5687直接交連PP機（1-規劃篇）

DIYer自作派動手之前，必然要在紙上規劃一番。

規劃通常反反覆覆，一改再改，有時經年累月，甚至胎死腹中。

PP推挽機裡 驅動管到功率管通常是分相之後，電容交連過去，也有級間變壓器，分相兼放大，一舉兩得。

這兩樣，我都作了。

不用電容，不用級間變壓器，直接交連的PP機的線路 書上我還沒看過。

也沒有看到任何說明，為什麼不像單端機一樣，用直接交連。

幾年前曾經思考過，規劃過。

結論：事不容易，也就作罷。

PK分相法是沒有希望的，因為輸出電位相差太大。

陰極耦合分相法，可行。可能也是最好的方法，但是需要"長尾巴"的陰極電阻，或是負壓供電 或是動用半導體，這是我能力不及的。

剩下的paraphase自動平衡分相法，如下圖的 auto-balance，稍加修改，插入一個交連電容，隔離電壓，也就可行吧。

這樣直接交連到功率管勉強也算是直交機吧。

反過來說，陰極耦合分相法，一樣會牽連到一個反相用的交連電容，還是去不掉的。

 

 

上圖少畫了一個另件，照超穩"當"  down機

 

最近盤點一下 "庫存"，還有些東西，可以作個實機。

小3極管 JJ 的ECC99 做過的PP機，有"小便當機"，  "便當機",  "保不當機"。3機都還可以。

這次想換個口味，採用5687, E182CC, 7119.

For Tung Sol 5687 or
(Philips E182CC=7119), twin triode:
Pmax= 2*3.75 W, (2*4W), @ Eb= 203(204) V, Ip= 12.5(12) mA,
Eg= -9.5(-8) V, A= 16(24), rp= 3(2)k

 

5687跟E182CC=7119可以交互插用，只要考慮到燈絲電流5687會高 0.2 A 一點。

在1 kHz純電阻負載之下的輸出功率，單端機一般簡易的估算法是：

在屏流、屏壓特性曲線上，經過靜態工作點畫一條output transformer OPT的負載斜率線，讀出 屏電流、電壓最大的擺幅，兩者相乘之後，除 8.

5687單端機單屏輸出, 按照工作點選定的電壓高低，可以做到 1-1.5 W.

照說PP機等同兩屏串接，出力是單端機的兩倍，約2-3 W, 但是PP機出力一般不只兩倍，通常是單屏的2.5倍以上。

理由是 ：

1. 單端機一定要在甲類 Class-A工作，不允許屏流截止歸零，因此工作電壓的選定受到限制，不能太高，否則屏電流會截止掉。而PP 機可以在乙類Class-B工作，完全截止屏電流也無妨，屏電壓可以提得更高。
2. 按照數學嚴謹計算，可接受的失真度下，輸出最大是負載阻抗兩倍於屏輸出內阻，而在 1-4倍之間，變化不大，約 在 90％之內。但是考慮到更好的damping factor，更低的失真度，可能用到3倍。
   

但是PP機因為偶數副波可以抵銷，負載可以降低到跟內阻相等，輸出不止兩倍以上。

詳見鄭氏中文書裡寫的。

PP機輸出功率估算一樣在屏流、屏壓特性曲線上畫負載線，不同的是：

不論是Class A, Class B或是 Class AB，一律從工作屏壓/零電流那一點畫起，不通過靜態工作點，而且負載線斜率是取 OPT初級 屏對屏阻抗的4分之1.  然後取 最大屏流、屏壓擺幅，相乘之後，只要除 2, 不是除 8

 因此 4687 PP機可以做到 2.5 到 4 W.

日本達人 畫的是Class B的PP機示意圖

如果是class  A 或是 class AB 不同的只是 c, d 波形, 不會切掉下半段，而是上、下波形 class A 會呈現對稱，或 class AB 呈一大一小，不對稱而已，在e上的波形大小相加之後，還是跟Class B 相等的。

輸出功率只跟電壓有關，無關於Class A或 class  B

庫存有堅新的電源變壓器，原來要作唱頭放大用的。

只有 280 V-1 A  但有 3個燈絲供電。

可以用 6Bw4管整流.

還算適用。

 

 

輸出變壓器有 4支 單端機 迷你 TA-8037，雖然 只有 0.4 lb= 180 grams, 用在 6BM8單端機 還是嚇嚇叫。

要是把初級、次級串接起來當PP機用，會是 10k/6.4, 相當屏對屏 12.5k / 喇叭8。 這樣每屏負載＝12.5k/4＝3.15 k。   3.15k  對於 5687 內阻 2.5k來說，還算可以。

OutPutTrans, Hammond Audio Interstage P-TA-8037
3W, Pri= 5k, Sec= 3.2, Frequency resp. =100-15k HZ
Connected as 10k-ct/6.4, N=39.5,

庫存還有PT-983  更小更輕，只有0.2 lb＝90 grams, 用在 71A單端機上，高低音超好的。

把它們初級串連、次級併聯，就相當於 10k/8.

算法是：初級串連圈數加倍、次級併聯圈數不變，圈數比由 N變成2N, 反映的阻抗變成 2＊2＝4,    因此 4＊2.5k=10k。

每屏負載10k/4= 2.5k   等於屏內阻。

可以接受，輸入會更靈敏。

Output transformer AES PT-983
Pri=2.5k(dcR=133), Sec=8(dcR=0.0), N=18, rated 3 W,
2*OPT Pri in series Sec in para or Pri = 10k  Sec= 8  
Frequncy =100-40 kHz,

 

 

 

 考慮到機殼只有 5＊7 吋的話，OPT 也只有選擇 超迷你的 983了。

合照如上。雖然比十元硬幣大不了多少，要塞入 5＊7吋的機殼內，還是傷透腦筋的。

 

 一共5支管。

 

 敲定的線路如下：

紅字是無訊號時靜態工作的預估數值。

訊號以藍色、紅色旗表示偏離靜態的正、負擺幅。

 

 V1輸入管是陰極共地，不用陰極自力電阻-電容，改用LED。

LED代替電阻-電容，用在好幾台的經驗，證明功能好。既簡單又省空間，還可以當指示燈，因為本機不要電源開關，而在這裡通過的電流幾乎穩定在 7 mA, 不因為訊號變化而改變。

LED 工作電壓約再2V上下，可以應付滿載輸入訊號 0.3 V-rms  以上高度脈衝需要的允餘，因為 5687允許Class AB1, 1代表可以有柵極電流，更高的輸入。也因此採用 6DJ8低內阻、低屏負載 22k.

V1-upper屏輸出跟RCA輸入是反相的. 輸出透過Rg1=470k, Rg3=470k接共地，分得一半的反相電壓。

反相電壓透過 Cc1=0.1 uF 交連到 V1-lower柵極輸入放大，同樣產生一個跟RCA輸入 同相的屏壓輸出，達到PP機需要的分相作用，分別由 V1-upper 跟 V1-lower 直接交連輸出到5687。

V1-lower 屏輸出一樣透過Rg2=510k, Rg3=470k接共地，分得一半的正相電壓。

結果是在Rg1,Rg2, Rg3交接點上，反相的V1-upper, 跟正相的V1-lower 兩屏輸出，同等值的部分互相抵銷掉了，而殘餘大小不相等，但是同相的部分, 會相加起來，被檢出交連到V1-lowe放大。

因此V1-upper, V1-lower 兩屏輸出雖然是反相，但是輸出V1-upper大, V1-lower 小，永遠存在一個誤差值。這就是所謂的"自動" 恐怖的 "平衡" paraphase auto -balance。

如果 V1的放大倍數是＝A的話，這個誤差值大約是輸出大小的1/A。
這裡A＝22, 誤差＝1/22＝0.045 ＝ 5％ ＝＋/─ 2.5 ％可以算是相當好了。
為什麼Rg2不取 470k 要取 510k，是因為 V1-upper 輸出比 V2-lower大，稍微偏袒一下，有助於減低誤差值。這是相當然而，聊勝與無。

5687陰極共用3.3k， 只要6DJ8 靜態屏壓固定在 72 V,  幾乎決定了 屏流是 25 mA , 因為 偏壓 10 V 跟80 V 比起來，不影響大局。

5687工作在 200 V,  屏流取 12.5 mA 因為電源供應能力 100 mA 有限, 算是Class AB。

陰極電阻 3.3k 刻意不加 旁路電容，希望局部電流負迴授，有助於平衡 上下管的差異，功能像是 差動放大器一樣。而且空間也擠不下了。
OPT兩隻初級串接、次級併聯，接法應該是對的。
加上耳機插座，有助於監聽。
那個Rsp=150k 可有可無，有人說喇叭沒接開路，初級會感應高壓，破壞絕緣，估妄聽之。
不作負迴授的話，次級也不用接地。

用6BW4,,沒有把握會整出來 300 V.
濾波可以用推挽機檢約的方式，哼聲不應該很大。

所謂哼聲是指拔掉RCA輸入時聽到的 120 Hz 交流聲。
以下分析也是拔掉RCA的狀況。

舉些具體數字，便於說明，先把 Cb2/Cb3電容暫時拿掉，哼聲也排除電源變壓器感應來的部分，它跟距離成 "平方反比"。

B+2低壓直流150VDC如果殘餘1.5V-rms AC成分 經過Rp1, Rp2, 還是忠實的反應 1.5Vrms AC 輸出給 5687 柵極。

但是兩個 1.5Vrms AC 是同相等值的，有別於RCA來的訊源輸出是反相。
因此理論上，同相等值的1.5Vrms AC在後段推挽機是抵銷掉了，不應該造成太大的哼聲。
要是在單端機上 1.5V-rms AC 會跟著放大 到不可聞的程度。
例如 5687柵極偏壓是 - 10V, 送上 1.5 Vrms (相當擺幅 正/負 2.1 V）當然是 不能接受的。

要 是1.5Vrms AC 是同相，但是因為Rp1/Rp2或者 6DJ8兩屏差異引起 不等值，例如還有 0.15 Vrms AC交流120HZ,  它經過 5687 的15倍放大，輸出變壓器 (OPT) 0.028 倍數的放大之後，在 8R- 90dB/m-W 喇叭呈現了
0.15*15*0.028=0.063 Vrms
0.063*0.063/8= 0.0005 W
0.0005W*90dB/m= 0.045 dB/m (距離喇叭1m 幾乎不可聞）

至於B+1,
假設 殘餘高到 15 V-rmsAC它在正常OPT因為"反相等值"，照理也應該抵銷掉了。
如果不幸，OPT不良，沒有等值，還有 1.5 VrmaAC的話，同理，
1.5V*0.028=0.042 Vrms
0.042*0.042/8=0.00022 W,更寬鬆了。


在本圖，沒有用正常PP的OPT，而是以單端機OPT 併聯，雖然不可能在分開的兩個單端機OPT底沖殘餘AC ，但是想一想，最後還不是在喇叭的單一個線圈上抵銷掉了。

至於剛剛拿掉的 Cb2/Cb3
它們設計上是用來做訊號短路之用，目的不在濾波，雖然對濾波也有幫忙。觀念上應該要有區別。

在PP機裡，一推一挽，B 電流變化不大，不像單端機裡，低音低頻時，虛功量大，電流超大，Cb3容量不夠，B電供應不上（內阻大）電壓下降，低音就會軟腳。

有了Rb3=10k高電阻值，其實B+2 不用Zener 150 v 也可以相當穩定的。

燈絲電壓接地零電位，沒有掛正電壓。燈絲、陰極電壓差值 90-100 V是 5687的上限，200 V是 E182CC=7119 的上限. 希望開機時候，不會跳火。