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6C33C-B Circlotron OTL---PART TWO驅動級
Stephen E. Sun
這部OTL的第二級採用差動型的 SRPP, 與前一級直接交連.這是我在這部 OTL 上時間花的最多的一部分,主要的考量是:
•不希望加上第三級隨耦器
•希望輸出阻抗低, 驅動力強
•屏壓要低 (因為第一級的屏極輸出已經是 100V)
最後決定採用 6H30Pi 架成差動型 SRPP, 而且使用微量的局部電流回授
今天在網上閒逛... 突然想起了一件事: 上次那個 5687 套件, 大家聊到要改成 SRPP 我於是就建議大家改成差動型的 SRPP, 輸出變壓器架中間就不怕直流了. 那時說的差動型 SRPP 就是這個電路, 現在我把它拿來當成驅動級...
1. 電路圖
2. 6H30參數設定
•Ip = 5 mA
•Epk = 150V
•Egk = -10V
•放大率 = 14.3
•屏內阻 = 3.16 KΩ
•互導率 = 4.52 mA/V
3. 基本設計公式
(i) 電壓增益: 
, 其中 R1 是上管陰極電阻, R2 是局部電流回授電阻.
(ii) 輸出阻抗: ![Z={r_p[R_1+r_p+(\mu+1)R_2]\over2r_p+(\mu+1)(R_1+R_2)}](http://wiki.diyzone.net/images/math/5ef40ed0fd90889c13fd978baa7bc951.png)
(iii) 高頻 -3dB 點 = 
代入設計參數, 計算得:
(i)G = 11.8 倍, 或是 21.4 dB
(ii)Z = 560 Ω
(iii) f - 3db = 116 KHz.
輸出阻抗夠低, 加上 SRPP 的推挽輸出, 電流能力強, 足以驅動任何難纏的負載. 搞不好還可以把 6C33C 推上 AB2 類. (本來就打算在 prototype 時實驗是否 6H30 差動 SRPP 足以當成 AB2 類的驅動級, 如果可以的話, Circlotron 的浮動電壓就可以降低到 150V 左右, 而且輸出功率不減. 不過, 現在這只能憑空想像.)
注解: 電壓增益與輸出阻抗的公式是我自己參考 Valley, Wallman: Vacuum Tube Amplifiers 算出來的. 如果大家發現有錯, 請您告訴小弟。
4. 電壓增益公式的證明.
5. 輸出阻抗公式的證明.
輸出阻抗的算法是: Zo = {無負載時的電壓增益}/{負載 0 歐姆時的電流增益}.
在上面那節裡算出的差動 SRPP 的電壓增益直接代入分子. 分母需要重新計算. 為了簡化計算, 我們換種方式來理解差動 SRPP (或是任何差動型電路: 差動放大, 差動串疊...): 兩個輸入同時以差動訊號驅動時, 差動 SRPP 兩側相連那點不受輸入訊號影響, 對輸入訊號來說可以當成接地. 這是所謂的 "虛擬接地" (Virtual Ground). 所以分析差動 SRPP 時, 可以大刀一砍, 把差動 SRPP 砍成兩半, 兩邊是完全相同的 SRPP. 上一節的電壓增益公式也可以如法泡製. 不過, 真的算過一次後可以了解很多相關的電路: 普通的 SRPP, 陰極驅動的 SRPP, 柵極接地, 差動放大, 局部電流回授...
以下是 SRPP 負載 0 歐姆時電流增益與輸出阻抗的計算:
6. 結論
從第一個驅動級的草案, 到完全定案花了一個多月的時間. 除了教書的時間外, 幾乎其他剩餘的時間都在推導差動型 SRPP的公式. 其間用掉了無數的計算紙, 真有點給他累. 一個建議: 有志鑽研真空管電路的朋友, 一定不要錯過 Valley, Wallman: Vacuum Tube Amplifiers 這本書! 很不好懂, 但是一定有收穫.
參考資料:
1.Valley, Wallman: Vacuum Tube Amplifiers, McGraw-Hill, 1948.
2.Gray, Meyer: Analysis and Design of Analog Integrated Circuits, 3rd edition, John Wiley, 1993.
