From Audio Wiki

6C33C-B Circlotron OTL---PART ONE 差動輸入級

Stephen E. Sun

這部 OTL 採用全平衡設計, 兩級電壓增益, 驅動 6C33C-B Circlotron OTL 輸出級. 因為使用全平衡電路, 屏內阻變化產生的失真兩管抵消, 這是一般的單端放大無法辦到的 (除非使用恆流源作為屏極負載)! 兩級驅動級失真降低, Circlotron 基本上又是陰極輸出, 失真本身就小, 整體負回授的量就可以控制在合理的範圍. 對我而言, 太多負回授, 聲音呆板, 不夠生動; 完全沒有負回授時低頻會失控.

1.電路圖

2.電壓增益級

這部 OTL 的輸入級, 採用差動輸入, 負責電壓增益與整體負回授. 主要的考慮因素是:

•增益要高, 以便配合整體負回授. (使用得法的整體負回授不是壞事!)

•屏壓要低, 因為使用直接交連, 而且第二級是差動型的 SRPP.

•NOS 管不予考慮!

開始時, 心目中的管有: 12AX7A, 12AT7A, 6SL7/12SL7. 最後決定用 12AT7A.

而且: 電路參數使用 RCA Receiving Tube Manual, RC-19 的設定:

•E_pk = 100V

•Rk = 270 Ω

•Ip = 3.7 mA

•柵極負偏壓: -1 V

•屏內阻: 15 KΩ

•放大率: 60

•互導率: 4.0 mA/V

•Epp = 250V

•Rp = 40 KΩ, 1W

•R = 270 Ω

•Rk 用 LM317 架設成 7.4 mA 恆流源

•Ekk = -15 V to -25 V.

•屏極輸出電位是 101 V

3.基本設計公式

(i) 電壓增益:

(ii) 輸出阻抗:

(iii) 高頻截止點:

代入設計參數, 計算得:

(i)G = 33.6 倍, 或是 30.5 dB,

(ii)Z = 17.6 KΩ

(iii)Rg = 1K, 根據 12AT7A 的 data sheet: Cgp = 1.5 pf, 無負回授時高頻 -3 dB 點: > 1 MHz.

注解: 這裡的電壓增益只適用於平衡訊號驅動, 如果使用一般的單端訊號驅動, 電壓增益減半!

4.增益衰減.

12AT7A 差動放大級使用平衡訊號驅動時, 電壓增益有 33.6 倍, 為了全機的電壓增益組合, 有必要降低電壓增益. (選擇特殊管來配合, 有點不實際.) 方法是: 在兩個屏極輸出之間加上個電阻, 用阻值來調整增益.

此時的電壓增益是 (Valley, Wallman: Vacuum Tube Amplifiers, p. 455, (69))

在製造原型機時, 使用 100 KΩ VR 來調整本級的電壓增益.

5. 結論

增益調整的範圍可由 0 到 24.8 倍. 加上 100 KΩ VR 後的電壓增益級有最大 25 倍的電壓增益. 配合驅動級大約 12 倍的電壓增益, 有 300 倍的電壓增益. Circlotron 輸出級的電壓增益有 0.39, 整體電壓增益有 117 倍, 或是 41.4 dB. 扣除負回授 12 dB, 閉環路還有 30 dB 的電壓增益.. 請注意: 使用 RCA 訊號驅動時, 不需要加上 100 KΩ 電阻衰減電壓增益. 此時全機的增益有: 78.6 倍, 或是 38 dB, 加上負回授後的電壓增益大約 25 dB.

參考資料:

1.Valley, Wallman: Vacuum Tube Amplifiers, McGraw-Hill, 1948.

2.RCA Receiving Tube Manual, RC-19.

3.Gray, Meyer: Analysis and Design of Integrated Circuits, 3rd edition, John Wiley, 1993.