管機負載線跟工作點的計算

[RogerShih]

我大致找了一些資料, 問了一些問題, 目前有點疑問, 大概是我笨吧, 看不懂怎麼算工作點 @_@

想請教, 如果輸出變壓器用 4、8、16 甚至 40 歐母抽頭, 圈數比 40 歐母抽頭是 125:1, 接負載 120 歐母甚至是 300 歐母的耳機, 工作點會變, 但是會變的很厲害嗎!?是否可以實際舉例算算看啊!? @_@

工作點變了, 會引起什麼樣的情況!?例如頻率響應等等問題!?

另外, 屏極電流最好固定, 所以才要用輸出變壓器作阻抗匹配, 但是低阻抗抽頭接高阻抗負載, 屏極電流不是會變低嗎!?這樣會有什麼樣影響啊!?

請前輩們指點一下 XD

[LOOK-T]

變壓器的好處就是可以事先預計可能的負載阻抗，其實真空管的適應能力還滿好的，只要不是開路的狀況，雖說屏阻反映了輸出的反射阻抗，但變壓器並不是純電抗，它包含直流阻抗和容抗，不會完全反映在初極端，負載接大了總阻提高，電流變小輸出小失真也降低，只要不偏離線性太多，應無太大問題。用算的滿長的一排，最重要的工作點就是看，最大輸出時會不會超過屏極的消耗功率，如會就降低負載線損耗。

[LOOK-T]

對了三級管和五極管算法不一樣，我正在練習算。

[Armond]

如果輸出變壓器用 4、8、16 甚至 40 歐母抽頭, 圈數比 40 歐母抽頭是 125:1, 接負載 120 歐母甚至是 300 歐母的耳機, 工作點會變, 但是會變的很厲害嗎!?是否可以實際舉例算算看啊!?

理想上變壓器負載時, 直流工作點不會受二次側負載影響.... 所以很難舉實例 可以參考孫博士在 DZ 上的文章

低阻抗抽頭接高阻抗負載, 屏極電流不是會變低!? 這樣會有什麼樣影響啊!?

如上述, 直流屏流不變, 但在同樣訊號輸入時, AC 屏流 (屏流的變動) 變小. 影響呢... 輸出的交流功率會改變, 變大變小看電路才知道.

[RogerShih]

嗯嗯!!受教

本來想跑去買五洲幾本講真空管的書自己先看看, 沒想到搬家了 XD

除了計算, 其實能搭配實測應該能學到更多, 沒 AP2, 買塊好的錄音卡來作測試應該也有參考價值

以我聽過一些管機的經驗來看, 高低阻抗耳機接同一抽頭, 高阻抗耳機給我的印象是低頻容易散散的沉不下去, 而低阻抗耳機比較不會, 這是不正常的狀況嗎!?

[RogerShih]

Staven Sun 大的大作我看了, 不過最後舉例好像怪怪的!?

解釋一下 OPT 5K 比 8 歐姆的意義。5K:8 是指: 當負載是 8 歐姆時, 功率管 “看到” 的 OPT 初級阻抗是 5K 歐姆. 如果您把 4 歐姆喇叭接上 8 歐姆輸出端, 功率管 “看到” 的 OPT 初級阻抗將會是 5K x (8/4) = 10K 歐姆. 這時的負載線需要重新計算. 這時的擴大機也已經不是原作者所設計的了!

應該相反, 只有一半 2.5K 歐母吧!? @_@

[skyboat]

Staven Sun 大的大作我看了, 不過最後舉例好像怪怪的!?

解釋一下 OPT 5K 比 8 歐姆的意義。5K:8 是指: 當負載是 8 歐姆時, 功率管 “看到” 的 OPT 初級阻抗是 5K 歐姆. 如果您把 4 歐姆喇叭接上 8 歐姆輸出端, 功率管 “看到” 的 OPT 初級阻抗將會是 5K x (8/4) = 10K 歐姆. 這時的負載線需要重新計算. 這時的擴大機也已經不是原作者所設計的了!

應該相反, 只有一半 2.5K 歐母吧!? @_@

有人提出質疑過，可是…(打死不改？)。請參考：
http://www.diyzone.net/phorum/read.php?f=5&i=125804&t=125635

[FireDragon]

老哥,參考一下.

http://www.diyzone.net/phorum/read.php? ... 5&t=125635

[Armond]

高低阻抗耳機接同一抽頭, 高阻抗耳機給我的印象是低頻容易散散的沉不下去, 而低阻抗耳機比較不會

純猜測... 低頻響應決定於一次側電感量, 相對於屏內阻與一次側看到的負載並聯後的等效電阻, 之間的比值 (此 R-L 網路的時間常數的倒數). 此比值大者低頻響應較佳. 當二次側負載增大時，一次側看到的負載也變大，並聯後的等效電阻也變大, 比值就變小了.

當然，變壓器本身還有耳機，在低頻的特性都相當複雜，大概不是這麼簡單就能解釋的了...

應該相反, 只有一半 2.5K 歐母吧!?

是的，大概是孫博一時筆誤罷...

[RogerShih]

高低阻抗耳機接同一抽頭, 高阻抗耳機給我的印象是低頻容易散散的沉不下去, 而低阻抗耳機比較不會

純猜測... 低頻響應決定於一次側電感量, 相對於屏內阻與一次側看到的負載並聯後的等效電阻, 之間的比值 (此 R-L 網路的時間常數的倒數). 此比值大者低頻響應較佳. 當二次側負載增大時，一次側看到的負載也變大，並聯後的等效電阻也變大, 比值就變小了.

當然，變壓器本身還有耳機，在低頻的特性都相當複雜，大概不是這麼簡單就能解釋的了...

嗯!!上面討論串裡那個 ugo 做的實驗好像跟我用耳機聽感上的感覺差不多, 負載變低, 低頻變深!?負載變高, 低頻變淺!?

我有疑問的是, 如果管機輸出變壓器的阻抗匹配對耳機來講不是問題的話 (啥40歐母推高阻抗耳機沒問題的論調), 那麼設計時幹嘛算這些!?

另一點是我看過一些講法比較不解的, 晶體機通常會希望輸出阻抗越低越好 (讓功率盡量轉移到負載), 跟管機用輸出變壓器的設計思考有不少不同之處, 能拿來相提並論嗎!?輸出變壓器跟晶體機或是 OTL 拼命降低輸出阻抗扯的上什麼關係呢 !? XD

[RogerShih]

如果輸出變壓器用 4、8、16 甚至 40 歐母抽頭, 圈數比 40 歐母抽頭是 125:1, 接負載 120 歐母甚至是 300 歐母的耳機, 工作點會變, 但是會變的很厲害嗎!?是否可以實際舉例算算看啊!?

理想上變壓器負載時, 直流工作點不會受二次側負載影響.... 所以很難舉實例 可以參考孫博士在 DZ 上的文章

低阻抗抽頭接高阻抗負載, 屏極電流不是會變低!? 這樣會有什麼樣影響啊!?

如上述, 直流屏流不變, 但在同樣訊號輸入時, AC 屏流 (屏流的變動) 變小. 影響呢... 輸出的交流功率會改變, 變大變小看電路才知道.

嗯嗯, 多少懂了, 直流電流正常應該是不變的.

負載阻抗越高, 似乎在計算真空管 (我看的是三極管) 的失真率會越小 (超過屏內組兩倍以上時), 但輸出功率會越來越低 (次級的電壓變化量會越變越小).

不過 DC 電流不變, 接高負載時初級負載阻抗上的電壓會變很大, 輸出變壓器實際上工作會不會有任何影響!?我是看了開路情況下, 初級負載阻抗無限大, 可能會被燒穿才想到的 @_@

[skyboat]

另一點是我看過一些講法比較不解的, 晶體機通常會希望輸出阻抗越低越好 (讓功率盡量轉移到負載), 跟管機用輸出變壓器的設計思考有不少不同之處, 能拿來相提並論嗎!?輸出變壓器跟晶體機或是 OTL 拼命降低輸出阻抗扯的上什麼關係呢 !? XD

將管機的輸出級(管)視為一個電壓源(Vs)串接一訊源內阻(Rs)，Rs 就是 Vs 最基本的負載，輸出變壓器則是與 Rs 串接的另一個元件(RL)。

※假設 Vs = 2V(固定值)、Rs = 1Ω(固定值)、RL = 0.9Ω、1Ω、1.1Ω 變化。

RL所分得的電壓公式：V(RL) = Vs × [RL ÷ (RL + RS)]
RL的輸出功率公式：P(RL) = [V(RL)]^2 ÷ RL

狀況一：RL = 0.9Ω
　V(RL) = 0.947V
　P(RL) = 0.997W

狀況二：RL = 1Ω (= Rs)
　V(RL) = 1V
　P(RL) = 1W

狀況三：RL = 1.1Ω
　V(RL) = 1.048V
　P(RL) = 0.998W

由以上可知，當負載阻抗(RL)等於訊源阻抗(Rs)時，可得最大的功率轉移，輸出變壓器的任務即是儘可能讓這個 RL 值不隨二次側所接的喇叭阻抗改變而變，且將一次側的"高壓低電流"轉換為"低壓高電流"，來滿足喇叭是電流工作元件的需求，「阻抗匹配」就是這個意思啦。

晶體機或是 OTL 管機則是儘可能除去 Rs，讓 Vs 完全作用在負載(喇叭)上，電功率即獲得完全的轉移。(先決條件是訊源本身在輸出電壓恆定時，還有本事提供源源不絕的電流！）

※以上報告，僅供參考，敬請指正。