胆功放最佳负载的选定

　　胆功放最佳负载的论点由来已久，但近年来似乎被日渐淡忘了。胆机特点远非其特有的音色，支持其音色优美的背后还必须注意胆机的诸多特性。应该说“最佳负载”的观念即为胆机所特有的与众不同之处。
　　
　　胆机之所以要选用“最佳负载”，目的仅为了保证胆输出级在动态负载线工作范围内一直工作在线性区，以得到低失真输出。胆机输出级在负载线动态范围内不涉人非线眭区域的重要保证是最佳负载选择的关键。为了使负载成为最佳，必须使动态负载线避开电子管的非线性部分。所以胆机决定负载线的过程极其繁琐，必须在电子管特性曲线族中不厌其烦的试算，以得到最佳负载。特性曲线族的应用属于一项精确丽又烦琐的设计过程，电子管每一应用参数的变动几乎对特性曲线都有影响，特性曲线形状变化也必然使最佳负载有不同的值。鉴于胆功放的此特殊性，胆机从业人士历来对最佳负载不敢掉以轻心。最佳负载的计算、设计似乎是专业电子管生产厂的专利，一般胆机从业者甚至部分专业工作者．大多依靠电子管生产厂发布的“标准应用状态”直接选择输出管的工作参数，除非特殊需求，或出于研究的目的，才会精确测试描绘出其特性曲线族、设计工作点。此顶工作既需原始资料也需必要的设备，绝非一般胆机爱好者所能轻易为之。为了新产品电子管迅速推向市场，生产商突出奇招：即将设计好的电子管除给出详细应用数据以外，还公开发布该管的“标准应用状态”，电子管手册中常设此专栏称之为(TypICal Operation Value)“典型应用状态”。生产商将电子管原始资料除特性曲线、基本应用参数、极限应用参数以外，还将电子管各种不同工作条件下应用方法、必要数据编制出多种应用状态公开发布，读者可以根据自己条件自由选择其中一种。
　　
　　标准应用状态具有不同电路结构，或不同应用参数，几乎是应有尽有。此举市场反响极佳，迅速得到消费者欢迎。其中有些经典设计方案几乎成为当时的代表作。如：风行于上世纪的15W～25W的放大器几乎是标准产品，为各国所采用，且无一例外的选用2x6L6推挽放大器，其工作参数也大同小异，元件几乎也标准化。历年来功率管的标准应用状态简直成了胆机DIY之宝典。
　　
　　输出管标准工作状态的推广，对电子管应用的普及功不可没。本来设计烦琐、复杂的过程会在表格内一查了之，其可靠程度又绝非业余设计能比，所有应用电路一览无余，而且最佳负载值、输出功率、谐波失真度等参数也极具准确全面之优势。
　　
　　一、输出管参数变换图

    该图实为一种电于管特性变换图，在上世纪六十年代前和标准应用值同时风行于胆机放大器的DIY中。
　　
　　尽管标准应用值表格中包罗万象，几乎具备电子管所有常用板压值的应用例，但是电子管的工作状态是干变万化的，只要其中某一项参数变动使之与标准应用值有区别，都有可能使放大器的性能发生很大变化。为了避免引起失真增大，输出功率不足的后果，必须慎重设计新状态下的工作指标（尤其是最佳负载阻抗、输出功率等放大器指标）。为了使此过程简单化，形成有据可查的应用过程，上世纪五十年代，美国部分电子管名厂陆续发布了输出管参数变换图，作为弥补标准应用状态覆盖面的不足。该参数变换图通过直角坐标的变换方式，以输出管板极供电为“主”变量，列出板极电压变换时输出管参数变换的关系。只要设计板压变动系数即可从坐标图中查出相应的输出管内阻、跨导、输出功率等相应变动系数，达到轻松完成输出级的二次设计，而省去烦琐的过程。
　　
　　该参数变换图如附图，“主”变量为电子管板极供电电压，因为电子管工作状态的各种参数都受供电电压的制约，故以此为“主”变量，将板极供电电压以变动系数的形式表示作为直角坐标的X轴，其它“从变量也以变动系数的形式标注于Y轴，在1象限内画出四条从变量系数曲线，用以表示各种“从”变量变换系数和“主”变量变换系数的关系，以此直角坐标的方式，既方便查阅，也极容易实现多变量间相互的依存关系。以变动系数作为单位实际表示的是参数变化的相对值，不受不同参数单位的制约，且图中x、Y轴相对值均以对数刻度表示，以方便运用中计算。

　　
　　此图源自欧美几家电子管名厂，符号也以英文单词字头为标记。图中x轴为“主”变量板极供电电压组成的电压变换系数FV的对数刻度（F为英语系数一词的字头．FV表示电压变动）。因此FV即变动后的板压值与原标准应用状态电压值之比的比例系数。图中的四条曲线分别为表示功率变动的功率变动系数FP、表示板极第二栅电流变动的电流变化系数F1、表示电子管跨导随板压变动的跨导变动系数Fgm，和表示板极电路电阻变化的电阻变动系数Fr。为避免语言烦琐，以下用实例介绍此表应用。
　　
　　目前胆耳放盛行，但却无适当的功率管。胆耳放要求输出功率不大，对音质要求较高，一般采用小功率电压放大管6SN7又显驱动力度不够，因此采用小功率束射管降低板压使用比较理想，只要有1W左右输出功率，<5%的谐波失真足以满足HI-FI要求。
　　
　　为此选用小功率束射管6AQ5、6P1等比较理想。6P1、6AQ5等标准应用状态是：板压／帘栅压180V，栅压-8.5v．板流/G2电流30/4mA，内阻58kΩ，跨导s=3.7mA/V，最佳负载5.5kΩ，输出功率2W。
　　
　　为简化设备，现将其板压降低至150V使用。为了进行参数变换，可求得板压变换系数Fv =150V/180V =0.83，为此在图X轴0.83的点向上引出垂直线，该垂直线与图中4条曲线（实为直斜线）相交于A、B、C、D四点上，每个交点在Y轴上投影点的值则为相应四组参数各自变换系数，因此可以读出当Fv=0.83时，A点的功率变换系数Fp为Fp≈0.6，B点投影为电流变换系数Fi≈0 72，C点投影为器件跨导变换系数Fgm≈0.9，D点投影为器件电阻变换系数Fr～1.3。
　　
　　以上述各变换系数乘以6P1板压=150V，当前应用各值即得出6P1在板压/G2电压150V状态下各项参数为：Ua=UG2=150V．Ug1=-8.5VXFr≈-7V，Ia/lg2=30/4mAXF1=21.6/2.8mA，内阻Ri≈58kΩXFr=75kΩ，最佳负载RL=5.5knXFr=7kΩ，输出功率PO=2W xFp=1.12W，此时输出管跨导S则为3.7mA/V X0.9=3.3mA/V。变换后当输出级栅极驱动信号为峰值7Vp-p时，在7kΩ负载上得到1W左右输出功率。因各系数转换并不改变6P1各参数间比例．只使其绝对值降低了，故谐波失真不会增大而保持在原标准应用状态失真度以内。此变换曲线图的准确度完全可满足Hi-Fi输出级设计要求，同时简化了每种参数改变后必须重新作图计算最佳负载的麻烦，故在音响界延用至今。

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