有說不完的樂趣了