极品人生

标题: 805真空管甲类放大器研制诞生记 [打印本页]

作者: 沈摄影师 时间: 2017-10-18 22:09
标题: 805真空管甲类放大器研制诞生记
本帖最后由沈摄影师于 2017-10-18 23:00 编辑

   电子管放大器自发明以来，已经有将近100年的历史，期间也伴随着无线电技术和材料科技的发展，给放大器在设计理念，技术指标上的进步。尽管电子管声频放大器技术已然是一门成熟的技术，但是，时代在进步，材料科学在发展，人们对视听的需求在不断提高，50-80年代的电子管放大器无论在技术指标还是听感上已经不符合现代高保真音响的理念，特别是24/192的录音技术普及以后。要求放大器在频宽，动态范围，解析度，相位失真度上，有相当的提高，才能满足现代录音重播的需求。这就要求自2000年后，电子管声频放大器在设计理念上要发生重大的变革。以推挽放大为主的旧理念，在80年代已经发展到了顶峰，但以当今的数码音源录音水平而言，我个人觉得推挽放大已经落后了。经典产品，无论他如何经典，离开当时的历史背景条件，去讨论他的经典，都是没有意义的，它只是那个时代的经典。比如著名的麦景图超线性推挽放大电路，诞生于70年代，可以算是推挽放大电路的巅峰设计了。还有英国人威廉迅设计的威廉迅推挽放大电路，把4极管接三极管方式做推挽放大，在80年代亦是经典的典范。然而时代终究在发展，社会精神需求也在不断提高。现代电子管放大器由于材料科学的大幅度进步，其设计理念，个人认为因该从甲乙类推挽放大器向大功率单端甲类放大器方向发展，其电器指标和实际听感远不是30年前的推挽放大能比拟的。
   10年前一个偶然的机会，我接触到了805这个右特性乙2类大功率三极管，突然发现他是一只音频性能极好的大功率发射管。不仅输出功率大（单管最大输出甲类55瓦），而且屏栅特性曲线十分理想，音色大气平衡细腻，真实自然委婉，乃播放古典音乐的佳管！据说当年农村广播电台传达“最高指示”的时候，用的都是国产805作为扩大机的功率管子，做推挽式乙类放大，功率可以达到300瓦！可见它是一只音频领域的常青树了。乙2类管有个有点，在做单端甲类放大时候，可以获得阳极耗散功率40%的效率，作为音频功率输出。大大解决了电子管单端甲类放大输出功率太小的问题。普通单端甲类放大A1类三极管，比如300B ，211，只能获得20-25%的阳极效率，而大多数功率都变成热能消耗掉了，十分可惜。
由于目前国内厂家设计制作的805单端胆机多数声音不太理想，期间我也听过不少国产品牌的805胆机，音色粗糙，低频浑浊，功率也做不大，一般输出功率只有25－35瓦左右，未能真正体现这只大功率音频管的特性。而美国和日本产的805单端胆机价格根本不是一般烧友可以承受的，故本人一直想设计一台梦幻级的，毫不妥协的，符合理想中的单端甲类805电子管放大器。看看设计优秀的805胆机在作为古典音乐欣赏时，比起它的2个弟弟845和211到底强在哪里？（他们都是大功率发射管一族）巧的是，我的一位朋友也想委托我设计制作一台完全没有妥协的805单端胆机，来驱动他的丹拿喇叭。于是前前后后搜集资料，电路论证，参数设计，整整准备了1年，终于在今年5月开工制作。
   根据805电子管的特性，他是一只右特性大功率发射管，设计上完全不同于左特性管。在做A2类放大时候，栅负压比较浅，部分工作在正栅压状态，栅极电压在正负之间交替，工作在正栅极电压时候有栅极电流产生，而且有相当幅度的摆幅，这是805设计中，推动级的难点所在，至今世界上没有几个厂家能够制作出理想的805放大器，可见其设计难度之大。如果让805仅仅工作在负栅压状态，那么他的输出功率大为减小，大概只有正常输出功率的一半。无法充分体现805管子优秀的放大特性，一般国内厂家只能如此设计，所以输出功率很难超过30瓦。而实际805管子最大输出功率可以达到单端甲类55瓦（RCA 805）,考虑到使用寿命，国外成品厂家一般设计在45－50瓦左右。对于一台电子管单端机器来说，这个输出功率已经十分巨大，驱动能力更是可以和一台优秀的300瓦晶体管媲美。对于家庭高保真系统来说，已经足够使用，即便英国Adiou Note的旗舰胆机211，单端双管并联也不过输出才40瓦甲类功率。言归正传，如何设计好推动级，是我这次前后实验的重点，懂电子管的朋友都知道，对于此类 A2类有栅极电流的功率管来说，推动级需要功率推动了，不仅仅是电压驱动，805的实际驱动电压，在45瓦时候大概是50v左右，所以对激励电压要求并不高，但是需要有一定的推动电流了，方法无非是2个，一是用推动变压器，二是用小功率管子做阴极输出驱动，话虽如此，但实际效果和工作点的确定，却并非那么容易，采用推动变压器的机器我听过很多，由于需要一只高性能的推动变压器，制作成本十分高昂，且本人认为，推动变压器有个致命的缺点，就是相位失真大导致的音场呈现平面化，频宽目前已经不是太大问题。经过反复比较，本人打算采用第2套方案，用小功率三级管做阴极输出驱动，阴极输出的特点是只有电流增益，没有电压增益（放大系数小于1），输出阻抗也可以达到很低，保证了不失真推动805的需要，且输出电流也足够。也有的朋友采用束射4极管，或者5极管接成三极管方式驱动，但我认为，这只是一种相对低成本的做法，在音色上尚不能达到我的要求，故而我比较了三种小功率直热三极管，2A3/ 300B /275 ,最后经过反复比较试听，打算采用275管子，他是300B的小弟，2A3的大哥，此管只有西电生产，素质非凡，音色高贵动人，音响性出色，线性极好，无愧于西电的称号，而且目前国内已有西电复刻版本，对使用者来说，成本也能有一定程度的降低。至于2A3和300B，本人并非说他们不理想，只是个人喜好罢了。（由于3个管子工作点不同，不能随意互换，需要调整电路偏压值。）个人认为：三者之间首选275，300B次之，2A3最次。
解决了推动电压问题，接下来就是前级的设计，前级非常重要，他提供了必要的激励电压，对音色音质的影响也十分大。从信号输入开始，尽量采用简洁至上的原则，电位器采用最昂贵的分流式步进电位器，此结构的电位器在信号的损失上比分压电位器少，特别是小音量的时候，依然能保持丰富的细节和信息量，美国大名鼎鼎的CELLO无源前级就是采用了类似的电位器结构。首级放大采用高增益的12BZ7，它其实就是长屏版本的ECC83，其特点是在保持电压增益不变的情况下，阳极内阻比83降低一半，电流增益大一倍（跨导增加一倍），带负载的能力大大提高，动态范围也大很多。信号经过阳极输出，采用美国顶级的Vcap铜箔特富龙电容耦合到电压推动级E80CC，该管子为推动管之王，音频专用，低噪音长寿命，极佳的线性度和出色的音质。目前该管的价格已经成为拇指管中最昂贵的，50年代初期焊接屏银脚版本的价格高达1万多一只，当然，你也可以用廉价的60年代版本，效果依然不错，E80CC的特性和12BH7接近，经济能力有限的朋友，也可以直接插12BH7代换，不失为多一种经济的玩法。前级激励信号最后由VCAP电容（0.47UF)耦合到阴极输出的电流推动管西电275后驱动805，完成整个电路的功率放大。
      这台全新设计的805采用双单声道5分体结构，电位器和信号输入选择构成独立的无源前级，主机采用前后级合并，左右分体结构。高压电源工作在1100v的静态工作点上（栅极电压＋15V），为了杜绝高压干扰前级放大线路，高压电源亦采用分体结构，主高压，次高压，和灯丝电源分别采用独立的电源变压器供电，并且每路都有独立的CLC滤波整流电路，确保左右声道，前后级之间的干扰降到最低程度，彻底避免多极放大电路因为电源的公共阻抗而形成的耦合现象。大大提高解析力和层次感。另外，根据不同喇叭的灵敏度，还设置了前级增益变化开关，可以让朋友匹配自己的音源和喇叭，达到合适的声压，增加不同的玩法。
   经过半年多的音色微调，终于完成了一个多年的梦想，制作完成后搭配我自己的系统：
喇叭：  丹拿声学系列的老二 M3，双12寸大型录音室监听喇叭作为参考
音源：  苹果MACBOOKPRO+WADIA521解码器，直解24/96的高码率文件
喇叭线：AQ老款的火山岩 72v电池
信号线：自制单晶银信号线
电源线：美国NBS 黑珍珠 Black  LabeII型，(为解码供电)
         古河单晶铜自制电源线（为805胆机供电）
有兴趣的发烧友可以加我微信做技术交流：18017464846。

作者: 远志 时间: 2017-10-18 22:21
看样子不错。

作者: loudewa 时间: 2017-10-18 22:35
支持DIY大作，如果是厂机估计要十几万以上了

作者: 八目 时间: 2017-10-19 02:21
见到M3刺激脑内啡分泌，我整个人都精神了点

作者: Jwang 时间: 2017-10-19 03:32
本帖最后由 Jwang 于 2017-10-19 03:37 编辑

厉害。我现在正在做一台strain gauge(张力应变唱头）的唱放，深感自己的电子知识不足。

作者: 沈摄影师 时间: 2017-10-19 07:56
欢迎各位和我交流加我微信：18017464846

作者: zhidong 时间: 2017-10-19 08:56
非常好！套用党的十九大口号自主创新建设有特色的社会主义音响道路

建议你参加由“视听空间网站”主办的“2017 个人音响作品（广州）展”将于2017年11月4日在中国大酒店举行，展品正在召集中。

作者: 163ljy 时间: 2017-10-19 10:18
国产最好最贵的功放用的就是805

作者: swjyc 时间: 2017-10-19 10:32
这工艺真不是一般的DIY品

作者: allegrohq 时间: 2017-10-19 10:45
一个多月前，有幸在楼主家里听了他的805和M3的组合，印象极其深刻。在播放大编制交响乐如马勒时这个组合庞大的动态非常棒！尤其难能可贵的是这个组合美轮美奂的音色。众所周知，马勒的交响乐有许多迷人精致的器乐独奏重奏段落，这个组合表现的非常完美。我这个马勒迷真是流连忘返。

作者: zhidong 时间: 2017-10-19 11:34

zhidong 发表于 2017-10-19 08:56
非常好！套用党的十九大口号自主创新建设有特色的社会主义音响道路

建议你参加由“视听空间网站” ...

截止报名时间是10月26号

作者: 沈摄影师 时间: 2017-10-19 11:43
广州太远，我在上海，不方便啊。上海的可以参加参加

作者: rock 时间: 2017-10-19 12:57
厉害！

作者: zjxsh18 时间: 2017-10-19 22:36
牛啊，老沈

作者: lxq730 时间: 2017-10-20 09:28
不错

作者: lihifi 时间: 2017-10-20 10:54
太厉害了，高手啊！

作者: 沈摄影师 时间: 2017-10-20 12:01
欢迎大家积极探讨

作者: 老军医88 时间: 2017-10-20 12:59
在此也能看到同是805A的玩家，难得！
机器做得挺漂亮的，恭喜

作者: zwmm 时间: 2017-10-21 08:54
祝贺开发成功

作者: 老军医88 时间: 2017-10-21 19:55
十多年前俺也搞过类似之举：试图以类似的大功率直热单端去驯服单12寸的现代箱，从起初的兴奋，到断断续续折腾了6、7年后，才发觉是折腾大于听音，纯属劳命伤财之举，唉，烧友都是这么过来的。

作者: 发热饿蛙泳 时间: 2017-10-22 00:05
都忽悠多少年了还能继续忽悠也是厉害

作者: 老军医88 时间: 2017-10-22 14:53
估计楼主也是被忽悠了，直热单端机在某些方面的确具有独到的优势，但前提是：高品质+开环，可805若用在直热单端，由于这管子的特性所限，只有靠深度环路反馈来修正失真、拉宽必要的频响，否则没法听。可这样一来，声音的通透一词就无解了，也失去了玩直热单端机初衷。当然，喜欢朦胧美的除外。

作者: 沈摄影师 时间: 2017-10-22 23:34

欢迎各位和我交流加我微信做技术性讨论：18017464846

作者: guary 时间: 2017-10-23 14:36
看过拉斐尔做过805的胆机，作者介绍说也对这个管子青睐有加。

作者: 老军医88 时间: 2017-10-23 19:35
805做推挽机是可以，但做单端机，呵呵。
厂家从商品化角度的应用，是有多种因数考量的，建议烧友慎重。

作者: 沈摄影师 时间: 2017-10-23 23:32
耳听为实，有机会来上海听听，你说的很多技术问题其实都不是问题，我很理解你的想法。关键还是对电路特性的理解，和成本投入，确实，要做好这个机器成本很高，想节约钱，出好声音，是不可能的。谢谢关注

作者: hc245 时间: 2017-10-24 06:25
这是个大工程，制作精良，楼主水平很高。我自已做台胆前级还凑合，前、后级分体，想想都觉得是畏途。

作者: 老军医88 时间: 2017-10-24 10:41
机子用料应该不错，投入的成本应还可以吧。
其实，我只是对805这管的应用发表一点看法而已。作为论坛上的探讨，因各人的理解及听音取向不同，根本都是些闲聊。讨论就此，
都是烧友嘛，都是玩的，大家玩得开心就好。

作者: 沈摄影师 时间: 2017-10-26 17:20
是的，其实就是玩玩，这个机器成本投入很高，因为你知道，耐压3000v／分钟的输出变压器和电感对工艺要求和材料要求很高，否则很容易击穿的。这还只是工艺上的要求，不包括声音品质上的要求，大功率单端胆机由于输出功率很大，单端变压器的制作难度不言而喻，要做到20-20K ＋－0.5DB的频宽不太容易的。

作者: 莱卡FM2 时间: 2017-10-27 21:58
805管子就是一个暖炉，烫手。

作者: 沈摄影师 时间: 2017-10-31 14:29
玩玩而已，放松心情

作者: 小久 时间: 2017-10-31 15:01
沈老板，你的机器如果能得到高手阳光枫林的再次肯定，我觉得那就是成功了。

作者: 沈摄影师 时间: 2017-10-31 18:52
娱乐娱乐，无所谓谁的肯定，音响这个东西，各人有各人的喜好。玩得开心就是成功

作者: leslie 时间: 2017-11-1 17:07
M3赞，少见的搭配

作者: 沈摄影师 时间: 2017-11-5 17:40
呵呵，无所谓怎么搭配，最要效果好即可

作者: hc245 时间: 2017-11-6 23:16
您做的“好”前级不妨晒晒，让我们开开眼界。

作者: 沈摄影师 时间: 2017-11-11 17:31
我的是无源前级，但是我的机器不是没有前级，前级坐在主机上了，无源前级只是为了方便多组输入而已

作者: lgj16 时间: 2017-11-13 23:19
顶顶技术流！

作者: CLH2012 时间: 2017-11-14 20:35
沈老板，你的机器如果能得到高手阳光枫林的再次肯定，我觉得那就是成功了。

作者: 沈摄影师 时间: 2017-11-21 12:12
欢迎大家加我微信：18017464846，参与和交流讨论

作者: C168 时间: 2017-12-1 20:09
楼主这个听音室多少平方？

作者: 沈摄影师 时间: 2017-12-4 10:16
14平方米，有点小

作者: C168 时间: 2017-12-5 20:52
谢谢！我也是丹拿迷，也考试上对丹拿声学大箱，环境小怕难玩

作者: 沈摄影师 时间: 2017-12-21 21:37
欢迎大家加我微信：18017464846，参与和交流讨论

作者: zhangganan 时间: 2018-1-2 08:06
顶一下老沈。听到了C5，莲Lp12，磨尽的麦乐迪1688胆前加美星805单端，功率5oW。是我听过的家访最好声音。全胆能推好丹拿。8O5好管

作者: 南雁 时间: 2018-1-9 10:21
顶楼主，玩得开心、专心、静心

作者: 大蜗牛 时间: 2018-1-15 23:24
最近也对805感兴趣

作者: 沈摄影师 时间: 2018-6-14 15:42
欢迎加我微信

作者: ftbkm 时间: 2018-6-16 01:14
805放大场面曲目肯定没问题，但小编制小提琴类声音不会粗？

作者: j极速 时间: 2018-6-16 14:34
这与设计制作有关，如选管，线路架构，推动，输出牛设计制得好，805的声音是不会粗的，805与其它直热管相比，制作难度更大，特别是推动，输出牛，一般diy爱好者的制作，很难达到要求。

作者: vlda 时间: 2018-6-17 16:02
听过拉斐尔的805，声音的厚度、透明度、甜润，都很好，但音乐的节奏似乎表达不好，不能感动。

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