手工制作的6P1小胆机功放

 真空电子管功放与半导体晶体管功放相比，具有音色柔和、醇厚、甜美的特点，这些特点在笔者青、少年时期就有了深刻的印象，并且有强烈的DIY欲望。但是，由于上学、工作、生活等诸多原因的限制，一直未能如愿。最近一段时间，笔者有了相对好的制作条件，首先用手头现有的6N1、6N6、6P1制作了一台两声道立体声胆机功放，基本上做到了完全DIY，使多年的欲望变成了现实，本文笔者主要汇报DIY的过程。制作参考资料：《电工手册》、《电子管收音机的修理》、《高保真胆机制作详解》等。电路原理图详见图一。整机内、外观见图六、图八。http://s15/mw690/5ce0ae51tx6DA0w9zB4be&690

                                              图一

    图一中，音频放大电路只画出一个声道，与另一个声道完全相同，属于单端甲类功放。6N1、6N6是双三极管，6N1两个三级管芯搭成SRPP电路，完成对输入的音频信号阻抗变换、放大后，直接耦合给6N6栅极，6N6每个通道各用一个三极管，经放大后由阴极输出给6P1栅极，6P1放大后经音频输出变压器推动扬声器发出声音。电源电路中，变压器二次高压整流桥Q1用彩电的全桥，输出端用整流电子管6Z4做延时装置。即灯丝加热6Z4的阴极需要一段时间，加热到额定温度后其阴极才能输出高压，加到放大电路中各电子管的屏极。这时，放大电路中各电子管的阴极也正好加热到正常工作的温度。L1是（4亨利）电感与C6、C7组成π型滤波，R10是放电电阻。

变压器和电感元件的制作

    电源变压器的技术参数可参照《电工手册》第2章第3节内容。输出变压器参数的简单计算可参照《高保真胆机制作详解》第十章的计算方法。上述两种变压器铁芯都是笔者在废旧仪器上淘得。

一、电源变压器

1、变压器参数

    电源变压器铁芯我手头有外形尺寸：96×80，舌宽：32mm，叠厚：48mm，高硒片子。铁芯有效截面积大于等于：14cm²，每伏绕4匝。初级电压：220V，初级电流：≥0.55A,用φ0.53mm漆包线绕880匝，次级高压绕组输出250V，用φ0.25漆包线绕1000匝，输出150毫安的电流，最好在220V、230V处抽头备用。灯丝绕组共3个，每组输出6.3V，用φ1mm漆包线，每组绕25.2匝，每组输出2.5安电流。一组接6Z4，一组接6N1和6N6，另一组接两个6P1。

2、线圈骨架制作

    线圈骨架用1~1.5毫米厚的环氧树脂玻璃布绝缘板制作成活络式骨架。具体各部位尺寸，依据铁芯舌宽、叠厚、中柱高度和窗口宽度。要求与铁芯接触部位要留有≥0.5mm的间隙，保证插铁芯时不受到阻碍。活络式骨架是靠卡榫结合成一体的，任何部位都不用胶粘接，这要求制作者应具备一定的钳工基础与技能。活络式骨架的零件及组装，详见图二。实际做好的活络式骨架见图三。

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               图二                      图六                                图八

关于电源变压器的绕制需要的绝缘材料和绕制方法，许多资料中都有介绍，这里不再赘述。笔者用手摇绕线机排线绕制，层间加绝缘。要说明的是，初级和次级间最好加上一个屏蔽层。用细漆包线绕一层，然后一端引出接地，另一端悬空。也可以用薄铜皮加绝缘后绕一层，但是要留有开口间隙，禁止形成短路环，然后引出线接地用。

二、输出变压器

1、铁芯及参数

铁芯外形尺寸：67×57.5，舌宽：19mm，叠厚：26mm的高硒冷轧矽钢片，每片厚度为0.35mm，铁芯形状为：EI 型。参考《电子管收音机的修理》书中输出变压器绕制圈数表中数据：初级用φ0.13mm漆包线绕3300匝，次级用φ0.5mm漆包线共绕143匝，阻抗8欧姆，从101匝处抽头，阻抗4欧姆。

2、绕制工艺

音频输出变压器绕制与电源变压器绕制是有区别的。为了满足音频输出变压器低频段频响特性要求，初级线圈应有足够的电感量。为了满足音频变压器高频段频响特性需求，要求变压器线圈的漏感和分布电容尽可能的小。因此，绕制工艺必须采用相应的加工措施。有分层绕制的，有分层、分段、交叉叠绕的方式。笔者是采用分层绕制方法，初级绕1100匝后，绕次级72.5匝，再绕初级1100匝，再绕次级72.5匝，再绕初级1100匝，即三层初级绕组夹两层次级组，这样尽量减少了漏感。然后再把所有初级和次级分别串联起来，每层绕组的分布电容经过串联后使其总的分布电容量达到了最小化。绕线前，在骨架中心方孔内装入尺寸合适的木胎，木胎中心部位打一个φ10.5毫米的工艺孔，然后插入手摇绕线机的螺杆轴，用螺母压紧木胎后开始绕线。首先要将漆包线与引线焊接并加绝缘，开始一匝一匝密排绕线，绕线满一层后加一层薄绝缘纸，再绕第二层线，如图四所示。

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              图三                          图四                               图五

三、变压器组装和检测

    线圈绕好后，包好绝缘，先用万用表欧姆档测量个绕组的通断情况，无误后开始组装铁芯。

1、电源变压器

电源变压器为了尽量减少铁芯漏磁，应该交叉叠铁。即EI型或F形矽钢片交叉插入骨架方孔内，并消除矽钢片边缘的毛刺带来的间隙。装好矽钢片后，如果铁芯中柱与骨架方孔有间隙，应该用绝缘纸板填充，用穿钉和夹铁夹紧铁芯。初次级绕组之间用高于工作电压2倍的兆欧表检测绝缘阻值＞250MΩ,正常情况表针指示应在∽附近。次级各绕组接上合适的假负载后连续通电8小时，变压器不能有异常温升，线圈不能有放电或闪络现象。一般铁芯温度在50~60℃，摸上去刚要烫手的感觉。

2、输出变压器

由于本例功放制作电路是单端甲类放大，为防止铁芯工作在磁饱和状态，所以输出变压器要用EI形铁芯，E形铁芯顺插叠铁。即E形矽钢片中柱都要以相同方向插入骨架方孔内，E与I之间要加入0.05~0.1mm的绝缘纸做间隙。装好矽钢片并紧固后，初次级之间用高于工作电压2倍的兆欧表检测绝缘阻值＞250MΩ。

四、制作电感（扼流圈）

电路中L1是π形滤波的电感，铁芯笔者使用变电站淘汰的电能计量表中电压线圈铁芯，共拆开5个电能计量表，得到叠厚75mm的矽钢片，单片厚：0.3mm，形状见图五。舌宽：20mm，窗口尺寸：14mm×34mm。做好骨架，用0.3mm漆包线绕满为止，能输出≥200mA电流。插好铁芯、夹紧，用电感表测得电感量≥4亨利。

五、绝缘处理

变压器和电感制作完成后，还要经过绝缘处理。将变压器和电感在80~100℃环境下烘干一小时，然后乘热放入绝缘漆中浸至无气泡为止。取出晾干，再烘24小时即可备用。

钣金类零部件的制作

关于机座、变压器罩壳的设计、制作，是否美观、实用；是对制作者钳工技能的考核，还要求制作者准备好钳工工具和必要的设备。笔者主要用：平口台钳一台，钳口宽约300毫米，制作机座时折弯用钢制垫铁、垫块（根据需要）。台虎钳一台。小型台式电动钻床一台，最大钻孔直径：12毫米，各种规格切削钻头（根据需要）、各种规格的扩孔器（根据需要）。钢锯、铁榔头、木榔头、胶皮榔头、各种钢锉和组错（根据需要），角尺、卡尺、钢板尺。如果有条件，最好配备划线平台和高度尺，小型台式砂轮机等。

六、制作罩壳

变压器和电感如果加上罩壳在机座上固定会增加美观，同时也改善了这些零部件的电磁兼容性能，使这些电感性元件，在工作时产生磁力线互相干扰的现象得到了很大的改善，与变压器和电感装配好的罩壳见图六。罩壳的结构由底框和凸起部分组成，底框与铁芯紧密接触，替代了夹铁。突起部分与底框成一体遮盖了铁芯以外部分线圈和骨架，如果是模具冲压的罩壳会很美观，笔者在业余条件下用手工制作。底框用1.5mm左右的白铁制作，突起部分的两个侧盖和一个顶盖用0.3~0.5mm厚的白铁制作，然后用焊锡焊接而成。

七、制作机座

机座是胆机的基础部件，一定要坚固、美观、实用，笔者用1.5mm厚白铁折制而成，具体折制步骤见图七。用400mm×340mm白铁板按图七a所示裁掉四角，画好弯折线。先折制上下脚钉边，再按图七b弯折箭头所示弯折右山头，再按图七c弯折箭头所示弯折左山头，最后按图七d弯折箭头所示，弯折前沿和后沿，折制成图七e的形状。机座长：300mm，宽：210mm，高：50mm，橡胶脚钉高：8mm，整个机座高：58mm。机座四角的四条立缝一定要严紧，用焊锡焊牢。外观修整，去掉毛刺、倒角。现在可以进行零部件布局，要领是：电源变压器最好远离音频信号输入端，远离音频输出变压器。5只放大电子管的管座最好隐藏在机座里面，这要求在机座里面相对应的地方加一块衬板固定管座用。笔者用1.5mm厚、125mm×220mm白铁板做衬板，加工管座孔时，最好将衬板固定在机座里面对应的位置，同步加工，以保证机座电子管孔与衬板管座孔的同心度。加工较大的方孔、圆孔，可以画好线，在线的里侧用小钻头打一圈小孔，然后剔除中心部分，再用锉刀修整好。电源开关安装孔、音量电位器安装孔、电源指示灯安装孔、3个变压器和电感器安装孔、音频信号输入及输出端子安装孔、保险管座安装孔、电源插口安装孔等加工好后；为了防止机座外表面生锈，最好进行塑料喷涂加工。

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    整机组装和调试

电路组装和调试工具：万用表，毫伏表，电感表，兆欧表。钳子，尖嘴钳，偏口钳，剥线钳。各种小规格扳手（根据需要），各种改锥（根据需要）。镊子，电烙铁，焊锡和助焊剂等。如果有条件，最好配备音频信号发生器和示波器。

八、安装和焊接电路

    1、首先将电源接口插座、音频输入输出端子、电源开关、保险管座、小七脚电子管管座等小型零部件安装到机座上。然后按照事先设计好的位置和朝向，在衬板上安装5个小9脚电子管管座、前级滤波电解、接地焊片、整流全桥，利用衬板给整流桥做散热片。衬板安装在机座的内顶面上，安装高度用垫片调整，以电子管陶瓷管座与机座内顶面有≤1mm间隙即可。机座所有的安装紧固螺钉一定要加弹簧垫圈，以防螺母松动后产生机震现象，再安装音量电位器和电源指示灯、元件支架、压板等。

2、本机接地采用母线接地方式，母线用φ1.5mm铜导线表面镀锡，焊接在衬板的接地片上。两个声道严格分开、对称、一致，两个声道间、前后级间不能交叉混用接地母线。母线在机座衬板上按照各个放大单元前后顺序排列，使各放大级都能就近接地。音频信号输入端子到音量电位器的引线用屏蔽线，屏蔽层与电位器外壳一起接入母线。

为避免感应交流声，各组灯丝线采用双股绞合。高压电源线两声道分开输送，并尽量远离各电子管栅极。

3、本机的电路元器件采用搭棚式焊接。关于搭棚式焊接的要领和技巧，《高保真胆机制作详解》第八章有详细介绍，这里不再赘述。各级电子元器件按照原理图焊接无误后，开始安装电源变压器、音频输出变压器和电感，并分别将各自的引线准确接入电路。

九、调试

整个电路组装好要仔细检查，确认接线无误后，先不要插放大电子管、不要接入音箱，用10~20欧，20瓦电阻做假负载，代替音箱接入电路，插上6Z4，开始试通电。按照图纸标注的电源输出是否有高压、各电子管座的灯丝电压、各电子管屏极是否有相关电压。确认基本正常后关机，插入电子管，开机复测各管子屏级电压。本机由于电源变压器高压绕组输出交流250V，在220V、230V处没有抽头，所以整流滤波后，高压偏高些，用R11、R12调整高压至235V。调整R6使6N6屏级电压到230V，调整R9，使6N1两个屏级电压分别为220V和110V。调整R5，使6N6屏级电流为：8到10毫安。调整R8，使6P1阴极与屏级之间的电压为：203V±2V。观察一段时间，各电子管不能有跳火或忽亮、忽暗等不正常的情况。关机后拆掉假负载，接入音箱和CD音频信号，开机后调整R1，听到音箱发出CD碟片的音乐声音。关闭CD信号，耳朵贴近扬声器，听不见任何交流声。播放轻音乐和蔡琴的歌曲，声音细腻、层次清楚，播放中波广播电台信号，声音醇厚、甜润，胆味十足，仿佛又听到儿时家中那台电子管收音机的声音了。经简单测试：本机输入灵敏度≤100mV（有效值），输出功率：≥2.5W（有效值）。

本机所用电阻、电容、电解、电子管、电源开关、管座包括旋钮等电子元器件都是在废旧仪器仪表中淘得，整机只有机座的表面喷涂是委托加工，其余都是笔者DIY。不足之处有两点，一是用作高压缓冲的6Z4容量偏小，开机时对大电解充电时间过长，最好用两只6Z4并联或用一只5Z4P。二是整机布局比较松散。

电子管电路的元器件工作电压较高，电源变压器、电感、音频输出变压器等电感性零部件的制作、钣金零部件的制作，需要制作者具有一定的钳工基础和环境。从这一点上讲，胆机功放制作不如半导体功放制作容易，这是导致许多电子制作爱好者、发烧友都敬而远之的原因。其实，电子管功放电路很简洁、可靠性好、音色柔美，这同样是许多电子制作爱好者、发烧友所痴迷的主要原因。笔者以上的制作只是照葫芦画瓢，要想让胆机真正出靓声还有很大的距离，对电路的设计、运用和手工制作能力等方面水平，还有待于进一步提高。

    按照本文的套路，笔者最近又制作了用6F3、FU-7做单端功放的高保真功放机。电路是浙江胆机资深专家张老师设计、绘制，由于没有合适的输出牛铁芯，笔者就用尺寸稍小些的一对优质铁芯制作了一对输出牛，有效功率能达到十瓦左右。

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闲暇之余，用CD碟作信号源，坐在沙发上，微闭双目，品着香茗，聆听那古筝、吉他、二胡、钢琴演奏的乐曲；品味着蔡琴那丰满的女中音歌唱，陶醉在那甜润、醇厚、温暖又带有一定穿透力的、磁性的柔美乐曲声中；是笔者最大的享受！