805电子管特性及其电路设计简析.doc

805电子管特性及其电路设计简析805电子管是一种灵敏度高，性价比高的大功率电子管，容易制成20W以上输出功率的单管A类放大器。因此有不少玩家参与尝试制作，也产生了大量试制电路。但是，往往出现的问题是，频响不宽，音色不平衡，功率不大。本文就805管的本身特性展开一些简易分析，供大家设计制作参考。1，805电子管特性概述。805电子管原形是一款丙类发射用电子管，屏耗 Pa = 125W放大系数 u = 50内阻 Ri = 10K，其屏栅特性曲线见图805-3.jpg (135.33 KB) 下载次数:2452007-5-19 19:02805sd.GIF (36.96 KB) 2，按照常用线路的工作点分析：现在常见电路工作点往往是：屏压 Ua = 1050V屏流 Ia = 100mA负载阻抗 RL = 710K就此工作点，在屏栅特性曲线上简易作图，得：下载次数:1602007-5-19 19:06对805动态工作情况简易分析如下 :805静态工作点，Ug1 = +18V，此时有栅流大致 12mA 左右Ua = 1050VIa = 100mA假设推动电压为对称正弦波当805电子管动作点移动到负半周某点A处：Ug1 = +45VUa = 300VIa = 168mA此时如果要输出完整对称的正弦波，正半周A点，根据特性曲线应当为：Ug1= 9VUa = 1630VIa = 40mA输出功率根据负半周，大致为Po = 0.5(1050 - 300)/(168 - 100)*1000 = 25W此时栅极动作范围是 Ug1 从 9V 45V栅流变化范围是 0mA 40mA （粗略值）以上要说明的是，805在Ug1 = 0V 9V 区间内，基本是无栅流的。此时，805输入阻抗近似趋向无穷大（实测在10K左右）而当805在Ug1 = 0V +45V 区间内，栅流是递增的。此时，805输入阻抗降至 几百欧姆到几千欧姆之间。另外注意到，805的内阻，随着电压递增而递增，随着电流递增而递减。失真分量和失真定性在后面将简述。3， 常见805电路推动形式不外乎两种：a；阴极输出器直接耦合b；推动变压器耦合在此不讨论主观评价，仅从原理上，实际测试结果上做一说明：常见阴极输出器直接耦合如图：805TY.GIF (7.91 KB) 下载次数:1402007-5-19 19:28此类阴极输出推动，常采用多极管的三极管接法直接耦合805。按照前述的805动态工作分析，当805栅极电压动作到负栅压部分（0 -9V）时，由于805栅压等于推动管阴极电压，因此推动管阴极电压应当为负，而实际情况是，由于推动管阴极最低电压是0V，不能更负，因此实际805栅极推动范围只有 0V 45V 此时动作点即动态分析图中所示的小三角区域，输出功率 Po = 0.5(1425-1050)/(100-55)*1000 = 8.5W，之前提到的第一个问题，输出功率不大，即此类电路造成。这就是这类电路最大的缺点，对于低灵敏度音箱，开大音量，会引起削波失真。固然，从来不开那么大音量可以不在意，但是如果仅仅输出8.5W，如此低的利用率，采用300B可能是更好的选择。想要获得较大的输出功率，不利用负栅压部分是很难实现的。常见的变压器推动电路如图：805TR.GIF (7.44 KB) 此类变压器推动电路，常采用多极管接成三极管或300B,2A3等三极管推动。由于805灵敏度高，所需推动电压小，需要推动功率，应当采用降压推动变压器采用降低推动变压器的特性是：变压器初级阻抗高，次级输出阻抗低，和匝数平方成正比初级动态电压高，次级输出电压低，和匝数比成正比初级电流小，次级输出电流大，和匝数比成反比初级输出功率基本等于次级输出功率因此，在805栅极，没有太大问题。解决了805栅极动态范围的问题。但是，变压器是一种阻抗变换器件，初级内阻可以反射到次级，次级负载阻抗也反射到初级作为初级实际阻抗。我们分析当805栅压为 0 9V 时的情况：此时805栅极阻抗近似为10K欧姆以上，即变压器次级负载大于10K欧姆通过常见(5K:600)降压变压器，反射到初级，即初级负载为100K欧姆左右假设推动管为300B ，在300B特性曲线图上做100K欧姆负载线，如下图中 蓝色直线所示；再分析当805栅压为 0 45V 时的情况：此时805栅极输入阻抗平均值在2K欧不到，即变压器次级负载近似为2K欧姆通过变压器次级反射到初级，即初级负载阻抗为 16K欧左右推动管仍然为300B，在其特性曲线上作16K欧姆负载线，如下图中 红色直线所示：下载次数:1002007-5-19 19:40300Bt.GIF (28.42 KB) 下载次数:1112007-5-19 19:58在图中看到，推动级的实际负载是不稳定的，产生突变的。实际上由于805栅极阻抗最小值可能低达300欧姆，最大值高达50K欧姆对于推动管而言，会产生很大的失真。另外，可以看出，推动管内阻越小，克服这种失真的能力越强，因此6C33C反而是一个比较好的选择（但是很不实际）。由于变压器的不理想性，实际推动变压器还会引起频响问题，若推动变压器频响为 10-50K -3db, 20Hz和20KHz必然会受到少量影响，大致为20Hz,20KHz -0.5db不到由于输出变压器频响同样具有不理想性，在20Hz 和20KHz 同样会有此类衰减。两项衰减叠加，实际常常导致整机的两端频响下降，20Hz 和 20KHz 衰减大于1db以上。如果要避免此类现象，往往需要高品质的变压器，可能会付出昂贵的代价，得不偿失。还需要考虑的是，推动变压器相当于电路中加入了一个一介以上低通环节，导致负反馈施加的困难。（即使优质变压器仍然不能避免，环路负反馈是不能解决变压器问题的）总体而言，变压器推动性能还不如 经过改进的阴极直耦电路（下文介绍）。4，对阴极直耦电路驱动范围的改进：典型阴极直耦电路存在不能驱动负电压的问题，可以采用 正负电源供电解决，典型结构如图：同样由于805栅流的变化，推动级供电内阻应当尽量低，采用晶体管整流比较适当。另外应当选择 u偏高，S偏大的推动三极管 ，个人推荐采用 EL系列五极管接成三极管，例如EL34,EL84此类五极管接成三极管作阴极输出器，具有较低的输出阻抗，可以较好的因对805输入阻抗变化。805z1.GIF (4.37 KB) 下载次数:1052007-5-19 20:175，由805内阻引起的问题：805的高内阻特性导致输出变压器需要电感量稍大，另外引起的问题是输出阻抗过高，阻尼系数降低常见不采用变压器次级取样负反馈的805电路，当输出变压器初级阻抗为10K时，其阻尼系数为10K/管内阻（10K）=1，较低，缺乏对扬声器应有的控制力，低频有量而无质。同样内阻为700欧姆的300B电子管，采用3.5K输出变压器时，其阻尼系数为 3.5K/700欧姆 = 5，能对扬声器施加有效的控制力。因此，805这类高内阻管，应当施加取样点是输出变压器次级的负反馈，常见即环路负反馈。适当降低805工作电压（不过分降低输出功率），适当提高805工作电流（不过分影响输出变压器设计制作） ，可以使805内阻少许降低，但这样做不是主要手段。6，805失真特性，在805特性曲线上不同工作点作不同负载特性曲线可以发现：805的二，三次谐波比较均等。805静态工作点电压越高，电流越小，三次谐波失真稍大，采用稍低的供电电压可以缓解这个问题。对于805而言，实际使用屏耗低于100W，寿命较长。综合几点，805