为什么要在电子管放大器中的真空管之后放置一个降压变压器?


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我正在研究阀放大器。我找到了以下示意图:

图片

所以输入被第一个阀放大,然后放大的信号又被第二个阀放大,对吗?

我的问题是,为什么在连接扬声器之前电压会降低?在我看来,增加阀门的电压然后再次降低电压似乎毫无意义。我可以在网上找到所有原理图。为什么?

(顶部的300V导轨与变压器有关吗?如果不是,那么它是干什么用的?)


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真空管的负载线需要降压阻抗转换。以8欧姆运行一个(小)管将产生非常低的功率。以5,000欧姆(200伏特和40毫安)运行同一根管子是一个巨大的成功。
Analogsystemsrf 18/09/17

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It seems pointless to me....因此,在扬声器端子上避开300V电位对您来说毫无意义吗?
jsotola

@jsotola我明白您的意思,但是在那种情况下,为什么首先要提供300V的电势?
Jacob Garby

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真空管操作需要电压
jsotola '18

Answers:


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这是一个阻抗问题。

管的阳极(极板)电压在很宽的范围内变化,而电流在很小的范围内变化。如果您将输出阻抗定义为

Zout=ΔVΔI

对于典型的真空管,这通常可以算出相当高的数量,大约数千欧姆。

另一方面,大多数扬声器具有低阻抗(大约4到16Ω),这意味着他们想要相对较高的电流变化和相对较小的电压变化。

请注意,在两种情况下,您所谈论的都是相同的功率(电压×电流),这就是放大器真正实现的功率-从输入到输出的信号功率增加。

变压器提供此阻抗变化。它在高电压摆幅与高电流摆幅之间进行权衡。没有它,您将只能获得实际传递给扬声器的可用信号功率的一小部分,这受电子管中相对较低的电流的限制。


来自评论:

知道300V电源轨是干什么用的吗?它仅仅是阀门的电源吗?为什么这么高的电压?

出于几乎相同的原因,需要300V电源:电子管阻抗的输出本来就很高。

6V6管的额定极板电流为50 mA(平均值),这意味着信号电流摆幅必须小于约±40 mA(峰值)。同样,该管的额定极板电压为250 V(名义上,但在这方面经常被过驱动),因此信号电压需要小于约±120 V(峰值)。

因此,输出端可用的信号功率是RMS电流乘以RMS电压,或者:

40mA2120V2=4.8W2=2.4W

如果使用较低的极板电压,则可用功率会成比例地降低。

请注意,这计算出的输出阻抗为:

Zout=120V40mA=3000Ω

要驱动8Ω扬声器,请使用3000Ω:8Ω变压器(匝数比为19.4:1),这将为您提供4.38 V RMS和548 mA RMS的扬声器。


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因此,我认为变压器基本上将阻抗降低至对扬声器正确的阻抗是正确的吗?
Jacob Garby

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是的,就是这个主意。阻抗比是匝数比的平方。例如,如果您需要1000:1的阻抗比,则大约需要32:1的匝数比。
戴夫·特威德

1
谢谢,知道了!知道300V电源轨是干什么用的吗?它仅仅是阀门的电源吗?为什么这么高的电压?
Jacob Garby

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请参阅上面的编辑。
戴夫·特威德

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有用的副产品是在动物或人接触裸露电线的情况下降低扬声器电线两端的电压。
安德鲁·莫顿

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除了Dave Tweed所说的(+1)之外,这种情况下的变压器还消除了流向扬声器的直流偏置电流,并使共模输入和输出电压去耦。

V1的极板电流在闲置时位于中心值。根据输入信号的峰值和谷值,输入信号使极板电流从中心值开始上下波动。

即使有一个扬声器与6V6的板阻抗匹配,直流偏置电流也不会通过它。变压器在通过信号的相关交流部分的同时也阻止了直流。

注意,阻抗匹配仍然是主要原因。由于无论如何都需要变压器,因此电路的设计人员利用了它还阻挡DC以及将共模输入和输出电压去耦这一事实。后一个事实允许将扬声器的一侧接地,即使变压器的初级绕组已连接至300V。


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简短答案:降低输出阻抗,以防止负载过大

为了获得良好的低音响应,扬声器为线性电动机/发电机,在反冲鼓脉冲上具有反电动势。因此,输出阻抗必须远低于扬声器。这也被称为阻尼因数= Zspeaker / Zout,在廉价的低功率放大器中只有20,在良好的放大器中只有100,在大功率放大器中只有1000。

那么,真空管放大器是什么?

  1. THat取决于管Zout除以变压器匝数比的平方。

  2. 因此,匝数比n²的阻抗减小将高输出阻抗减小到略低于扬声器阻抗。

  3. 如果没有规格,它很难猜测,但永远不会达到空心状态,但会影响到反电动势的谐波失真,不仅管子的软限制,而且阻尼系数差,对某些吉他演奏者来说“令人愉悦”,但对音频则“浑浊”。专家发挥广泛。

  4. 由于匝数比也会使电压降低n,因此电子管电压摆幅必须比扬声器看到的大n倍。

  5. 例如,因此可能有9倍的大摆幅和Vdc和/ 81降低了高输出阻抗。.也许更多的匝数比... 20; 1电压比是400:1的阻抗比,可能会导致阻尼系数<10,即差的DF因此他们经常使用16欧姆扬声器。

  6. 顺便说一句,很多电子管功放设计都比这更好。


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阻尼因子对我来说是个新闻。谢谢您的教育
逆向工程师

DF是除适用于音频以外的任何电源的负载调节误差的倒数,因此1%的负载调节误差= DF为100且DF <10意味着经常来自反电动势的负载误差> 10%,但对于稳定的CW来说也只是效率损失
Tony斯图尔特Sunnyskyguy EE75 '18

啊哈-我明白了为什么这是一个有用的指标!
反向工程师

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我需要纠正您的误导性术语。它是阻抗匹配的电源变压器不是降压变压器!

为了使您理解答案,您需要知道:
1)放大器的目的是放大功率(而不是电流或电压)。
2)真空管设备只能提供“小”电流,但可以承受高电压。
3)真空管的阻抗为K欧姆,而扬声器的阻抗约为欧姆

由于P = VI,为了在小电流设备上提供最大功率放大,必须使用设备可以处理的最大电压(这是“为什么要高压”的答案)。
由于两个设备之间的阻抗匹配时会发生最大功率传输,因此阻抗匹配电源变压器是解决此问题(以及其他答案中提到的其他问题)的理想解决方案。

由于“守恒定律” ,因此需要任何电路的电压轨。尽管信号功率被放大,但这是以电压轨提供的功率为代价的。


是的,我认为这是有道理的。那么,在阻抗变换器之前放大器的总输出阻抗就是电子管本身的阻抗吗?
Jacob Garby
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