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前级设计三年有感续(输出牛篇)

 MXJ45A 2023-07-28 发布于湖北

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上次简单聊了前级的几种结构,我个人还是最喜欢用输出变压器完成阻抗转换的WE电路结构。电子管晶体管放大器的对比要说全面我觉得还是晶体管,但致命的地方是高频很难做到胆管的通透和飘逸,电子管相对更有个性,但做的全面并不容易。为什么难以全面无非是输出变压器这个环节实在难以掌控更没有一种标定本身就是极富有个性的非线性元件。对于前级,所有的人都希望兼顾晶体机的全面且不失个性,那只有设想从变压器的材料来实现。
前级牛变压器首先要确定阻抗,阻抗的选择不得不先去选择好你的推动管,选择的标准是音色和管子的内阻。下面聊聊常用的几种管子:
1 E88CC 并管5K负载阻抗很合适 单端需要10K
2 WE417 单管5K负载低频已经足够使用
3 5687 并管5K 单管10K
4 6C45 3K就可以但还是建议阻抗高些
5 WE101D 电压不同阻抗差别有点大,建议用10K比较好些
6 6SN7并管阻抗10K 单端阻抗20K
7 6J5 阻抗一定要20K
以上的简单列举说明不同的管子变压器阻抗差异很大,其实阻抗的差异对于变压器的设计是完全的不同。比如5K的输出可以用Z11的钢片轻易胜任,对于20K就不那么简单Z11要是做10K或20K就难以全面了不是少低频就是少高频,这样的材质基本是没法保证声音全面的,最少的均衡都难以达到。那么用什么来设计高阻抗变压器?为何z11不能适合?? 下面说说几种常用的铁芯材质:
1 无取向硅钢片如新日铁H14 H10 H18  导磁率最低 ,抗磁饱和能力强,高频失真最大铁损最大,价格最低。
2 有取向硅钢片如新日铁Z11 Z10         导磁率低。抗磁饱和能力强,高频失真大铁损适中价格适中。
3 非晶合金 (铁基)                          导磁率高,抗饱和能力适中,高频失真小铁损小 ,低频失真较大,价格略高。
4 坡莫合金IJ85  (镍铁)                   初始导磁率最高,抗磁饱和能力最差(一般用于无DC),高低频失真极小 ,价格最昂贵做MC很适合。
5 坡莫合金IJ50  (镍铁)                   导磁率高于Z11低于IJ85和非晶,抗磁饱和能力高接近Z11 高低频失真小 价格昂贵。
这是用于前级输出变压器常用的材质,除了材质还有就是变压器铁芯的结构,常用结构如下:
1 EI 铁芯 漏磁大,铁芯厚度大,抗磁饱和能力强。声音特点低频浑厚,中频饱满,高频弱项好坏更确定于材质和设计。
2 C型      漏磁小,铁芯多层薄皮合成,抗磁饱能力小,分布电容小,高频上限宽阔,低频速度快 ,中频偏瘦。
3 ED铁芯 性能在两者之间
材质和结构都做了简单介绍,举例子来设计一个20K的输出牛看看应该用什么材质和结构:
20K的阻抗首先就要算出你的电感要在多少H ,计算结果是150H在-2DB。先假定用Z11来设计,最少铁芯要做到66X40 匝数需要5000匝以上随着匝数的增大因为要过直流垫纸厚度同时也在加大,电感却是反比。试想一下这么多匝要分多少层,分布电容和漏感有多大,高频10K以上基本被衰减掉20KH一定会在-3DB之下。这是保证低频-2DB到20HZ的情况,很多人设计为了保证高频大幅减少匝数到3000左右,结果低频也就做到50HZ -2Db 低频不好,中频也不会有厚度,这样的设计很难均衡怎能全面。说白了就是要头就不要尾,要尾就难兼顾头。
  那么咱们换用一种铁芯来试验,铁基非晶合金。 同样的截面只要3000匝左右即可做的130H以上的电感,因为非晶多数是C型铁,两组线圈本身分布电容极小,高频很容易做到20KHZ-1DB 低频简单能做到20HZ-2DB 这是因为他的导磁率极高,铁芯薄铁损小的缘故。非晶的铁芯过直流能力不高,但用于前级10MA的前级并不是问题。这是这些特点日本tango NP126 10K-20K 前级牛采用的就是双C 非晶。实测指标与标称一致,频响很宽阔 20-30KHZ-2DB。
咱们在试验一下价格昂贵的镍铁,因为要过直流只能使用含镍50%的IJ50型。这种材质特点导磁率比Z11高几倍,只是失真小,频响范围最宽覆盖整个音频 20-20KHZ 。这点性能要优于非晶,因为非晶的理论频响是50-20KHZ ,这意味着低频失真镍铁要小于非晶。另外镍铁是EI结构声音本身就会比C型温暖厚重。为得到一样的低频下限20HZ 用同样的截面IJ50 匝数3000匝以上 即可达到140H,又因为镍铁高频失真小损耗低,高频上到20KHZ-2DB 并不算难。但要用指标PK 非晶的C型牛还是不大可能,因为片的厚度和结构已经限定了结果。
我们设计了3中结构,最关键的还是耳朵验收、实验电路 两级放大单只6J5输出 电流7MA左右 用三种不同的变压器,本机无反馈开环测试。

1 Z11 铁芯 结果高频暗淡,做为前级没的用。
2 非晶合金  高频解析力很好,低频有力,速度整体很快,整体属于高解析力型,搭配管子建议使用厚重型的,因为中频比较单薄。(实验为tango NP126)
3 镍铁  低频浑厚有力中频饱满,高频达不到非晶的上限但已经够用了。最大的特点温暖宽松不失细节。

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说的已经很多了,用那个做高阻牛我想大家自有定论了。最后说说材料成本:

Z11 最好的不过70元左右 很好找不要设计6K以上的牛还可以用  。
坡莫合金大尺寸需要开模定做,起订要几百公斤 。投资10万还是能订到的,市场超过35MM尺寸的基本没有,要定做一定不要忽视后期的热处理,对镍铁那是最关键的不处理会让铁芯报废。不要相信市场上很多变压器厂商说明的含镍多少,基本不大可能。这是最近投资订货得到的真实结论。每公斤不含税价格要超过400元。
非晶很多家都有,但都说自己是最好的没法选择,只能要试验了。成本大概是镍铁的30%,因为我还是钟情EI铁芯的温暖没有去开发这种变压器。

先写到这里,过几天我拍些不同材质铁芯的照片以后也好区别。 今天又没检查错字有时间在帮我看看。哈哈

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