cascode 5687 Power Amp (1)

V1改用 417A可以改善輸入靈敏度












春節放假，無路可走，在家 當老宅男。為免老痴，操腦一番。

Power  amplifier出力測定是拿 8 Ohm電阻，替代 喇叭當負載。
功率P公式裡，出力電壓E，跟電阻R成平方比率。




實際上喇叭的阻抗，相當於測定電阻的R，不是固定在 8 Ohms，一般自 2000 Hz 直線上升，20,000 Hz可能到 32 Ohms,  有4倍之多。
意即 需要有 2倍的電壓E，才能有同樣的出力P。





標稱 初級 5k-次級 8的輸出變壓器 OutPut Transformer (OPT)反應到初級的負載阻抗，可以是 5K，也 可以是20K，端視喇叭反應頻率時候的 阻抗是 8 或者是 32 Ohm而定。




為了取最大的出力，OPT 的 初級 Rl一般取 出力管輸出內阻 rp 的兩倍。即是Rl= 2*rp



在這個條件 Rl= 2*rp 之下，最終功率管給於OPT的電壓放大倍數，以簡單的公式：
(Amplificaton factor) u* Rl/(Rl+rp)計算,
當 8 Ohms時，  u*2rp/(2+1)rp=2u/3= 0.666u
當 32 Ohms時，  u*4*2rp/(4*2+1)rp=8u/9= 0.888u，雖然提高了0.888/0.666= 1.335倍，但是照
P=E*E/R = 1.333*1.333/4=0.445 = ~45%
20000 Hz頻率時， 只有取得 8 Ohms-200-1000 Hz頻率 的 45％
意即 高頻衰減一半以上。
想要保持一樣 ，放大倍數＝2， 功率100％，只有當 Rl=0.5rp才可能，其他Rl/rp比越大，越不利。
當Rl/rp=5 時候, P=1.14*1.14/4=0.326= 33%，高頻20000Hz衰減3分之2。

這是結構性的問題，如何補救？

阿公時代的嫁妝電唱機配有高低 音轉鈕，讓你隨意補償。
現在的百萬音響好像也沒有看到呢？
高音衰減了，大家反而說"贊"。

串接方式cascode 原理貼在頁首。
據知 3極管串接之後，相當於一支綜合管，近於5極管。
底下的輸入管放大倍數很低，放大倍數受負載Rl影響大。
上面的輸出管跟一般沒有兩樣，但是採用共柵極輸入，有接地遮蔽，因此不受米勒效應的影響，高頻保留的好，噪音也低。
一般 cascode是當電壓放大，用OPT輸出變壓器來當功率放大，不知道如何？




網站上有 Tung Sol管5687的詳細資料

http://frank.pocnet.net/sheets/127/5/5687.pdf




手上一台 Colin的 5687直交機，聲音是很漂亮，高音沒有不滿。
我要是做台 Cascode 5687，應該可以當做參考機。
下圖是Colin機的架構線路，我參考 Tung Sol參數，推算一下。
綠色是  8 Ohms impedance,  藍色是 32 Ohms impedance
結論是如右上角，框框黃底紅字部分：
Rl/rp= 5k/2.3k=2.17, 32/8 Ohms 電壓放大倍數＝1.31合乎上面的推算。






Cascode線路擬定如下圖：

輸入 V1管，工作屏壓 120 V, 偏壓設定 3.7 V, 是因為放大倍數隻有 3，工作屏壓、偏壓太低的話，會在 Class-A2，有正偏壓，柵極電流工作，雖然 5687應該也可以應付 A2。

上管V2工作 200 V, 20 mA, 屏熱耗＝200V*20= 4 W, 加上 120 V* 20=2.4 W, 雙屏一起工作，應該不會超過 2*3.75=7.5W的上限。
V2由柵極交連的信號擺幅在  +/- 8.5 V, 以合乎Class-A1的條件。超過的話，Class-A2 出 力會比 1 W大。

綠、藍色計算顯示，倍數＝2.64
32R impedance 2.64*2.64/4= 1.74= 75%  over  超過了 8R impedanc  補過頭了。

Cascoe 8.4  dB 跟 Colin 2.4 dB 相比，多出 6 dB，聽覺上  理當可以分別了。

如果以綜合管composite tube 參數 u-c=u*(u+1)= 17*18.5=315, rp-c=(u+2)*rp= 41k 計算
V.G.-composite = 315*o.04*5k/(5+41)k= 1.37 跟 1.4也近似。




缺點是 靈敏度低了， 需要 2 V-rms per W ，B+需要 高出 40 V。

紙上談兵就好了。