2010年7月8日 星期四

真空管RIAA pt.3

我自己設計的phono,希望整體的gain要夠大,RIAA網路要準一點,雜音不要太高,不要有哼聲,要直交,最後是電容交連輸出。這個第一個設計,輸入級選擇了5842/WE417,主要是手上剛好有,而且它的μ值跟gm都夠大,可以達成低雜音的目標。其他可以選擇的管子,包括了EC8010,6C45π,E180F三極接法等。第二級是EC88/6DL4,也是手上有管子,而且價格不高。第三級陰極隨耦,打算用5687/7119,輸出阻抗很低,也是手上有不同的管子可以用。

首先來看第一級5842:

gm≒20mA/V
μ≒44
rp≒2.2K

當RL=10K,Rout=2.2K//10K = 1.525K
令R=47K,R' = R + Rout = 48.525K
C' = 75μs / R' = 1545.6pF

而EC88的Cin = Av * Ca-g + Cg-k-h + 散雜電容 = 52 * 1.7 + 3.8 + 3 ≒ 95pF

所以C = 1545.6 - 95 = 1450.6pF

另外一個要加入考慮的,就是所謂的Neumann常數,也就是刻片工坊將Master轉刻到Lacqure上的時候,刻片機會將超高頻濾掉,以免過多的超高頻損害了刻片頭。大致來說,這個時間常數大約是3.18μs或是3.15μs,即50KHz左右。而只要在這一級的RC網路中,加入一個電阻,就可以把這個失落的一環補起來,只是很遺憾書上並沒有講清楚這個電阻的正確計算方式,只能瞎子摸象:

3.18μs = Rneu * C
所以Rneu = 3.18μs / 1545.6pF = 2.05K

工作點大約在16mA,-0.45V,RL = 10K,取Rk = 27R,因為Rk'實在太小,所以暫時先不並聯電容。

第二級EC88:

gm≒11mA/V
μ≒65
rp≒5K

令R=20K,則R'+Rout = 9R = 180K
Rout = 5K // 20K = 4K
所以R' = 176K

C = 318μs / R = 15.9nF
因為第三級為cathode follower,故輸入電容很小,影響可忽略。

工作點大約在6mA,-1V,RL = 20K。而前一級的屏極電壓大約是90V,所以取Rk = 15K,而Rk' = Rk // (RL + rp) / (1 +μ) ≒ 300Ω ,所以取陰極電容C = 47μ時,f-3db約等於10Hz。此處陰極電容一定要加,要不然這一級的放大倍率會降到很低。

第三級5687:

作為陰極隨耦,可以用一支管子裡的其中一組,陰極電阻用18K,陰極電流就有13mA左右;甚或是兩組並聯。此處我用另外一種方法,其中一組做為隨耦,另外一組在陰極底下,當成主動恆流源,只要在它的陰極底下加個電阻,柵極對地即可。


電源:
燈絲部份,以三組317穩壓供應三種管子的燈絲,並且給予墊高。高壓穩壓採用ARC的架構,以MOSFET為主動元件,LM336為參考電壓,以IC作誤差放大。燈絲與高壓變壓器分開,主要是因為燈絲必須要先點,要不然高壓跟燈絲一起上,管子會有跳火的情況。

高壓穩壓之後,主放大板上還有若干電阻電容,再做一次濾波以降低電源漣波的影響。


下圖即是整體的主電路圖:


















印刷電路板的正面與反面。事實上可以縮的更小,不過這是自用的實驗版本,先這樣就好。










































零件在板子上的排列,可以檢查會不會撞在一起。























再來就進入實作了~~~

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