這對50單端擴大機,陪伴了站長十五年,期間發生過比較嚴重的故障約是三年前有一次整流管的燈絲倒下來,直接接在屏極上,造成電源變壓器直接短路,由於是用3A速斷型保險絲,這個短路並沒有產生足夠的電流讓保險絲燒毀,當初拜託堅新繞的電源變壓器雖然很耐用,也是禁不住這樣的折磨,燒掉一隻。經過這個教訓,站長對電路安全性變得要求很高,正所謂先求不傷身,再談療效。大家常說吊燈絲的整流管聲音比較好聽,不妨檢視一下如果燈絲發生短路時,自己的愛機能否提供足夠的保護。

由於當年跟堅新很熟,所以拜託吳老闆老闆繞特殊規格變壓器吳老闆也同意,過了這麼多年,站長也不知道吳老闆是不是還記得我這個人,不好冒昧打擾。在網路上研究了一會,發現Look-T羅先生繞的變壓器頗受好評,於是跟羅先生聯絡上,請他幫忙繞兩顆電源變壓器,羅先生繞的電源變壓器沒有灌膠,是傳統EI變壓器鐵心外露的做法,必須以臥式安裝,所以機箱上面得開一 個大約90mmx80mm的方孔,1.5mm的不鏽鋼機箱實在很難搞,兩個方孔大約用去一週的時間才磨好。換上Look-T的電源變壓器有一個小問題,就是開機加負載後電源變壓器的60Hz振動聲音蠻明顯的,跟原本堅新繞的比起來頗有差異。羅先生表示應該是有無灌膠的差異,印象中大學時期在許珍孝先生那裏裝機用的電源變壓器也有類似情形,這也跟站長機器的擺放位置有關,站長的機器就在座位前面,離耳朵不到兩米,如果機器放遠一點的話這個問題應該就沒那麼重要了。

今年過年後,決定要好好整理一下這部擴大機,同時也想把張文俠先生畢生功力凝聚的810單端擴大機裝起來,湊一湊大約有十來個變壓器,跟堅新吳老闆約了個時間討論訂製細節,見面時才確定吳老闆已經完全忘記我這個人了,唉。

自從2005年以後,站長已經很少跟張文俠先生他們在一起惡搞了,這期間的電話聯絡,得知他們又發明/發現了一些新的玩法,例如平衡式抗流圈,超級電容,六角壓接端子,也找到了很多新的零件,聽說堅新的變壓器也越繞越好,趁這一次機會,我想統統用到50擴大機上。

這次的目標是:

徹底解決哼聲與變壓器噪音

改為變壓器交連

裝上好看的電流表

 首先遇到的第一個問題就是偏壓的供應方式,50真空管的工作電壓要450V,負偏壓需要-80V,所以如果採用自給偏壓的方式,高壓必須供應到550V以上,一般的高壓電解電容耐壓大都在450V以下,500V已經算少見的了,超過500V只有串聯或是換用其他材質電容,不過不論是塑料或是油質電容體積都不小,所以高壓還是以控制在500V內為佳,同時自給偏壓不太容易調整偏流,不是很容易掌握真空管的工作點,因此我決定採用固定偏壓。

固定偏壓照說其實沒啥困難,用橋式整流器整個負壓,上個RC慮波電路就輕鬆搞定,有潔癖的就再上個基納二極體把電壓穩下來,不過仔細想想這樣的做法都有些缺點,例如等效內阻過高,負壓無法調整等。調整電壓?容易啊,用LM337,的確,LM337可以很容易調整輸出電壓,可是它也有一個限制,就是輸入跟輸出電壓差不能超過40V,我定的電源變壓器最低的繞組是160V,整流完大約有220V,用LM337的話負壓只能控制在-200V左右,當然也是可以透過串聯電阻的方式先把電壓降下來,再進LM337,不過如此一來電路會相對複雜,調整範圍小,安全性也是一個問題,另想他法。

在網路上搜尋了許久,找到的資料不多,適合50用的更少,只好自己動手,目標是簡單效果好,用LTSPICE模擬了一下,成果就是如下圖:

這個電路的基本架構很簡單,輸入電壓先以一基納二極體D1降壓,再送到一個Darlington配置的PNP電晶體Q1,基納二極體主要是把供應電壓降到電晶體可以承受的電壓範圍,這個電路扣掉一些保護電路其實蠻簡單的,穩壓的能力完全靠PNP的hfe,我選的這顆最小hfe是4000,溫度越高hfe也會越高。用LTSPICE模擬的結果,輸入漣波50Vpp時,對輸出電壓的影響為0.01Vpp不到,對負載端串聯一100Vpp訊號源,造成的電壓漂動不到0.1Vpp,以這麼簡單的電路來說,效果相當令人滿意。如果必須跟功率管共用繞組,可以在D1位置多串聯幾個基納二極體,把輸入電壓降到200V以下。D2和R3是保護裝置,D2確保任何時刻Q1的集極到射極電壓VCE都不會超過120V,R3是避免可變電阻或是D3沒接時造成Q1基極電壓異常,這些保護電路或許有點畫蛇添足,不過老話一句,站長我的哲學是先求不傷身體,再求療效。

電路決定後,就要把它實做出來,由於只需要兩個,所以做成PCB不划算,直接用洞洞板跳腺,接線材料考慮洞洞板的開孔直徑,只能用到0.8mm的銀線,地線用1.5m銀線,做出來的成品如照片。右邊的端子台由下到上分別是變壓器繞組輸入(160-0-160),R1與D3(四入),可變電阻(三入),電壓輸出(二出)。

外鎖的兩個零件R1跟D3,為的是方便拆卸,可以試不同基納二極體的聲音,也可以把D3換成OB2之類的定電壓放電管。

做好以後上機實測一下,主要是擔心噪音底層,這在LTSPICE模擬看不出來,站長的這台示波器本身噪聲底層大約在30mVpp左右,接上負壓電源模組後噪聲底層並未上升很多,這說明兩件事,一是站長的示波器很爛,一是負壓模組的噪聲底層也在30mmVpp左右,再低也量不出來。

 在測試時有發生一個小插曲,有一個負壓模組的輸出噪音很大,調整時也不像另外一個模組在轉動可變電阻時電壓變化很緩慢,大約需要5秒左右才會穩定,這個現象是因為可變電阻上並聯的電容C3,調整可變電阻時,這個電容也會被充電/放電,由於電容量不小,所以需要一段時間才會到穩態。判斷這個有問題的模組並聯在可變電阻上的電容C3故障,拆下來量電容值的確低得不像話,不到1uF,換掉後就正常了。