工程师制作:耳机放大器制作历程全解一

　　直热式双二极管、旁热式三极管和五级管的结构示意图

　　(五级管从上到下：P、G3、G2、G1、K和f)

　　由于电子管玻璃壳体内部存在空间电子流和灯丝，电子管内部需要抽成真空(实际上也有少部分型号的电子管出于特殊需要而在内部充以低压气体)，这就是电子管又叫作真空管的原因。从实际生产工艺来讲，电子管连接外部电路的管脚和玻璃壳体之间是无法保持理想密封而不让空气通过的，所以在电子管的内侧顶部会蒸镀上一些用于吸收气体的消气剂，用以与进入壳体内部的空气发生作用，从而保持内部的真空程度。看起来这些消气剂就像是一层附着在玻璃壳体顶部内侧的银镜。

　　在实际的电子管电路中间，由于电子管和变压器都会发出很多的热量，这也会影响到元件的状态，所以电子管设备往往在开机一段时间之后才会进入完全稳定的状态——就放大器而言就是稳定后声音才会最好。

　　简单说了说原理以后，我们就开始考虑具体的电路。

　　电源方面决定采用传统的电子管全波整流加CLC滤波的方式。电子管全波整流是指用一支双二极管来把两个极性相反的正弦交流电压变成直流电;而后面的CLC滤波是指使用并联的电容和串连的铁芯电感(即扼流圈)来将直流电压的纹波尽量抹平。

　　由于用于推动耳机的电子管放大器不需要太大的输出功率，所以电路里使用两级放大就足够了，也就是前级电压放大和后级功率放大，而无需像大功率放大器一样需要在电压放大级和功率输出级之间设置一个推动级。考虑到实用价值，前级电压放大电路通常有单端Single-End和SRPP(Shunt Regulator Pull-Push并联调整推挽)两种形式，单端放大只使用一个三极管，结构简单，音色也最纯真，中频尤其优美;SRPP形式的高频细致，但低频量感稍欠，且工作时会产生频率非常低的纹波，不用直流伺服电路加以控制的话不适于通过直接耦合输出给后级，考虑到具体情况，所以我们采用了单端形式。后级功率放大电路简单来说可以分为单端和推挽，由于不需要输出太大功率，我们也采用了单端形式。

　　电子管的灯丝供电可以采用交流和直流两种方式。交流供电的好处是声音动态表现好、对电子管寿命影响较小，缺点是噪音相对较大;直流供电的特点则几乎正好与交流供电相反。考虑到耳机放大器的电压放大倍数不大，噪音问题也不会太大，我们决定采用交流灯丝供电。

　　两级放大电路之间的信号耦合方式通常有直接耦合、电容耦合和变压器耦合三种。直接耦合就是用导线直接连通前后两级，信号可以直接通过而没有损耗，但由于导线两端没有电位差，所以必须把前后两级电子管的各极直流电位都提高，以使前面电子管的屏极和后面电子管的栅极直流电位相等，考虑到电源成本和安全因素，这次最终没有采用直接耦合。电容耦合可以用电容来隔离直流，使各级的工作点(电子管各极之间的直流电位差)得以保持互相独立，但电容会影响到细节和低频的表现，综合考虑后这次采用了电容耦合。变压器耦合的原理与电容耦合类似，虽然变压器耦合的效果可以非常好，但是传输变压器比较难以买到而且价格昂贵，也只好放弃了。