电子管放大器.pdf

电子管放大器.pdf
 

书籍描述

编辑推荐
在海外被誉为逾30年来最佳的电子管放大器设计制作专著,亚马逊网站上获得读者高达4.5星的好评。国外最有影响力的音响DIY论坛即DIYAudio论坛上,凡是询问有什么音频放大器的好书推荐时,此书几乎都被列为电子管放大器的首选。
此书的卖点是:名作家、名著、知名音响网络版主翻译

媒体推荐
该书从基础知识开始,着重于介绍理论在实际中的运用,避免繁冗的数学推导,由单元电路到整机电路,由书本上的知识到设计实践上的考虑,一步一步地推进,手把手地传授电子管放大器的设计制作经验,读者只要按照书中给出的整机资料就可以进行实际装制。全书内容深入浅出,既适合于初学者步入电子管放大器的设计制作大门,又能为广大读者深化设计知识、提高装制技艺,为资深爱好者、音响工程师解决实际问题提供专业的指导和帮助。

作者简介
作者Morgan Jones退休前任职于著名的英国广播公司(BBC),拥有丰富的电子管放大器设计制作经验,十分了解现时设计者和制作者的愿望与需求。他设计的多个电子管放大器线路,在互联网上广泛流传,被视作设计范本,引起音响爱好者的争相仿制。他编写的两本电子管放大器专著《Valve Amplifiers》和《Building Valve Amplifiers》(介绍电子管放大器实装技术),均获得了广大音响爱好者的喜爱和推崇。

目录
目 录

第1章 电路分析基础 1
1.1 数学符号 1
1.2 电子及相关规定 2
1.2.1 电池与灯泡 4
1.2.2 欧姆定律 4
1.2.3 功率 5
1.2.4 基尔霍夫定律 6
1.2.5 电阻的串联与并联 7
1.3 分压器 10
1.3.1 等效电路 11
1.3.2 戴维南等效电路 11
1.3.3 诺顿等效电路 14
1.3.4 单位与倍乘系数 15
1.3.5 分贝 16
1.4 交流 17
1.4.1 正弦波 17
1.4.2 变压器 19
1.4.3 电容、电感与电抗 21
1.4.4 滤波器 23
1.4.5 时间常数 25
1.4.6 谐振 26
1.4.7 RMS与功率 27
1.4.8 方波 28
1.4.9 方波波形与瞬变 28
1.4.10 随机噪声 32
1.5 有源器件 34
 电子流动与通常所称的电流流动 34
1.6 硅二极管 34
   电压基准 35
1.7 双极型晶体管 36
1.7.1 共发射极放大电路 37
1.7.2 输入输出电阻 39
1.7.3 射极跟随器 40
1.7.4 双管的达林顿接法 41
1.8 关于双极型晶体管的结构 41
1.9 反馈 42
1.9.1 反馈公式 42
1.9.2 反馈公式应用的实际限制 43
1.9.3 反馈术语及输入输出阻抗 44
1.10 运算放大器 45
1.10.1 反相器及虚地加法器 45
1.10.2 同相放大器及电压跟随器 46
1.10.3 积分器 47
1.10.4 直流失调 48
参考文献 48
扩展阅读 48

第2章 基本单元电路 50
2.1 三极管的共阴极放大电路 50
2.1.1 选择工作点所受的限制 53
2.1.2 工作点及相关状况 55
2.1.3 动态参数(交流参数)  57
2.1.4 阴极偏置 60
2.1.5 阴极偏置电阻没有被旁路时对交流状况的影响 61
2.1.6 阴极退耦电容 62
2.1.7 栅漏电阻值的选取 64
2.1.8 输出耦合电容值的选取 66
2.1.9 密勒电容 67
2.1.10 减小前一级电路的输出电阻 68
2.1.11 导栅(束射)三极管 68
2.2 四极管 70
2.3 束射四极管与五极管 71
2.3.1 五极管特性曲线的背后含义 72
2.3.2 小信号五极管EF86的运用 74
2.4 级联接法 77
2.5 阴极跟随器 82
2.6 源、吸收源及相关术语 86
2.7 共阴极放大电路用作恒流源 86
   五极管用作恒流源 88
2.8 带有源负载的阴极跟随器 89
2.9 White式阴极跟随器 91
2.9.1 自分相White式阴极跟随器的电路分析 91
2.9.2 White式阴极跟随器用作输出级 93
2.10 μ式跟随器 95
2.10.1 交流负载线的重要应用 98
2.10.2 μ式跟随器上臂管子的选择 98
2.10.3 μ式跟随器的不足之处 99
2.11 SRPP(并联调整推挽)放大电路 100
2.12 β式跟随器 104
2.13 差分对 106
2.13.1 差分对电路的增益 107
2.13.2 差分对电路的输出电阻 108
2.13.3 共模抑制比(CMRR) 109
2.13.4 电源抑制比(PSRR) 110
2.14 晶体管恒流源 111
2.14.1 晶体管恒流源用作电子管的有源负载 113
2.14.2 通过选择晶体管来优化恒流源的rout 116
2.14.3 采用集成块LM334Z的恒流源 117
参考文献 117
扩展阅读 118

第3章 失真 120
3.1 失真的涵义 120
3.1.1 非线性失真的测量 121
3.1.2 失真测量及其正确运用 122
3.1.3 测量的选择 123
3.1.4 谐波失真测量的进化 123
3.1.5 谐波的权重 123
3.1.6 累加与变换 125
3.1.7 其他变换方式 126
3.1.8 噪声与THD+N 126
3.1.9 频谱分析仪 127
3.2 数字化方面的有关概念 127
3.2.1 取样 127
3.2.2 量程变换 128
3.2.3 量化 129
3.2.4 数字的进制系统 129
3.2.5 精度 129
3.3 快速傅里叶变换(FFT) 130
3.3.1 周期性条件 130
3.3.2 加窗 131
3.3.3 作者是如何测量失真的 132
3.4 以低失真为目标的设计方法 132
3.5 交流工作点 133
3.6 直流工作点 135
3.6.1 处于接触电势时栅流带来的失真 136
3.6.2 栅流和音量控制引致的失真 137
3.6.3 带有栅流的工作方式(A2类) 138
3.7 通过控制电路参数来降低失真 140
3.8 通过相互抵消来降低失真 142
3.8.1 推挽工作的失真抵消 143
3.8.2 差分对的失真抵消 143
3.9 直流偏置 145
3.9.1 电阻式阴极偏置 145
3.9.2 栅极偏置(Rk=0) 146
3.9.3 充电电池式阴极偏置(rk=0) 147
3.9.4 二极管式阴极偏置(rk≈0) 148
3.9.5 恒流源式阴极偏置 151
3.10 电子管的选择 151
3.10.1 哪些电子管的设计确实是以低失真为目标的 151
3.10.2 外壳喷碳 152
3.10.3 电子偏转 153
3.10.4 通过测试寻找低失真电子管 153
3.10.5 测试电路 154
3.10.6 测试电平及频率 155
3.10.7 测试结果 155
3.10.8 测试结果评述 156
3.10.9 习惯叫法 158
3.10.10 其他中μ值管 158
3.10.11 计权失真测量结果 159
3.10.12 测试结果综述 160
3.11 级间耦合 160
3.11.1 响应中断 160
3.11.2 变压器耦合 162
3.11.3 电平转移与DC耦合 163
3.11.4 用于驱动动圈耳机的DC耦合A类放大器 164
3.11.5 诺顿电平转移器的使用 168
参考文献 170
扩展阅读 170

第4章 元器件 171
4.1 电阻 171
4.1.1 标准值 171
4.1.2 发热 172
4.1.3 金属膜电阻 173
4.1.4 绕线电阻 175
4.1.5 绕线电阻的老化 176
4.1.6 绕线电阻的电感与噪声 176
4.2 电阻的选择 178
4.2.1 误差 178
4.2.2 温度 179
4.2.3 额定电压 179
4.2.4 额定功率 179
4.3 电容 179
4.3.1 平板电容器 179
4.3.2 增大极板面积和减小间隙 180
4.3.3 介质 180
4.4 不同种类的电容 181
4.4.1 金属平板空气电容(εr≈1) 182
4.4.2 箔式极板塑料薄膜电容(2<εr<4) 183
4.4.3 金属化塑料薄膜电容 186
4.4.4 金属化纸介电容(1.8<εr<6) 186
4.4.5 银云母电容(白云母εr=7.0) 186
4.4.6 陶瓷电容 187
4.4.7 电解电容 187
4.4.8 铝电解电容(εr≈8.5) 187
4.4.9 钽电解电容(εr≈25) 190
4.5 电容的选择 191
4.5.1 额定电压 191
4.5.2 误差 191
4.5.3 温度 191
4.5.4 容量 191
4.5.5 漏电与损耗 191
4.5.6 话筒效应 192
4.5.7 旁路退耦 193
4.6 磁性元件 194
4.7 电感 194
4.7.1 空气芯电感 195
4.7.2 有间隙的芯体 198
4.7.3 自身电容 198
4.8 变压器 199
4.8.1 铁损 199
4.8.2 DC磁化 203
4.8.3 铜损 203
4.8.4 静电屏蔽 203
4.8.5 磁致伸缩 204
4.8.6 输出变压器的反馈安排与扬声器配接 204
4.8.7 变压器模型 206
4.8.8 输入变压器的负载 208
4.9 为何要使用变压器 210
4.10 变压器的选择考虑 211
   未明输出变压器的识别 212
4.11 音频变压器的损坏 216
4.11.1 吉他放大器与电弧放电 216
4.11.2 其他原因造成的损坏 217
4.12 热离子真空管 217
4.12.1 热离子真空管的发展历史 217
4.12.2 电子的发射 219
4.12.3 电子的撞击速度 219
4.13 电子管各个组成部件 221
4.13.1 阴极 221
4.13.2 敷钍钨质灯丝的脆弱性 223
4.13.3 阴极直热与阴极旁热的对比 224
4.13.4 灯丝与阴极之间的绝缘隔离 227
4.13.5 关于阴极温度 228
4.13.6 灯丝及其供电 228
4.13.7 灯丝电压与电流 230
4.13.8 控制栅极 232
4.13.9 栅极电流 233
4.13.10 栅极电流引致的热失控 234
4.13.11 栅极发射 234
4.13.12 框架栅极式电子管 235
4.13.13 可变μ值管及其失真 235
4.13.14 其他栅极 236
4.13.15 阳极 237
4.13.16 真空度与电离噪声 240
4.13.17 消气装置 240
4.13.18 云母片与管壳温度 241
4.13.19 管壳温度的测量 243
4.13.20 电子管的冷却 244
4.13.21 电子管插座及其漏电与噪声 244
4.13.22 锁式管座 245
4.13.23 玻壳与引脚 246
4.13.24 PCB材质 247
参考文献 247
扩展阅读 248

第5章 电源 250
5.1 电源的主要功能块 250
5.2 整流与滤波平滑 251
5.2.1 整流器/整流二极管的选择 251
5.2.2 水银蒸汽整流管 255
5.2.3 射频噪声 255
5.2.4 单个储能电容滤波法 256
5.2.5 脉动电压 256
5.2.6 输出电压中脉动电压带来的影响 258
5.2.7 脉动电流与导通角 258
5.2.8 变压器铁芯的饱和 262
5.2.9 储能电容与变压器的选择 262
5.2.10 扼流圈输入式电源 265
5.2.11 扼流圈输入式电源的最小负载电流 266
5.2.12 扼流圈的电流规格 267
5.2.13 扼流圈输入式电源的变压器电流规格 269
5.2.14 电压突峰与抑止器 269
5.2.15 采用小容量电容来降低HT电压 273
5.2.16 实用LC滤波器的宽带响应 274
5.2.17 宽带滤波 277
5.2.18 多级RC滤波器 278
5.2.19 倍压整流电路 279
5.3 稳压电路 281
5.3.1 串联稳压基本电路 282
5.3.2 双管串联稳压电路 283
5.3.3 加速电容 285
5.3.4 稳压电路输出感抗的补偿 286
5.3.5 可调式偏置电源稳压电路 287
5.3.6 317型集成块稳压电路 288
5.3.7 LT电源与共模噪声 290
5.3.8 LT电源共模噪声的来源 292
5.3.9 317型集成块用于HT稳压电源 293
5.3.10 电子管稳压电路 293
5.3.11 电子管稳压电路的优化 295
5.3.12 利用五极管的g2输入来抵消哼声 295
5.3.13 低成本扩流法 296
5.3.14 音频放大电路的电源抑制比(PSRR)与稳定性 298
5.3.15 稳压电路的声音 301
5.4 一个实用电源的设计 301
5.5 实用电源的规格 301
5.5.1 HT电压的选择 302
5.5.2 HT电容及其电压规格 302
5.5.3 预防电容外壳带电所致的触电危险 303
5.5.4 开机冲击 304
5.5.5 LT电源 304
5.5.6 外来的射频干扰 305
5.5.7 LT电源设计 306
5.5.8 HT整流稳压电路 308
5.5.9 灯丝电位的抬升 310
5.5.10 将各个功能块电路组合起来 313
5.6 一个性能更好的实用电源电路 315
5.6.1 LT电源 315
5.6.2 稳流电路设计 316
5.6.3 待机模式 317
5.6.4 开机模式 318
5.6.5 电流误差与元件失效 318
5.6.6 LT电源变压器及LT扼流圈的规格 319
5.6.7 HT电源 320
5.6.8 HT电源稳压电路 320
5.6.9 多只整流二极管串联以提高耐压能力 322
5.6.10 中心抽头绕组的电阻 322
5.6.11 HT电源延时电路 322
参考文献 323

第6章 功率放大器 325
6.1 输出级 325
6.1.1 单端A类输出级 325
6.1.2 输出电阻较高带来的影响 328
6.1.3 变压器的缺陷 329
6.2 放大器的工作类别 331
6.2.1 A类 331
6.2.2 B类 331
6.2.3 C类 331
6.2.4 *1类(后缀为1的类别) 332
6.2.5 *2类(后缀为2的类别) 333
6.3 推挽输出级及其输出变压器 333
   其他形式的输出变压器接法 335
6.4 无输出变压器(OTL)放大器 338
6.5 功放整机电路结构 339
6.6 驱动级 340
6.7 分相器 342
6.7.1 差分对(长尾对)分相器及其衍生电路 343
6.7.2 单管分相器 347
6.8 输入级 351
6.9 放大器的稳定性 351
6.9.1 主极点补偿 352
6.9.2 低频振荡(发出汽船声) 353
6.9.3 输出级的寄生振荡及栅极抑振电阻 354
6.9.4 超线性输出级的寄生振荡及g2抑振 355
6.10 经典的功放电路 355
6.10.1 威廉逊放大器 355
6.10.2 Mullard 5-20放大器 358
6.10.3 Quad Ⅱ放大器 363
6.11 运用所学知识设计功放 366
6.12 单端功放的狂热 366
6.13 “Scrapbox Challenge”6.8W单端功放 366
6.13.1 输出管的选择 367
6.13.2 输出管工作类别的选择 367
6.13.3 根据输出功率和失真选定DC工作点 368
6.13.4 输出变压器规格的确定 369
6.13.5 输出管的偏置 369
6.13.6 输出管阴极旁路电容 370
6.13.7 HT电压的确定 371
6.13.8 HT电源的平滑滤波 371
6.13.9 HT电源的整流 371
6.13.10 HT电源变压器 372
6.14 HT电源扼流圈的适用性 373
6.14.1 供选用的HT稳压电路 374
6.14.2 放大器的输出电阻 376
6.14.3 对驱动级的需求 376
6.14.4 驱动级电路 377
6.14.5 驱动级电子管的选择 377
6.14.6 驱动级工作点的确定 378
6.14.7 驱动级偏置的设定 378
6.14.8 驱动级输出电阻和增益的验核 379
6.14.9 关于反馈问题 379
6.14.10 总体审视 379
6.14.11 初期的测试调整 381
6.14.12 聆听测试 382
6.14.13 作者的制作经验 382
6.14.14 得到的结果 383
6.15 推挽功放的风潮 384
6.16 “Bevois Valley”10W推挽功放 384
6.16.1 DC工作状况的优化 387
6.16.2 阴极偏置电阻和反馈电阻的计算 388
6.17 作者自制的功放 393
6.18 输出功率大于10W的惯常做法 394
6.18.1 输出功率的诱惑与谎言 394
6.18.2 扬声器效率与功率压缩效应 395
6.18.3 有源分频器与茹贝尔网络 395
6.18.4 输出管并联与变压器设计 396
6.19 大功率输出级的驱动 396
6.20 “Crystal Palace”40W大功率推挽功放 398
6.20.1 13E1工作状况的选定 399
6.20.2 驱动需求 401
6.20.3 寻找满足要求的驱动电路拓扑 402
6.20.4 恒流源电路的压差及其拓扑选择 405
6.20.5 Va(max.)与HT正电源 405
6.20.6 摆幅对称性及HT负电源电压的确定 406
6.20.7 第二个差分对电路与输出级电流 406
6.20.8 为什么尾巴电流和HT负电压不需有很好的稳定度 408
6.20.9 第一个差分对的线性度及HT电源 409
6.20.10 电子管的匹配 409
6.20.11 重要的细节设计 410
6.20.12 级联式恒流源及其面对市电变动时的稳定度 410
6.20.13 LM334Z恒流源与热稳定性 412
6.20.14 高频稳定性 413
6.20.15 HT稳压电路 416
6.20.16 功放构造与重量 416
6.20.17 电源电路设计 417
6.20.18 大环路负反馈与电路偏置 419
6.21 “Daughter of Beast”静电耳机放大器 419
6.21.1 HT 电源引入哼声的计算 421
6.21.2 数字音响中容易被曲解的信噪比 422
6.21.3 数字系统信噪比的应用 423
6.21.4 散热问题 423
参考文献 424
扩展阅读 425

第7章 前置放大器 426
7.1 线路放大级 426
7.1.1 线路放大级的设计需求 426
7.1.2 传统的线路放大级 431
7.1.3 对线路放大级电路的具体需求 431
7.1.4 获得所需的增益 433
7.2 音量控制 435
7.2.1 线性电位器用作音量控制 436
7.2.2 开关式衰减器 440
7.2.3 开关式衰减器的设计 442
7.2.4 运用电子表格软件进行音量衰减器的计算 449
7.2.5 开关式衰减器的制作 451
7.2.6 利用光敏电阻作音量控制 452
7.2.7 平衡式音量控制 452
7.3 输入选择 453
   开关的品质问题 454
7.4 RIAA唱片均衡电路 456
7.4.1 机械问题 456
7.4.2 唱臂接线及唱头的DC电阻 458
7.4.3 RIAA均衡电路的设计 459
7.4.4 设计需求 459
7.4.5 RIAA均衡特性的要求 462
7.4.6 一体化均衡网络 465
7.4.7 分体式均衡网络 466
7.4.8 用于电子管电路的分体式均衡网络 467
7.5 输入级的噪声与输入电容 467
7.5.1 电子管的噪声 471
7.5.2 闪烁噪声 472
7.5.3 输入级电子管的替换 472
7.5.4 因RIAA均衡特性而获得的噪声改善 474
7.5.5 电子管噪声综述 474
7.6 RIAA均衡特性的实现与隐藏的元件 475
7.6.1 75μs网络的元件值计算 476
7.6.2 3180μs/318μs合并网络及其元件取值的牵扯问题 479
7.6.3 借鉴示波器的设计技术 480
7.6.4 3180μs/318μs合并均衡网络 480
7.6.5 元件的尴尬取值与元件的误差 483
7.6.6 作者制作的原型机 484
7.6.7 拾音唱臂接线及其平衡接法 484
7.7 基本型前置放大电路的不足之处 486
7.8 一个实用的平衡式前置放大电路 486
7.8.1 输入级 488
7.8.2 第二级电路及75μs网络 490
7.8.3 3180μs/318μs合并网络及相关的阴极跟随器 491
7.8.4 线路放大级和音量控制 491
7.8.5 平衡式连接与哼声环路 491
7.8.6 哼声环路与非平衡输入级 492
7.9 理想的线路放大级 492
模拟唱头电平与CD信号电平的比较 494
7.10 EC8010唱片均衡放大电路 494
7.10.1 输入级 495
7.10.2 让输入变压器工作于优化状态 498
7.10.3 第二级 498
7.10.4 输出级 500
7.10.5 根据灯丝供电来考虑管子的选用 500
7.11 RIAA均衡特性的实现 501
7.11.1 栅流失真及RIAA网络的串联电阻 501
7.11.2 由密勒电容引致的3180μs/318μs网络均衡误差 501
7.11.3 75μs网络的摩改 502
7.11.4 运用CAD软件解决RIAA网络的设计难题 502
7.11.5 3180μs/318μs网络的调整要点 503
7.11.6 75μs/3.18μs网络的调整要点 503
7.12 75μs/3.18μs网络的实装考虑 506
7.12.1 直接测量RIAA均衡特性的存在问题 507
7.12.2 产生的误差与元件的挑选 508
7.12.3 因电子管参数误差引致的RIAA均衡误差 508
7.13 一个实用的线路放大级 509
7.13.1 静态工作电流的选定 509
7.13.2 电子管的选择 510
7.13.3 电路设计上的实际考虑 513
参考文献 514
扩展阅读 514

附录A 515
 参考文献 543

附录B 544
 实用电路目录 544
 QBASIC小程序目录 547

内容简介
  本书从基本电子电路的工作原理入手,由浅入深地介绍电子管放大器电路的特点和设计方法,并且给出了电子管的代码、元件值的规范标注、电阻色环表示法、各种唱片的均衡特性要求及电子管有源滤波器设计等辅助资料。
  本书初版于1995年,经多次改版重印,目前发行至第3版,在海外被誉为逾30年来最佳的电子管放大器设计制作专著,在亚马逊网站上获得读者高达4.5星的好评。在全球最有影响力的音响DIY论坛(DIYAudio)上,此书被列为电子管放大器书籍的首选。在欧美,本书是音响制作者几乎人手一册的技术宝典,是音响爱好者学习电子管音频放大器设计的必备之书。

购买书籍

当当网购书 京东购书 卓越购书

PDF电子书下载地址

相关书籍

搜索更多