基于6J1電子管的電壓放大電路設計

話說最近網(wǎng)上下單的N95口罩一直處于出庫狀態(tài)，于是不如宅在家里倒騰電子管，記得很早前寫過一篇→《電子管的前世今生》，感興趣的童靴可以點開鏈接看看(*^▽^*)

在這飛速發(fā)展的晶體管時代，大家一定認為電子管應該早就銷聲匿跡了吧，但其實大家到某寶上搜索電子管，還是可以買到的。這是因為一些高保真的音響器材中，仍然有使用低噪聲、穩(wěn)定系數(shù)高的電子管作為音頻功率放大器件（香港人稱使用電子管的功率放大器為“膽機”），有需求自然也就有市場。

今天的主角是6J1電子管~~

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上圖是最近在某寶上買的兩個國產(chǎn)BJ1管（話說N95一直不發(fā)貨，這個快遞倒是很快就到），一個6.5元，還蠻便宜的，大家仔細看外殼，可以看到“北京”的字樣，應該是80年代北京電子管廠的產(chǎn)品。

我們先簡單了解一下這個管子的基本信息????????

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6J1電子管的基本信息?/

6J1電子管屬于旁熱式氧化物陰極銳截止五極管 ，有七個引腳，其中兩個是燈絲～?

管腳分布

1-第一柵極

2-陰極、第三柵極和屏蔽

3-燈絲

4-燈絲

5-陽極

6-第二柵極

7-陰極、第三柵極和屏蔽

主要參數(shù)

1. 燈絲電壓：6.3V ?? ? 燈絲電流0.17A；

2. 陽極電壓：120V ?? ?陽極電流7.35mA；

3. 第二柵電壓：120V 第二柵極電流3.2mA；

4. 跨導：5.2mA/V ；

5. 陰極電阻：200歐；

6. 輸入電阻：大于12K；

7.輸入電容 ：4.3pF

下面兩張是網(wǎng)上找到的6J1的數(shù)據(jù)手冊

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基本應用電路/

電壓放大電路

在百度的“膽機吧”上看到有網(wǎng)友分享了測試6J1電壓放大的電路：

如果沒有注意中間那個是五個管腳的“玻璃罩子”，上面的電路非常像BJT構成的共射放大器，或是FET構成的共源放大器。比如將電子管的5、6管腳視為場效應管的漏極，1管腳視為場效應管的柵極，7、2管腳視為場效應管的源極，那就是個共源放大器了

網(wǎng)友的測試結果是：當沒有加旁路電容C2時，電壓放大倍數(shù)為17倍，加了旁路電容C2后，放大倍數(shù)大概是28倍。

若將電壓放大器擴展成兩個

雙聲道前置功放

圖1是供電電源為正負28V的電子管構成的雙聲道前置功放，是仿音樂傳真X-10D的電路原理設計的，主要作用是改善音質(zhì)，去除音源中刺耳的數(shù)碼聲，令音樂音質(zhì)更加柔和、甜美，用發(fā)燒友的行話說就是讓音樂充滿“膽音”，有著獨特的“膽味”，咱外行人的理解就是讓聲音動態(tài)范圍更大、線性更好，更有音樂感

圖1 6J1電子管雙輸出的前置放大器

28V直流電源并不容易找到，比較常用的是選用12V的交流轉(zhuǎn)換器，然后自己設計一個穩(wěn)壓電源。

12V轉(zhuǎn)28V可以采用模電最后一章學習的倍壓整流電路，圖2電路來源于童詩白的模電教材喲????????

圖1 二倍壓整流電路

上圖是二倍壓整流電路，U2為變壓器二次電壓有效值，這里就是12V

其工作原理：當u2正半周時，A點為“+”，B點為“-”，使得二極管D1導通，D2截止；C1充電，電流如圖1實線所示；C1上電壓極性右為“+”，左為“—”，最大值可達到2?√2U2。

當u2負半周時，A點為“—”,B點為“+”，C1上電壓與變壓器二次電壓相加，使得D2導通，D1截止；C2充電，電流如圖1中虛線所示；C2上電壓的極性下為“+”，上為“—”，最大值可達到2?√2U2。

可見，電容對電荷的存儲作用，使得輸出電壓為U2峰值的2倍。如果輸入有效值是12V，輸出就正好是28V。完美解決了電源問題。

有了上述的原理依托，在倍壓整理后再增加穩(wěn)壓電路，使得輸出更加穩(wěn)定。同時圖1電路需要正負28V的電源，所以需要兩個二倍壓整流穩(wěn)壓電路。

圖3 電源電路

由圖1和圖3原理圖就可以制作PCB板，下圖某寶買的散件自己焊好的成品，看起來焊得還不錯哦

裝上量身定做的盒子后：

還是很酷的，不是？(????)

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6J1電子管電路的測試/

前面說過6J1電子管的前置放大器是為了改善音質(zhì)，但它的輸出功率不足以驅(qū)動喇叭，所以需要跟后端的功放相連，才能感受到效果。

下圖是將前置的輸出接到雙聲道TDA2030構成的功放上。為了將手機的音樂傳遞過去，額外又增加了一個藍牙模塊????????

大家可以聽聽效果，由于喇叭沒有固定，聲音太大時還是容易破音，但比起沒有加電子管前置，聲音質(zhì)感要好很多。

由于功放和前置是分開完成的，它們的電源都是單獨外接，TDA2030需要的供電電壓是9~15V，大家有沒注意到視頻最后出現(xiàn)了自制的直流穩(wěn)壓電源，那是用模電最后一章最后一節(jié)LM317實現(xiàn)的可調(diào)穩(wěn)壓電源

當然還有童靴會嫌棄上面外接的喇叭裸露在外面，于是換了一個裹上外殼的小音箱，是不是顏值超高？

聽聽效果吧，因為使用手機錄的，直接傳到微信的視頻號里了，應該是可以打開的????????

好了，作品就展示到這，下面解釋一下為什么電子管音頻放大器的聽感會更加溫暖和醇厚~~???

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揭示電子管特殊音質(zhì)的原因?/

從三個方面來解釋哦

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音色

音色由聲音波形的諧波頻譜和包絡決定。聲音波形的基頻所產(chǎn)生的聽得最清楚的聲音稱為基音，各次諧波的微小振動所產(chǎn)生的聲音稱泛音。而在泛音當中，唯有二次、三次諧波產(chǎn)生的泛音強度相對最大，直接影響到聽覺感受。人耳比較喜歡偶次諧波，基音的偶次諧波越多，表現(xiàn)出的聽覺感受就越“柔和、溫暖、醇厚”；而人耳比較排斥奇次諧波，基音的奇次諧波成分越多，表現(xiàn)的聽覺感受越“刺耳、生硬”。電子管所具有的特性，恰恰能迎合人耳的喜好，對聲音進行許多修飾。因此，我們會更喜歡電子管音頻放大器的聲音，這就是俗稱的“膽味”。

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人耳感知力

人耳對于聲音波形的不同包絡的感知能力也是不同的。人耳感知的能力會隨著包絡的變化性增強而增強。也就是說人耳對于曲線的聲音波形感知能力超過直線的聲音波形。電子管過載失真時，產(chǎn)生的是曲線的波形，而晶體管產(chǎn)生的是直線的削波。這樣，人耳就能感知更多的電子管的聲音信息，細節(jié)也就變得更豐富。

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兩種放大器的差別

電子管放大是通過控制柵極上的電壓變化從而改變由陰極到陽極上電子束大小而實現(xiàn)的，我們可以改變電子管的陽極電壓對電子束“加速”或“減速”，而且在柵極電壓作用下，電子束到達陽極時一致性變差，最終表現(xiàn)為換能速度慢，聽覺上表現(xiàn)為一種“軟”態(tài)。而晶體管放大器就不同，晶體管的放大是通過基極控制由發(fā)射極到集電極的載流子量來實現(xiàn)放大的，相對來說由發(fā)射極到集電極的載流子是基本不需要“渡越時間”的，集電極電壓也是影響不了載流子的速度，于是聲音在聽覺上相對就比較“硬”，不會有“軟化、柔和”的表現(xiàn)。

編輯：黃飛

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