直接交連6AS7G-part 4

 

紙上談兵，不如真槍上陣：

6AS7G工作點選在Eb=165V, Eg= -70V, Ip=75 mA。

拆船下來OPT 1600/0-4-8-16可以接成1600 或 800負載，輸出功率約3.5-4瓦。

靈敏度每輸出1瓦要輸入0.25 V-rms，應該可以CD player直入。

 

 

 

還有Hammond OPT  600/0-4-8可以接成1200 或600負載，輸出4W。

 

 

雙電源供應 ：

電源變壓器用Made in Taiwan多只串接。

以AC-70V三倍整流取的 B+1=240V。

以AC-3*70V=210V整流，再12AX7  ＋ 6AS7G調壓取得B+2=170+240=410V。

 

 

 

比較省事的電源供應：

Ebb1=+240 V-5 mA 以倍壓二極體整流，CLCRCRC得到。

Ebb2=+185 V-150 mA 以兩支6BW8配合二極體整流，LCLC得到。

燈絲供應AC =12.6 V-2.5 A掛在0-240V之間，例如150V。則12AX7-k/f=150V<180V，6BW8-k/f=420-150=270V<450V , 6AS7G-k/f=240-150=90V<300V。

直接交連6AS7G- part 3

May 27, 編輯完成

1. 電流迴授：

查了6AS7G, 6080, 6082各家資料，單端Single Ended (SE) 工作點只有一個，就是class A1, Ebb=135V, Ip=125 mA, Rk=250, 相當Eg= -31V， Eb=102V。沒有看到其他例子。

PP機資料Svetlana建議Eb= 250V, Ip= 40x2=80mA, Eg= -100V, RCA以及古聖先賢作的Eb=200-250V, Eg= - 90-125V, Ip=2x60-2x50mA

RCA不建議固定偏壓fixed bias。其他家6080, 6082說固定偏壓可行，但是要在屏極之前的回路加上保護電阻，給它15V的壓降，或者採用<混合方式>在陰極串上一個小電阻，<自立>一個7.5V的偏壓。

道理何在？

推測是6AS7G互導transconductance(g)值大( 7 mA/V)，Eg的變化1V引起Ip 7 mA的變化，eg=10V, ip=70 mA. 特別是低頻大信號時，恐怕會有震盪。

電阻加在屏極是直接的電流負迴授，加在陰極也是負迴授，但有接近A=2的放大作用，減半為7.5V。這樣可以減低震盪的風險。

檢驗以下我屬意的架構，採用的OPT常溫有220歐母直流電阻，運作時應該可以有15V的壓降當負迴授，合乎固定偏壓的要求，也並不是完全沒有<免疫力>。

低頻震盪引起motor boating開汽船普普聲，試著以具體的數據分析如下：

靜態下6AS7G屏極電流75mA由Ebb2的電源(黃色匡）提供，經過opt, 6AS7G陰極，回到電源。分到驅動管12AX7的屏流1.5mA是要由 Ebb1的電源(黃色匡）補足的。

有信號的動態之下，粉紅色的部分，無論電源供應如何接近理想，對於低頻還是存在一個阻抗，暫予Z2代表。為方便計算，以10HZ，Cb2=150 uF計算。黃色部分所含的電感 L， 電容C，電阻R 合併的阻抗，在低頻10HZ時相對的大，可以忽視不計，只計算最後的Cb2=150uF.

Z2=1,000,000/6.3*150*10=100歐母

當6AS7G柵極擺向最正值（eg= - 10V )，屏流增加約50mA，因為Ebb2供應不完美，電壓也許下降10V。

這個10V向下降的交流變化，經過Z1/(Z1+Z2)的分壓，例如Z1=Z2時，分了5V到6AS7G的陰極。原來Eg= -10V, 陰極高出柵極10V，現在只高出10-5=5V， Eg= -5V而已，屏流上升可以到7 mA/V * 5V =35mA，因為負載1600在低頻時，可能不成立，而會下降很多。屏流上升35mA，電壓降進一步下探。

這惡性循環就是電流正迴授。頻率越低，迴授越厲害。5HZ上升到10V, 2.5HZ再升到20V。

未知分析對否？因為我還沒看到有這樣分析的資料。

如果對的話，Z1, Z2低， Cb1, Cb2大，Cb1比Cb2大，應該當做是必要的目標。12AX7來的低頻也要斬草除根。喇叭發不出20HZ以下，有必要送10HZ給6AS7G嗎？

2. 低輸出阻抗的電源電壓調整線路：

第1點舉例10HZ電流變化，因為Ebb2電源供應無法完美，存在一個內阻，引起電壓的變化。列如Colin的供應線路，在相當Cb2（Colin的C2=100uF)之前的choke L2＝8H=6.3*8*10=500歐姆，早已成為一串內阻的頂頭，後頭還有接地的C1=100uF跟一串LC、整流管。超過500歐姆，所以說：只算Cb2=150uF=100歐姆。

很低的內阻可以由voltage regulator提供。例如下圖12AX7配合6AS7G。事實上6AS7G就是要當做這樣串接用的，在低的工作電壓30-50V就可以有大電流200mA通過。

啟始狀態，電源DC整流、濾波還在建立之中，12AX7柵極，6AS7G陰極還是在藍色的低電位（Ebb1= ), 12AX7在截流下，6AS7G柵極、屏極在同一個高電位，6AS7G相當於二極整流管，完全開放。

有了負載（黃色部分Loading），達到平衡狀態就如同圖中標示的。作用解釋如下：

當負載變化，電流需求增加，B+290V低下時，12AX7柵極從R2 R3分壓檢取到98V以下的電壓，跟陰極Zener參考壓100V，相比，柵極偏壓走負向增加，電流減低，屏壓上升，6AS7G柵極偏壓走正向減低，增加了屏流，補回B+，達到新的平衡點。

Ck3有助於B+交流連波的消除。兩屏併聯時，Rx有必要串接，消除兩屏的失衡。

提高Zener參考值，採用高倍數5極管，對調整功能會有幫助。

那麼後段負載看到前段的電源供應，其內阻是多大？

6AS7G可以當成cathode follower 看，有R2 R3負迴授的放大電路

看到的是6AS7G內阻<300, 加上串接的整流、濾波部分，一起算它500好吧。因為12AX7的放大作用，算它50倍；500縮小為500/50=5歐姆。

總之，內阻只有個位數而已，不再是百位數。也不跟低頻成比例增加了。

6AS7G有了緩慢升壓的功能，整流管應該可以二極體取代，少一個整流管的電壓降30V.

陰極有了不同的電位：12AX7 有Ebb1=240V,以及 Ebb1+100=+340V兩個，6AS7G有Ebb1=+240V, B+=( Ebb1+Bbb2)=+> 420V兩個。 燈絲電壓要掛在330V。

3. 工作點：

典型的單端class A1工作點，像是2A3，負載RL是內阻ri=800的3倍=2400，圖中那條斜線。靜態工作點Q選在Eg= -43.5V, 正負擺幅0-87V之間，維持有電流Ip=120-12 mA , Q點250V*60mA=15W 則用到屏散熱上限15W。

。

6AS7G內阻<300, 手上現有的opt =1600/0-8-16可以接成1600 或 800. 單端Single Ended (SE) 工作點選在 Q5, Eg=-70V, Eb=165V, Ip=75-80 mA, 散熱＝165V＊80mA=13.2W, 好像在合乎像2A3等的慣例。

這Q5也差不多是colin提到的工作點。

那為什麼廠家只提Eg= - 31V, 較深的-45, -60V不提？我找不到說明。只能推測互導高G=7mA/V, 對於低頻電感負載，負載線很陡，已經不是800斜線，可能無法維持class A工作，Ip有截流、成為class AB。

Q1, Q4是這個架構之下，變化Rp可以工作的兩個極端。

12AX7工作點，負載低，放大倍數小，擺幅正負不對稱，對照註記的紅色數字，反而有利。這好像言之成理吧？

上圖紅字打出6AS7G由工作點Q5依循負載線RL=1600時，柵極接受到來自12AX7的信號能夠輸出的擺幅e0（小字e代表交流，o 代表輸出Output。

左邊eO打 錯了。應該是eO=60 - 165 = - 105V才對，是負向擺幅。

右邊的是正向擺幅 + 110V。

如果負載改為800（8 歐母喇叭改接output transformer 端子為 1600/16 ），輸出會較大，但是正向擺幅到Eg= - 165V, 屏電流有可能截止，不完全是class A工作。

直接交連6AS7G-part 2

0.基本線路分析：

上面線路圖裡，Ck, Cb1, Cb2三個電容，在可聞的音頻訊號範圍20HZ-20KHZ，可以看成短路、通過的。
因此12AX7的陰極，6AS7G的陰極，輸出變壓器OPT的B+DC電源Ebb2單就訊號而言，是跟共地ground-chasis 是一起的。
也就是12AX7訊號環圈裡有電容Ck跟Cb1。
6AS7G環圈裡則有Cb2 .
如果Cb1, Cb2沒有充分短路通過的話，會有迴授。
這是相當直接的交連方式。

12AX7 跟 6AS7G還是要透過電容Cb1才能交連的，不過還是稱之為<直接交連>吧！只要是有雙電源Ebb1跟Ebb2, 就一定有Cb1的交連電容。

1. 特性曲線跟工作點：

12AX7分別為：

Eb=195 V, Eg= -1.5 V, Ip=2x1.1=2.2 mA, Rp=40/2=20k, E0=-65V-0-+40V p to p

Eb=150 V, Eg= -1.5 V, Ip=2x0.5=1 mA, Rp=180/2=90k, E0=-105V-0-+80V p to p

Eb=100 V, Eg= -1.0 V, Ip=2x0.5=1 mA, Rp=200/2=100k, E0=-70V-0-+60V p to p

6AS7G

挑紅、綠、橙3個工作點，估計輸出功率。

紅：

Eb=125 V, Eg= -45 V, Ip=100 mA, load= 800 Ohm, P = 2.7 W

綠：

Eb=150 V, Eg= -60 V, Ip=80 mA, load= 800 Ohm, P = 5.8 W

橙：

Eb=195 V, Eg= -90 V, Ip=65 mA, load= 1600 Ohm, P = 6.5 W

紅的線性較好，但出力較小。

這裡負載線是以純電阻性畫出來的，只能供推算的參考而已。實際喇叭是電感性，電抗也不是固定的，額定8 Ohm只呈現在1KHZ附近而已。不必太認真。

我可以把Rp=100k分為兩個，有中接到6AS7G取得12AX7適當的負載跟6AS7G需要的負偏壓。
但是出力只分得一部份，較小。

2.傳統自力偏壓，單一電源供電：

製作簡單，但機子會很燙。

陰極電阻要大瓦特數。

p-2/2電源部分，多加一支6AS7G、一支12AX7做直流供電穩壓，供電內阻會是最低。

高壓供電靠SWb晚一點。

可能性能表現會最安定、正點。

3.違反傳統的直接交連：如下線路圖P-1， P-3, P-4 (P-2除外）

3.1

如下圖p-1, 12AX7信號途徑只過Ck， Cb1兩個電容，6AS7G只過Cb2 (假設電源Ebb1, Ebb2內阻小到可以忽略)，信號只落在Rp電壓降，12AX7跟6AS7G完全同步變化。

3.2

Rp改大時，給於6AS7G柵極信號以及工作偏壓加大，反之Rp小，12AX7放大率voltage Gain小，6AS7G偏壓小。增或減Ebb2電壓，則提高或減低6AS7G的工作電壓及輸出功率。

3.3

Ebb2再低也要維持6AS7G 工作在class A，再高也不能超過6AS7G的散熱13W。

3.4

6AS7G沒有自力偏壓的功能，完全沒有<免疫力>。不能拔掉12AX7而且要比6AS7G先送上高壓DC。有必要裝保險絲，以免燒6AS7G或輸出變壓器。

3.5

Ebb1對低頻要充分接地，否則Ebb1有＜殘餘＞低頻信號的話，透過6AS7G的陰極（相當共柵極）會有＜正迴授＞，引起低頻震盪，所謂的motor boating開汽船仆仆作響。

4.等同第2點傳統自力偏壓，但提高DC電壓：

如下P-2

5.等同第3點的完整線路：底下P-3, P-4

5.1

為減低motor boating的風險，Ck＝50uF，減少12AX7低頻的放大率（陰極電流負迴授）

5.2

加大Cb4a=200uF, 減低低頻在B+1上有<正迴授>, 能夠<交流接地>通ground。

5.3

6AS7G有必要加一個1k grid stopper在柵極之前 及一個10 Ohm在陰極之前（順便監測電流)，有助於防止震盪。

5.4
Rp可以試驗高低值，由90k到20k。
參見前頭12AX7曲線畫的20k負載線，放大倍數雖小，輸出peak to peak 45-0-45 V也確實。
訊號eg= 0 - 1.5 - 3.0 Vpeak to peak= 1.5V正、負相，相當的 輸出是eo= (130-195)= - 65V負相， (235 - 195)= +40V負相, 剛好對應6AS7G的要求。
也就是：6AS7G的Eg=(45-40)=5V正相， 到Eg=45V中點，再到Eg=(45+65)=105V負相, 對照出來的6AS7G的輸出e0-=(55-125)= -70V負相, e0+=(195-125)= +70V正相, 輸出的正、負值，剛好都接近70V。失真降低。
輸出功率還比原來估計的大出很多，幾乎有3W

不信的話，把6AS7G畫的紅線延伸到Eg=- 105 V就算得出來。

-70V to +70 V擺幅＝70/1.4＝50 Vrms to Output transformer, 50V/10= 5 V to 8 Ohm speaker， power =5x5/8=3W.

這該叫歪打正著吧？
Rp=20k, 12AX7輸出阻抗是兩屏併聯內阻30k並Rp=20k，等於12k。part 1估計輸出阻抗＝20k時，高頻-3dB= 160k，因此輸出阻抗降低為12k時，高頻-3dB上升為266kHZ，可以滿意。

5.5

資源有限，output transformer, heater transformer， chokes, Cb1, Cb4鋁罐電容，用大和艦＜拆船貨＞. Power transformer 拆船貨還不夠，要再買made in Taiwan的串接疊羅漢。

5.6

電源電感輸入choke input LC，只要第一個choke流經的電流高過最低要求值（見前頭圖說），就達到<恆流>constant current flow，擺脫電容輸入capacitor input脈沖電流、高壓DC輸出的現象。第二個choke連同之前、之後的capacitor，其作用不過是有助於交流濾波的平滑化、提高DC電壓而已。對於280 V, choke=1.5H 這裡要維持 120 mA以上就可滿足恆流的要求。

5.7

12AX7需用的B+1是用diode整流，比6AS7G需要的B+2用6BW8管整流快，保證Rp先有電流、有柵極負偏壓。

是因為沒有5V燈絲變壓器之故, 用兩支6BW8, 好過一支。

5.8

只欠機殼，一堆100 uf-350V電容。

直接交連6AS7G-part 1

6AS7G 跟417A大小相比

1.天生麗質：

上示RCA手冊提到這支6AS7G適合高傳真音響放大器裡當作Class-A push pull用。

下面其他文獻則說作direct drive , single ended單端直接交連放大器，有例可循。

6AS 7G is a double triode with special properties. The AC anode resistance is very low at 280 Ohms and the mutual conductance is considerable at 7.5 mA/V. This valve could be used in low voltage power supplies as a series pass device or it could be used for a direct drive audio amplifier. It would be useful to know its exact design use. The literature gives a single ended audio amplifier as its use.

each anode is a pair of finned flat U channels either side of the cathode assembly. The main picture shows the anodes for one triode side on.

註記：6080, 6082跟6AS7G特性一樣。

2. 簡單的級間變壓器交連：

我DIY之前曾請教過Colin。Colin建議驅動部分採用一級放大、極間變壓器inter stage transformer (IST)交連，而且PP比SE適合。如果要一級放大近80-90倍，直接交連驅動，工作在Eb=170V, Eg=- 80V以上，則太難太難了。

我照建議作了級間變壓IST交連SE機<大和艦>及PP機<管子艦>，不同的是工作點遵照RCA古方Eb=100 V很低, Eg= -25 V不高, Ip= 100 mA較高 。

SE機輸出也夠力，不像是只有1-2W。可能是IST允許class-A2, 訊號擺幅大，也就是允許有Eg=正值, 6AS7柵極有電流的緣故吧？

證實PP機class-A比SE機的低音明顯厚實、不鬆垮。

以我有限的資源，有限的空間，沒有Stein Audio Museum，只能把<大和艦>拆了，只留PP機。

3.挑戰一級放大、驅動直接交連：

3.1

只要是驅動前級管腳直接通到6AS7G的管腳（允許grid stopper=resistor）， 都承認它是直接交連。

3.2

我希望一級放大可以接受低到1V-rms以下的訊源，如CD player, 電腦音效卡, 而不是依靠灌水高過2 V-rms的訊源。

3.3

如果像IST-SE機一樣，接受低壓工作點Eb=100 V, Eg=-25-30V, 那就沿用<45-2A3姊妹機>一樣的架構，417A(5482)放大25-30倍直交驅動，而且還比45-2A3的Eg= -50 V容易應付, 本文可以打止了。

3.4

不滿足的話，就再操腦下去吧！

4.條條大路通羅馬？

4.1

先想到的是5極管放大，像是底下用低噪音的EF86，電壓放大Voltage Gain(VG)可以到90。

但是噪音匯集、偏向於低頻，即使號稱低噪音，恐怕也不能聽的。

像是Mullard 5-20直交，要是拿掉negative feedback(NF)， 恐怕不能聽了。

接受NF的話，也是一法。

4.2

輸出阻抗高，但是VG超高的cascode如何？

仔細看下面的線路圖例， 上半跟下半3極管是透過330nF交連起來的。

上半3極管作共柵極放大。cascode實是兩級放大。

有作弊之嫌，違反前提定義，理該放棄。

4.3

最後1招是回歸傳統的3極管放大。

依照RCA手冊表例，12AX7管， VG可以做到60以上, 缺點是內阻高到60k Ohms以上。

如果做cathode follower隨偶輸出，或做Series Regulated Push Pull(SRPP)，輸出內阻就很低，但是已經牽涉到兩段放大，有違前提，不採用。

12Ax7一支雙屏並接，內阻降到30k, 再依負載高低，輸出阻抗可以降到20k。

以下試算高頻-3dB的截止KHz。

12Ax7看到6AS7G輸入的電容有三。
1.
柵-屏極的米勒電容=C-gp乘上（1+A)，C-gp=10.5 pF (micro-micro F)， A＝放大倍數，當屏負載時約＝1.5, 則米勒電容＝26 pF. ( 要是做隨偶負載時 A小於1)
2.
柵-燈絲+陰極的電容 6.8 pF算它＝7 pF.
3.
潛佈電容依照燈座、引線、空氣,--而定，我不知道，有人估個位數pF.

三樣併聯、加起來算它一共50 pF。

這是12AX7看到的6AS7G輸入電容，這對於高頻是短路衰減，失去了放大作用。

對於20K輸出阻抗50pF電容，-3dB的截止高頻，是：

2-pie x 20,000 Ohms x 50 Pf 倒數 =160 kHZ。

160 KHz不高，雖不滿意，但可接受。

6AS7-IST-PP管子艦

管子艦 by Stein May. 2008

0. 命名：

世事紛擾，還是T.I.Y. Try-It-Yourself吧！

狗頭機、小便當機、大便當機、保不當機、三支全壘打機、百賺機、不摔機、不電人機、五球十燈機、龍鳳機、水雞機、發久久機、發不久機、大恐龍機、小恐龍機，大和艦機，這叫管子艦。

管子艦

2x13W<雙三極>功率管6AS 7G一支才美金 5元。 比起一支美金幾十元的45, 71A , 2A 3, 300B等等<單3極>功率管是很賤的。

一年前拿一支6AS 7G做一台單端機，David幫我取名<大和艦>，這次拿兩支做PP推挽機，一樣是inter-stage transformer架構，同樣大小的長條機殼，一深藍、一灰白，因之取名<管子艦>，配成<姊妹艦>。這隻艦想掛在電腦後頭的牆上，因此後面平整、操作開關、接線設在前面。

左邊這塊100 mm x 150m m x 75m m的空間裡塞下4個inter stage transformers, 3個開關，3個插座，引線密如蛛網，焊接點多如繁星

1. 兩支整流管

6AS 7G起源是當series past tube for regulated power supply, 應該不怕快速整流的半導體，不必管子整流，如同<大和艦>。PP推挽機電流小，也不必用上兩支整流管5U4。但是韓信點兵、多多益善，裝上兩支力大如牛，拔掉一支，照常運作。

2..電源開關

開關是ON-OFF-ON，雙極兩投DPDT，<下投>先加熱燈絲，有LED橙色指示燈，過10幾秒，再<上投>加熱整流管，直熱管5U4約3秒，旁熱管GZ34約20秒就可以上升到高壓直流電，亮起兩支417A管子的陰極電流紅色LED指示兼自力偏壓。

3.扼流圈choke

本地製的自耦變壓器0-110-220 V-50W一只 100元台幣，拿來當choke。可以耐電壓400 V吧？只是未知電感如何？實際拿中間抽頭做兩段電感輸入LCLC時，300 VAC得到270 VDC，稍嫌不足，改接成一段LC輸入，得到240 VDC相當滿意，用探針觸摸，有很輕微的機械震動。雖然便宜又大碗，不值得，試用之後，就拆掉了，換上Hammond choke 1.5H-200mA。

4. Hammond inter-stage transformer

這Hammond inter stage 10k/90k, N=3, 在<大和艦>上，高頻、放大倍數滿意。為了維持跟單端機同樣的放大倍數，採用初級併聯、次級串連，可以接受LP唱片–RIAA的輸出信號0.2 Vrms。負載5k還配得過417A的內阻2K。

5.喇叭、耳機兩用

電源變壓器、扼流圈跟inter-stage、output transformers各居一端，互不干擾。串接150歐姆到耳機、功率剛好、也沒有哼聲。

6.四段喇叭選擇開關

喇叭負載有4 ohm-8 ohm-16 ohm-mute 切換選擇開關，立竿見影。

7.切豆腐

單端機<大和艦>低音已經夠大港了，推挽機<管子艦>更是超級大港。推兩音路的Visonik David小喇叭，不費吹毫之力，像切豆腐一樣。聲音很傳真，動態大，高音沒有不滿。

8. <管子賤>？<管子艦>其實不賤！

線路設計在Oct. 2006開始，動手在Sept. 2007，完工在Oct. 30, 2007, 是 孫女的周歲生日。

兩支整流管,power transformer, on-off-on switch












9.改善
原機是工作在class AB，Eb=140V, Eg=-65V, Ip=40 mA.
偏壓探底負值會裁切電流，雖說PP機無所謂，聽起來還是比<大和艦>SE機做class A差了一點。

昨天把他改成class A, 添加一個Hammond choke 分攤50 mA。
工作點電流加到最大Eb=150V, Eg=-60V, Ip=50 mA.
聽起來順耳一些。
同時拿掉一個IST。放大少一半，也沒有不夠之感。
線路圖上亮綠色的是更改的部分。