2024年5月9日发(作者:商天晴)
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谈谈OT L耳
口李
随着近年来对电子管耳机放大器感兴趣的朋友越来
越多,感觉非常有必要系统地阐释一下电子管OTL耳放用
胆、线路与声音,以我粗浅的认识,能够为喜欢电子管
0TL耳放的朋友,特别是刚刚接触电子管的朋友。提供一
个整体性的认识。
一
万
器。
与晶体管、集成电路耳机放大器相比。电子管0T L耳
机放大器线路简洁明了,所用元器件不多,但声音却别
有风味;与带有输出变压器的电子管耳机放大器相比.
0TL耳放成本低廉,阻抗匹配容易(耳机阻抗分布较广
泛,而输出变压器次级如果绕组过多、阻抗差距过大.
其整体素质必然有所下降,再考虑到成本因素。制作适
、
T1.胆耳放概述
所谓0TL(0utPut T r ansfo rme r LeSS),就是无
应多种阻抗耳机的输出变压器并不上算。对业余爱好者
来说,也颇具难度),性价比显著。因此,近年来,电子
管OTL耳机放大器得到了越来越多的耳机发烧友的关注、
认同和使用。
输出变压器的意思。因为电子管的内阻比较高。而现代
电声技术发展出的喇叭,一般都是4n、8n、16n。这就
需要输出变压器,输出变压器在电子管放大器系统中起
着阻抗变换、隔离直流等功能。 台售价不菲的电子管
功率放大器,其输出变压器的身价就可能占整机的l/3。
甚至一半,可见,优质输出变压器的绕制并不容易。20
世纪50年代,一些电子电气科学家和工程师不断探索和
创新,设计出了电子管0TL的功率放大器,历史上,第一
个电子管0TL功放驱动的喇叭,其阻抗高达50O.Q。后来。
随着晶体管、集成电路的 起. “笨重”的电子管功放
日渐式微。晶体管放大器继承电子管放大器的优良传统。
加之内阻极低,很容易地发展出了一系列的0TL、0C L放
大器,去掉了输出变压器这个“庞然大物”。然而,近年
来,耳机发烧的兴起,为电子管0TL放大器找到了新的空
间。这是因为,高保真耳机的阻抗一般都在30-3O0n之
间,有的高达6009,(如口碑很好的AI<G K240DF)。远高
于喇叭的4n、8n,加之驱动耳机所需要的功率非常小
需要注意的是0TL放大器的输出有两种形式。一种为
电容耦合,也称为交流输出。另一种为无电容输出
(oc L)、直流输出,本文只涉及电容耦合。有关胆0C L线
路,本文不予讨论。
=、 rL胆耳放线路基本构架
与复杂的晶体管0TL耳机放大器不同的是.电子管
0TL耳机放大器线路构架非常简单。由于驱动耳机所需要
的输出电压不高,且对相位要求也不高,电子管0TL耳机
放大器一般来说只有两级构成。一级为输入级。承担电
压放大功能,也是电压放大级,一缀为输出级,承担输
出功率驱动耳机的功能。两级具体情况分述如下。
1.输入级(电压放大级)
电子管的电压放大线路常见的有共阴极放大、SRPP、
差分等,见图1。在OTL耳放中。常用的是共阴极放大和
SRPP。因为共阴极放大被誉为最有“胆味 的线路,所
(般为十几毫瓦到几十毫瓦),人们可以使用电子管方
便地制作出输出阻抗能够适应3OD,以上的OTL耳机放大
2007年第1期 ’ 、、 1
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图1 电子管电压放大级常用的三种线路
以得到了广泛应用。
一
自特性不同,应用的线路也有差别,声音取向也各有千
秋。
2.功率输出级
个普通的三极电子管内有三个极.分别是阳极
(又称屏极、板极)、栅极和阴极。在共阴极放大电路中,
阳极加电后,电子在电场的作用下。从阴极向阳极发射,
电子管导通:同时,电压信号从栅极输入,从阳极输出,
由于栅极距离阴极要比阳极距离阴极近得多,所以,在
阳极电阻的作用下。栅极一个小的电压变化,将可能导
致阳极输出电压信号很大的变化,
这就是电子管共阴极放大线路电压
电子管0TL耳机放大器的输出级.要求输出阻抗尽可
能的低。静态工作电流尽可能大,以适应不同阻抗耳机
的要求。输出级最常见的线路是阴极输出器,又称为电
压眼随器。顺名思义。阴极输出器没有电压放大的功能,
放大的基本原理。需要注意的是,
阴极放大线路中.栅极输入信号
和阳极输出信号的相位刚好相反。
好在耳机对此并不敏感,所以,绝
大多数的设计中,都只采用了一级
电压放大。
电压放大部分对电子管的要求
是,要有较高的放大系数,至少应
用中 管,放大系数在10以下的管
图2共阴极电压放
大的基本原理
子,不适合用作此级;静态工作电
流不一定很大。一般在1mA-5mA左
右:输出电压足够驱动输出级的栅
极等等。一般常用的电子管为双三
极管和五极管,前者如国产的6N1、
6N2、6N3、6Nll等。进口型号如
1 2AX7、 12AU7、 ECC88、6922
等,后者如国产的6J1、6J4P等,
进口型号如6AK5、EF86等。它们各
图3普通阴极输出器的两种形式
实用影音技术
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图4三种推挽输出的线路
其放大倍数般≤l。在阴极输出器中,被放大的电压信 放大作用,与SRPP相比,它们的输出阻抗更低。
功率输出级对电子管的要求是,内阻尽可能小,跨
导尽可能高。静态工作电流尽可能大(一般在lOmA以
上,有些电子管如6Cl9、6AS7能达 ̄U8OmA)。常用的电
号从栅极输入,从阴极输出。普通的阴极输出器在应用
中有两种形式,一种为阴极电阻直接接地型,另一种为
抬高阴极电位型。一般来说,后一种线路应用比较多,
主要原因包括输出阻抗匹配、驱动电压以及与前级电压
放大所需阳极电压匹配等。
子管有双三极管、单三极管、功率四极管、功率五极管。
双三极管如国产的6N11、6N6、6N5 P、6N1 2 P、6N13P
等。进口管如ECC88、6922、5687、12BH7、6AS7、6080
许多发烧友对普通阴极输出器的声音表现并不满意。
于是,推挽线路得到了应用。在推挽线路中,最常见的
是SRPP、WC F和纯推挽线路,由于SRPP输出阻抗不太
高,尤其是应用低内阻 、高跨导电子管的时候,其输出
阻抗可以应付中高阻耳机;后面两种线路,都没有电压
等;单三极管如国产的6C16、6C19等,进口的如7 223、
1 2B4等;功率四极管如国产的6P1、6S6、6P1 2 P、
6P13P等;功率五极管。如国产的6P9 P、6P14、6P15
等。进口的如6CL6、6AG7、EL84、EL86、1 2BY7等。
图5 两种常用的级间耦合形式
2007年第l期< 矾
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3 级间耦合形式
I.三极管
电压放大级与功率输出级之间的耦台形式有两种,
三极管包括单三极管和双三极管,它们有的可以作
种为直接耦合。一种为电容耦合,两种各有特点。直 为电压放大。有的可以作为功率输出。单三极管较为少
耦的好处很明显。就是去除了一个电容的影响,使整机
见(其实存量也不少),应用也不多,这里以双三极管为
更简洁,但缺点是,如果电子管工作电压较高,就可能
主来说明。世界各地的发烧友经过长期探索,对不同电
会影响到功率输出级电子管阴极与灯丝电位差(一般来
子管形成了相应的线路和管子搭配,这里一并介绍。
说.旁热式电子管阴极与灯丝之间的电位差不能超过
(1)6N1/6N11类电子管
100V),同时也会带来电源功率的增加。电容耦合的好 6N1和6Nl1的管脚定义相同,但是,6N1的灯丝电
处是隔绝了前后级之间的相互影响,工作点比较稳定, 流却高达600mA,两者的特性曲线相差也比较大,不过,
降低了阳极供电电压,从而降低了电源功率,同时,通
可以将其近似地归类,主要是因为这类电子管既可以作
过更换耦合电容。还可以获得所需要的音色。
为电压放大。也可以作为功率输出,能够驱动中高阻耳
图5左边为一级共阴极放大直耦并联阴极输出,可以 机。这类管子进口型号非常多,与6Nl1对应的包括
看到,因为直耦,阴极输出器的阴极电压比较高,由于
ECC88、E88CC、6DJ8、6922、CCA等。与6N1对应的
并联。电流也比较大,所以,采用了多个电阻并联的形
包括ECC85、6N1 P、6AQ8等。需要注意的是。这些电子
式.以利散热。图5右边为一级共阴极放大、电容耦合 管的灯丝电流不完全一样,不一定能够直接代换。
SRPP输出。
典型的应用线路为一级共阴极放大直耦并联阴极输
当然。在某些情况下,一般必须要使用某种特定的
出以及Ho rgan Joans线路(级共阴极放大直耦WCF输
耦合形式。比如,共阴极放大驱动wcF输出,一般情况
出,一般简称为 HJ 线路)等。
下。两级之间为直耦,这是因为WC F上面的电子管需要电 常见的管子组合除了6N1/6N11同类管子组合以外。
压放大级提供较高的对地栅极电压。再比如,差分放大
还有6N11+6C19、ECC88+6AS7等。
驱动纯推挽输出,一般情况下,两级之间为电容耦合。
图6、图7为国外发烧友使用E88CC制成的HJ耳机放
三、OTI胆耳放用胆分述
大器。
图8为J.Brosk1 e设计的用6个6922构成驱动低阻
下面根据常见的国产电子管型号,来分述电子管OT L
耳机的线路,此线路为差分放大,直耦并联阴极输出。
耳机放大器的用胆与线路。需要说明的是,本文的分类
由于6922内阻低、跨导高,所以,三个并联可以驱动低
仅为了便于说明OT L线路,并不代表 同类 电子管可以
阻耳机。
互换。
图9为我根据他的设计,使用6个国产6Nl1制成的
图6 国外烧友使用3d'-E88CC ̄]成的MJ耳机放大器 图7 3个E88CC制成的MJ耳放照片
实用影音技术
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囤8 J.Broskie¥ ̄计的用于低阻耳机的放大器
双电源、分体式纯胆耳放。这线路为差分放大直耦并
联输出,输出电流大(30mA)。输出阻抗低。整流采
用国产老南京的6U5C(6Z5P)。图片为10个电子管灯
丝点燃:日寸的辉煌场景,这红红的灯光,传递了一种温
暖的韵味。
(2)6N2/6N4类电子管
这类电子管为高 管,电流小,只能作为电压放大。
这是一种热门管,常匹配功率五极管,制作成高品质的
耳机放大器。6N2的灯丝只能用6.3V供电,而6N4既可
以用6.3V,也可用12.6V供电。进口可替换的管子型号
包括12AX7、ECC83等。这种管子被认为是最具 胆味
的电子管。典型应用线路为共阴极放大,电容耦合
图9使用64"6N11的分体式、双电源纯胆耳放
6P14/EL84阴极输出。
图lO为日本发烧友设计的ECC83并联蕞阴极放大, 之处在于,在ECC83的阳极,没有使用电阻,而是用了
电容耦合EL84阴极输出的耳机放大器线路。这个线路据 PN P构成的恒流源作为负载。恒流源负载的使用,充分发
说是一个获奖线路。这个线路与普通的共阴极放大不同
挥了Ecc83高 管的特性。【
图10 ECC83并联共阴极放大(带阳极恒流源)电客耦合EL84&q极输出的耳机放大器线路
.
2007年第1期<
2024年5月9日发(作者:商天晴)
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谈谈OT L耳
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随着近年来对电子管耳机放大器感兴趣的朋友越来
越多,感觉非常有必要系统地阐释一下电子管OTL耳放用
胆、线路与声音,以我粗浅的认识,能够为喜欢电子管
0TL耳放的朋友,特别是刚刚接触电子管的朋友。提供一
个整体性的认识。
一
万
器。
与晶体管、集成电路耳机放大器相比。电子管0T L耳
机放大器线路简洁明了,所用元器件不多,但声音却别
有风味;与带有输出变压器的电子管耳机放大器相比.
0TL耳放成本低廉,阻抗匹配容易(耳机阻抗分布较广
泛,而输出变压器次级如果绕组过多、阻抗差距过大.
其整体素质必然有所下降,再考虑到成本因素。制作适
、
T1.胆耳放概述
所谓0TL(0utPut T r ansfo rme r LeSS),就是无
应多种阻抗耳机的输出变压器并不上算。对业余爱好者
来说,也颇具难度),性价比显著。因此,近年来,电子
管OTL耳机放大器得到了越来越多的耳机发烧友的关注、
认同和使用。
输出变压器的意思。因为电子管的内阻比较高。而现代
电声技术发展出的喇叭,一般都是4n、8n、16n。这就
需要输出变压器,输出变压器在电子管放大器系统中起
着阻抗变换、隔离直流等功能。 台售价不菲的电子管
功率放大器,其输出变压器的身价就可能占整机的l/3。
甚至一半,可见,优质输出变压器的绕制并不容易。20
世纪50年代,一些电子电气科学家和工程师不断探索和
创新,设计出了电子管0TL的功率放大器,历史上,第一
个电子管0TL功放驱动的喇叭,其阻抗高达50O.Q。后来。
随着晶体管、集成电路的 起. “笨重”的电子管功放
日渐式微。晶体管放大器继承电子管放大器的优良传统。
加之内阻极低,很容易地发展出了一系列的0TL、0C L放
大器,去掉了输出变压器这个“庞然大物”。然而,近年
来,耳机发烧的兴起,为电子管0TL放大器找到了新的空
间。这是因为,高保真耳机的阻抗一般都在30-3O0n之
间,有的高达6009,(如口碑很好的AI<G K240DF)。远高
于喇叭的4n、8n,加之驱动耳机所需要的功率非常小
需要注意的是0TL放大器的输出有两种形式。一种为
电容耦合,也称为交流输出。另一种为无电容输出
(oc L)、直流输出,本文只涉及电容耦合。有关胆0C L线
路,本文不予讨论。
=、 rL胆耳放线路基本构架
与复杂的晶体管0TL耳机放大器不同的是.电子管
0TL耳机放大器线路构架非常简单。由于驱动耳机所需要
的输出电压不高,且对相位要求也不高,电子管0TL耳机
放大器一般来说只有两级构成。一级为输入级。承担电
压放大功能,也是电压放大级,一缀为输出级,承担输
出功率驱动耳机的功能。两级具体情况分述如下。
1.输入级(电压放大级)
电子管的电压放大线路常见的有共阴极放大、SRPP、
差分等,见图1。在OTL耳放中。常用的是共阴极放大和
SRPP。因为共阴极放大被誉为最有“胆味 的线路,所
(般为十几毫瓦到几十毫瓦),人们可以使用电子管方
便地制作出输出阻抗能够适应3OD,以上的OTL耳机放大
2007年第1期 ’ 、、 1
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图1 电子管电压放大级常用的三种线路
以得到了广泛应用。
一
自特性不同,应用的线路也有差别,声音取向也各有千
秋。
2.功率输出级
个普通的三极电子管内有三个极.分别是阳极
(又称屏极、板极)、栅极和阴极。在共阴极放大电路中,
阳极加电后,电子在电场的作用下。从阴极向阳极发射,
电子管导通:同时,电压信号从栅极输入,从阳极输出,
由于栅极距离阴极要比阳极距离阴极近得多,所以,在
阳极电阻的作用下。栅极一个小的电压变化,将可能导
致阳极输出电压信号很大的变化,
这就是电子管共阴极放大线路电压
电子管0TL耳机放大器的输出级.要求输出阻抗尽可
能的低。静态工作电流尽可能大,以适应不同阻抗耳机
的要求。输出级最常见的线路是阴极输出器,又称为电
压眼随器。顺名思义。阴极输出器没有电压放大的功能,
放大的基本原理。需要注意的是,
阴极放大线路中.栅极输入信号
和阳极输出信号的相位刚好相反。
好在耳机对此并不敏感,所以,绝
大多数的设计中,都只采用了一级
电压放大。
电压放大部分对电子管的要求
是,要有较高的放大系数,至少应
用中 管,放大系数在10以下的管
图2共阴极电压放
大的基本原理
子,不适合用作此级;静态工作电
流不一定很大。一般在1mA-5mA左
右:输出电压足够驱动输出级的栅
极等等。一般常用的电子管为双三
极管和五极管,前者如国产的6N1、
6N2、6N3、6Nll等。进口型号如
1 2AX7、 12AU7、 ECC88、6922
等,后者如国产的6J1、6J4P等,
进口型号如6AK5、EF86等。它们各
图3普通阴极输出器的两种形式
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图4三种推挽输出的线路
其放大倍数般≤l。在阴极输出器中,被放大的电压信 放大作用,与SRPP相比,它们的输出阻抗更低。
功率输出级对电子管的要求是,内阻尽可能小,跨
导尽可能高。静态工作电流尽可能大(一般在lOmA以
上,有些电子管如6Cl9、6AS7能达 ̄U8OmA)。常用的电
号从栅极输入,从阴极输出。普通的阴极输出器在应用
中有两种形式,一种为阴极电阻直接接地型,另一种为
抬高阴极电位型。一般来说,后一种线路应用比较多,
主要原因包括输出阻抗匹配、驱动电压以及与前级电压
放大所需阳极电压匹配等。
子管有双三极管、单三极管、功率四极管、功率五极管。
双三极管如国产的6N11、6N6、6N5 P、6N1 2 P、6N13P
等。进口管如ECC88、6922、5687、12BH7、6AS7、6080
许多发烧友对普通阴极输出器的声音表现并不满意。
于是,推挽线路得到了应用。在推挽线路中,最常见的
是SRPP、WC F和纯推挽线路,由于SRPP输出阻抗不太
高,尤其是应用低内阻 、高跨导电子管的时候,其输出
阻抗可以应付中高阻耳机;后面两种线路,都没有电压
等;单三极管如国产的6C16、6C19等,进口的如7 223、
1 2B4等;功率四极管如国产的6P1、6S6、6P1 2 P、
6P13P等;功率五极管。如国产的6P9 P、6P14、6P15
等。进口的如6CL6、6AG7、EL84、EL86、1 2BY7等。
图5 两种常用的级间耦合形式
2007年第l期< 矾
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3 级间耦合形式
I.三极管
电压放大级与功率输出级之间的耦台形式有两种,
三极管包括单三极管和双三极管,它们有的可以作
种为直接耦合。一种为电容耦合,两种各有特点。直 为电压放大。有的可以作为功率输出。单三极管较为少
耦的好处很明显。就是去除了一个电容的影响,使整机
见(其实存量也不少),应用也不多,这里以双三极管为
更简洁,但缺点是,如果电子管工作电压较高,就可能
主来说明。世界各地的发烧友经过长期探索,对不同电
会影响到功率输出级电子管阴极与灯丝电位差(一般来
子管形成了相应的线路和管子搭配,这里一并介绍。
说.旁热式电子管阴极与灯丝之间的电位差不能超过
(1)6N1/6N11类电子管
100V),同时也会带来电源功率的增加。电容耦合的好 6N1和6Nl1的管脚定义相同,但是,6N1的灯丝电
处是隔绝了前后级之间的相互影响,工作点比较稳定, 流却高达600mA,两者的特性曲线相差也比较大,不过,
降低了阳极供电电压,从而降低了电源功率,同时,通
可以将其近似地归类,主要是因为这类电子管既可以作
过更换耦合电容。还可以获得所需要的音色。
为电压放大。也可以作为功率输出,能够驱动中高阻耳
图5左边为一级共阴极放大直耦并联阴极输出,可以 机。这类管子进口型号非常多,与6Nl1对应的包括
看到,因为直耦,阴极输出器的阴极电压比较高,由于
ECC88、E88CC、6DJ8、6922、CCA等。与6N1对应的
并联。电流也比较大,所以,采用了多个电阻并联的形
包括ECC85、6N1 P、6AQ8等。需要注意的是。这些电子
式.以利散热。图5右边为一级共阴极放大、电容耦合 管的灯丝电流不完全一样,不一定能够直接代换。
SRPP输出。
典型的应用线路为一级共阴极放大直耦并联阴极输
当然。在某些情况下,一般必须要使用某种特定的
出以及Ho rgan Joans线路(级共阴极放大直耦WCF输
耦合形式。比如,共阴极放大驱动wcF输出,一般情况
出,一般简称为 HJ 线路)等。
下。两级之间为直耦,这是因为WC F上面的电子管需要电 常见的管子组合除了6N1/6N11同类管子组合以外。
压放大级提供较高的对地栅极电压。再比如,差分放大
还有6N11+6C19、ECC88+6AS7等。
驱动纯推挽输出,一般情况下,两级之间为电容耦合。
图6、图7为国外发烧友使用E88CC制成的HJ耳机放
三、OTI胆耳放用胆分述
大器。
图8为J.Brosk1 e设计的用6个6922构成驱动低阻
下面根据常见的国产电子管型号,来分述电子管OT L
耳机的线路,此线路为差分放大,直耦并联阴极输出。
耳机放大器的用胆与线路。需要说明的是,本文的分类
由于6922内阻低、跨导高,所以,三个并联可以驱动低
仅为了便于说明OT L线路,并不代表 同类 电子管可以
阻耳机。
互换。
图9为我根据他的设计,使用6个国产6Nl1制成的
图6 国外烧友使用3d'-E88CC ̄]成的MJ耳机放大器 图7 3个E88CC制成的MJ耳放照片
实用影音技术
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双电源、分体式纯胆耳放。这线路为差分放大直耦并
联输出,输出电流大(30mA)。输出阻抗低。整流采
用国产老南京的6U5C(6Z5P)。图片为10个电子管灯
丝点燃:日寸的辉煌场景,这红红的灯光,传递了一种温
暖的韵味。
(2)6N2/6N4类电子管
这类电子管为高 管,电流小,只能作为电压放大。
这是一种热门管,常匹配功率五极管,制作成高品质的
耳机放大器。6N2的灯丝只能用6.3V供电,而6N4既可
以用6.3V,也可用12.6V供电。进口可替换的管子型号
包括12AX7、ECC83等。这种管子被认为是最具 胆味
的电子管。典型应用线路为共阴极放大,电容耦合
图9使用64"6N11的分体式、双电源纯胆耳放
6P14/EL84阴极输出。
图lO为日本发烧友设计的ECC83并联蕞阴极放大, 之处在于,在ECC83的阳极,没有使用电阻,而是用了
电容耦合EL84阴极输出的耳机放大器线路。这个线路据 PN P构成的恒流源作为负载。恒流源负载的使用,充分发
说是一个获奖线路。这个线路与普通的共阴极放大不同
挥了Ecc83高 管的特性。【
图10 ECC83并联共阴极放大(带阳极恒流源)电客耦合EL84&q极输出的耳机放大器线路
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