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电子管电路设计
-- 正确选择电路元件数值
摘自《音响世界》1995 作者：赵英志 |
在设计电子管电压放大电路时，管子的动态特性曲线与工作点的选择，是一项不容忽视的问题，电子管电压的放大，在栅极电压有一微小的变化时，其屏极就会产生较大的变动，换言之，栅极电压对屏极电流的影响是非常大的， 左图中
Ep 是屏极电源，E9 为栅极电源；在栅极电路无音频信号输入时，屏流为稳定的直流，且栅压越负其屏流就越小，当栅压负到一定程度时，屏流将等于零处于截止状态，如果栅极电路中输入音频信号U时，
栅极 G 与阴极 K 之间的电位就会不断变化，屏流也随之产生变动，在屏极电路的
Rp 上，除了它本身工作电源的直流压降外， 还增加了一个音频交流压降，我们适当选取 Rp
的数值，即可得到放大的信号电压。由图 1 知道，电子管放大有两个直流回路，即l、输出回路；Ep正极与负载，Rp与屏极，到阴级再到Ep负极；2、输入回路：E9正极与阴极，到栅极，再到信号源，最后到E9的负极，我们看到，输入回路中:  Upk＝Ep-IpRp， 当 Ip＝0时 Upk＝Ep： 当 Upk＝0时 Ep＝IpRp 即 Ep／Rp。 公式为一次方， 因此它是一条直线，称为负载线，将它绘在三极管的屏极曲线上(下图的a．b)，它与横轴相交于N=Ep点，与纵轴相交于M点，且 M＝Ep／Rp，它与栅压不同时的各曲线又相交于图4b斜线的 l，2，3，4，5……各点，我们将它投影在栅压至屏流座标上，即得到一条曲线(见下图2a)，这条曲线称为三极管的动态特性曲线，利用动态曲线，便可方便地求出屏流栅压变化的情况， 动态曲线的下端是弯曲的，往上则近似一条直流， 在电压放大时，通常将工作点选在直线部分的中点， 以得到不失真放大，例如下图中，工作点应选在U9＝-3V时较宜。 在设计电子管电压放大电路时， 只要确定了所用管子的屏极电压和负载电阻， 我们就可从电子管手册中查刭该管子的屏极特性曲线， 然后作出动态曲线找到最合适的工作点，电子管电压放大增益的计算公式为： Ku＝输出电压/输入电压＝/uRp/Rp十R1 在设计胆机时，应根据要求的增益值来确定需要的放大级数；从放大意义上讲，屏极负载电阻Rp的阻值越大，在它上面得到的电压降就越大，其放大倍数也越大(Ku是电压增益)，Rp的正确选择及管子外围元件的计算，因牵扯到上述电子管动态特性曲线与工作点的选择问题，计算很麻烦；如果一味追求放大增益将Rp无限加大， 屏压也将髓之降低，增益反而会减小，右图的电子管动态曲线表给出了经计算的电子管典型电压放大应用元件值，以免复杂计算，供设计时参考，表中 Ck 与 Cj 电容为所需最小值，实际应用值可增大到100～200倍左右使用。 在推挽功率放大的倒相级中，一般不要求有太大的增益，故Rp常在50K之间选用，分负载输出后，往面一只管子的增益稍大一些， 为使倒相输出信号的对称平衡，G4 的屏极负载电阻须适当加大一些，使增益提高到与G3 相同，一般在一只双三极管做倒相时，G3与 G4 的 Rp相差在6K左右， 例如上面用27K下面则为33K，如需精确的输出平衡应使用双踪示波器， 以波形对称来确定它的阻值。  |
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