6N3电子管与晶体管联合承载单端功放

    上图分别展示了6N3、6N3与2SC5200复合之后的输出特性曲线，两者形态几乎一致。 观察得更细一点，会发现联合承载电路在A2部分的曲线会比6N3原始曲线的线性更好。

    在这个6N3电子管与晶体管联合承载电路的实例中， A2状态下的线性得到了改善。其原因应该是栅流和阴极电流同时注入晶体管基极，扩展了晶体管集电极的电流；A2状态下栅流的出现，在一定程度上弥补了6N3电子管A2曲线区域压缩的问题，最终改善了联合承载电路的线性。

    实测6N3的栅流状况如下：

二、驱动电路：

    我选用了较大电流输出的4556运放来驱动6N3的栅极，以应对栅流。虽然在设计的工作范围内，6N3的栅流不超过5mA。如果使用标称最大输出电流38mA的 5532，听感干涩毛躁。如果使用标称最大输出电流70mA的4556，声音明显开朗润泽(虽然在我的示波器上看不出什么区别)。相信一定还有其它性能更好的运放可以替换4556，大家不妨自行尝试。运放的作用如下：

1.  输入信号缓冲。R3、R4的比例决定了基本的增益，个人觉得取5~10倍为宜。

2.  提供电子管栅极偏压。根据复合电路的输出特性曲线，电子管的栅压会根据不同的主电源电压、负载阻抗、输出功率等要求，大致会在0~-2V的范围。负栅压的产生，是通过控制运放反相输入端的电位实现。运放反相输入端的电位，是通过R5、R6组成的分压电路获得。调整R6，能让运放输出端给电子管提供合适的栅压。

3. 提供电子管A2工况所需的栅流。由于本设计中的电子管在稍大输入信号时，会进入有栅流的A2状态，输入阻抗会急剧减小。在设计的工作范围，栅地最小阻抗会到300Ω左右，此时的栅流接近5mA。R7是运放的负载。为了平衡A2工况下信号正负半周的输出电流，R7的取值较低。

三、供电：

1. DC80V1A的主电源通过AC60V左右的交流电整流滤波而来，一定要进行CLC滤波或稳压，实测 4700uF+100mH+4700uF的CLC配置已听不到到明显的50/100Hz交流声。使用80V的主电源电压，静态电流约0.35A时，输出功率达到10W，失真小于5%是没问题的。大家也可以根据手头的电源情况选择其它工作点。使用普通开关电源做主电源时，我的经验是保留上述CLC滤波电路的音质会更好。

2.  6.3V0.35A灯丝电源在整流滤波后用一片LM317稳压即可，注意加适当的散热片。其实，在这个电路中使用6.3V的工频交流供电也听不到噪音。

3. DC±15V0.1A的运放电源用最简单的78/79L15三端稳压已经有不错的效果。如果有极致的要求，请自行选用更优秀的稳压电路。

    曾经为了简化供电，我尝试过选用一款宽电压输入的DC-DC模块，标称输出5V1.6A和±12V0.3A，改动之后输出6.3V和±15V 分别供灯丝和运放。这样，整机就可以单DC80V电源供电了。但是使用DC-DC模块会增加新的问题：需要消除DC-DC模块杂波对运放工作的影响，这个比较麻烦。所以公开的电路图还是使用了传统电源。电路图和PCB文件也将不断的完善、更新。

    下图为使用DC-DC模块时做的样品。

四、PCB

    在共享的工程文件中，我提供了极简版、DC/DC模块供电版、常规电源供电版，三个PCB的文件，朋友们可以直接拿去开板。由于板面尺寸的关系，VCC相关的整流和CLC滤波电路我都没有画在PCB上，请大家自行搭棚或者画板。目前PCB上我选用的是最普通的直插元件封装，仅做抛砖引玉。大家可以随意更换元件封装，甚至调整电路，以适应各自的需求。选用高端元件和PCB材质，整机音质必然会更好。

    下图是使用常规电源供电版本的PCB样品：

五、输出牛：    

    经过多次验证，设计阻抗比168:8、静态电流0.4A、功率10W左右的单端输出牛非常适合这个电路，同时适合不少常见电子管与晶体管复合的“联合承载”电路。作为功放的重要固定资产投入，这个输出牛还能有更多的应用。

    我曾经以为，低阻输出牛是比较容易绕制的；年前也向某养牛名家定制了几对。没想到的是，那位名家以绕制胆机输出牛的经验绕好一个线包之后，测得15KHz的衰减已经达到-1dB。由于没有时间继续优化绕制参数，他退回了订货的款项。后来的沟通中，我们认为胆机高阻牛的设计经验在低阻牛制作中并不完全适用；具体应该如何调整，还需要多次的实践和测试。  

    我手头有几对丹麦KOHSEL的广播功放输出牛，经过改造之后，恰好适合这个电路的需要，频响和音质都令人满意。我在某论坛展示过实测数据，大家可以去翻一下。 毕竟，这个丹麦输出牛只是一个巧合，期待有高手能设计制作出来性能更好的低阻输出牛！

    强调一下：在输出牛的初级回路中，保险丝是必需的！曾经因为晶体管与散热片之间接触不紧密，工作中晶体管过热击穿，我的一只输出牛随之冒烟了。所以，良好的散热和加入保险丝才能确保电路安全。

六、调试及其它：

1、先不插运放和电子管，检查PCB上各组电压。

2、插上运放，调整偏压电位器R6，使得两个电子管栅极电压为–3V（这样有利于下一步调试的安全，正常工作时大概在0~ –2V范围）。

3、注意！此电路的音频通道上没有耦合电容，所以要求输入端不能有直流信号，否则会直接影响末级工作点。如果您不信任音源设备的输出状态，还是在运放输入端加一对耦合（隔直）电容吧。

4、插上电子管，主电源用程控电源先调整到预定工作电压的一半，CC设置为预定的静态电流，接入一个声道的晶体管和输出牛，一边观察电流一边提升电压，直至达到预定工作电压。如果静态电流偏离预定值，通过调整R6来纠正。重复此步骤调试另一声道。没有程控电源的话，也可以通过测量输出牛初级绕组的压降来计算、监测静态电流。

5、两个晶体管必需加导热绝缘片再固定在散热器上。

6、晶体管引脚可以用引线延长，方便PCB和散热器摆位。根据朋友们的制作经验，引线长达20cm也没有发现自激。可见本电路的稳定性还是不错的。

7、由于没有设计温度补偿电路，随着散热器温度升高，晶体管的静态电流会增加；散热器温度恒定时，静态电流也基本恒定。喜欢传统散热方式的朋友可以根据实际的静态功耗自行计算散热器的参数。我推荐风冷散热器配合智能温控电路的方式，最大的优势是可以让晶体管快速达到热平衡和稳定（这是让静态电流稳定的决定因素，比温补电路简单、实用、可靠），其次可以大幅缩小散热系统的体积和重量。至于传说中的风噪，毕竟是个传说！现代优质的低噪风扇、风道设计值得信赖。

    我测试用的散热器是风冷CPU散热器，12V的风扇暂时跟灯丝接在一起用6.3V直流供电，风噪几乎听不见。工作时，散热器温度基本稳定在50℃左右（气温25℃）。一般通电几分钟之内就可以达到热平衡。

    再上一张地摊图片吧，已经稳定工作上百小时，应该给它们找个壳子了。

实测输出约9W时的频响曲线（当时的电源电压约70V，静态电流约0.4A）：

实测输出约9W时的输出波形和FFT参数（绿色为衰减10倍的输出波形，黄色为输入波形）：

    目前的试听结果，使用普通的元件，这个电路的声音也不输于一般的EL34、KT88单端功放，在高低频两端还略有超越；符合“联合承载”结构电路低内阻、高线性的特点。

    由于电路简单、元件不多，即使全部选用发烧品质的元件也不会有太高的成本；也容易体现每一个高品质元件的素质。期待朋友们一起来不断完善这个电路，一起添砖加瓦，一起精雕细琢。

祝大家玩得开心！