任務(wù)12單端輸出功放PCB板設(shè)計(jì)與制作

1、任務(wù)1.2：單端輸出功放PCB板設(shè)計(jì)與制作一、任務(wù)要求：1、1 熟悉電子管6N6和6P6P的結(jié)構(gòu)、工作原理；1、2 讀懂單端輸出功放的電路原理；1、3 能對單端輸出功放電路原理圖進(jìn)行分析；1、4 掌握電子管6N6和6P6P引腳排列好，以及管座的結(jié)構(gòu)尺寸；1、5 完成電子管6N6和6P6P封裝的制作，以及大功率元件的封裝的制作；1、6 熟悉膽機(jī)PCB板設(shè)計(jì)的基本要求和技巧；1、7 每人都要利用課余時(shí)間獨(dú)立完成PCB圖的設(shè)計(jì)；1、8 所交PCB圖文件名為“學(xué)好姓名”，例如：01陳嘉偉（單端）DDB。其中包括三個(gè)文件：原理圖、元件封裝、PCB圖，例如：01陳嘉華（單端）SCH 、01陳嘉華（單端）L

2、IB 、01陳嘉華（單端）PCB。1、9 PCB板的外圍尺寸必須按邊框線鋸齊，不能浪費(fèi)覆銅板。二、參考電路原理圖：電路說明VRA1為音量控制電位器。6N6為雙三極電子管，由6、7、8腳組成的三極管用于輸入放大，由1、2、3腳組成的三極管用于功放的前置放大。6P6P為束集四極電子管，用于音頻功率放大。輸入放大器由V1B（V1的6、7、8腳組成的電子管）R1、R2、R3組成。前置放大器由V1A（V1的1、2、3腳組成的電子管）C1、R4、R5、R6、C3組成。功放電路由V2、C2、R7、R8、R10、C4組成的T1為電源變壓器，次級(jí)有三路輸出，一路為升壓輸出（220VAC變成280VAC），主電源

3、，用于功放電源；一路為燈絲電壓輸出（6.3Vrms）；另一是控制電壓輸出，這里不用。電源變壓器T1輸出的280VAC經(jīng)RS407G的整流，和C10、C9、C8、R18、R19、C7的濾波后，得到約340V的直流電壓。RS407G為整流橋堆，R18和R19有二個(gè)作用，一是與C10、C9、C8、C7組成型濾波器，二是起限流作用。R20為釋放電阻。340V的直流電壓直接作為功放管6P6P的電源電壓，經(jīng)過R16、R17和C6降壓后作為前置放大器V1A的電源電壓，再經(jīng)過R20和C5降壓后作為輸入放大器V1B的電源電壓。B1a是音頻功放輸出變壓器。R1、R4、R7為柵極釋放電阻，通過這個(gè)電阻將柵極的積累電

4、荷對地釋放。R3、R6、R7為陰極電阻。C1和C2是隔直耦合電容。C3和C4為隔直旁路電容。R2和R5為輸入放大器和前置放大器的屏極負(fù)載電阻。 雙聯(lián)帶中心抽頭電位器三、電子管主要參數(shù)：1、束射功率四極管6P6P束射功率四極管6P6P系玻璃外殼八腳管，其陽極極限耗散功率為12W，用于A1、AB1類功率放大。6P6P與6V6-GT相似，可以互換使用。 燈絲電壓UH 6.3 V燈絲電流IH0.45 A極間電容：輸入電容9 2.6 PF極間電容：輸出電容0.7 0.7 PF跨路電容4 3.8 PF推薦工作狀態(tài)(參考值)單管A1類放大 極限額定值陽極電壓315 V第二柵極電壓285 V陽極耗散功率12

5、W第二柵極耗散功率2 W熱絲陰極間電壓 ±100 V第一柵極固定偏壓電阻0.1 M第一柵極自偏壓電阻0.5 M2、雙三極管6N系列的主要參數(shù)四、電子管引腳排列： 1、6N6：九腳雙三極管（1）6N6電子管及腳排列：（2）九腳管腳及管腳排列：（3）九腳管腳封裝：1、6P6P：八腳束集四極管管腳：（1）6P6P電子管及腳排列： （2）八腳管腳及管腳排列： （3）八腳管腳封裝：五、膽機(jī)PCB排版的注意事項(xiàng)：（一）元器件的排列布局1、電子管功放的主要元件是電子管、輸出變壓器、電源變壓器、電位器和電阻、電容等元件。輸出變壓器、電源變壓器會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場，也會(huì)產(chǎn)生漏磁，這些漏磁在PCB板上傳播就

6、成為干擾源。為了防止放大器前后級(jí)之間電場和磁場的影響，排線電路布局要合理，電路布局的不合理，易產(chǎn)生干擾，甚至造成高寄生振蕩，輕則造成膽機(jī)性能指標(biāo)下降，特別是信噪比影響最大，重則會(huì)造成可聞的噪聲，或自激振蕩。一般都按電路的前后順序作一字型排列，不能隨意胡亂安排，切不可前后級(jí)排成U型。元件的分布要考慮信號(hào)傳輸路徑最短，干擾最小，立體聲膽機(jī)的整體布局要對稱，分布均衡，以保證多聲道電路的對稱性和平衡性。2、電源變壓器與輸出變壓器都必須是磁感應(yīng)器件，由于制作工藝、采用材料等原因，難免會(huì)產(chǎn)生較大的泄漏磁場，它們之間的擺位應(yīng)盡量相距遠(yuǎn)些，并注意它們磁通的方向，使相應(yīng)位置晝避免電磁感應(yīng)交連，一般采取遠(yuǎn)離或垂直

7、放置。周圍元件的引線不要距離變壓器輸入端引線太近，否則易產(chǎn)生交流聲和自激。也可在變壓器周圍包上一層銅皮，且兩頭焊接，使至短路。有條件的話，可把變壓器裝在有良好導(dǎo)磁率的屏蔽罩內(nèi)。3、各放大級(jí)電阻、電容等元件盡量靠近各級(jí)電子管，引線原則上要求晝短，以免干擾信號(hào)竄入放大通道。4、音量控制電位器至功放級(jí)的連線較長，最好采用屏蔽線（又叫隔離線），屏蔽線的外金屬網(wǎng)層一端接地，另一端不接地，這種屏蔽稱為單端接地屏蔽。5、電子管屛極回路和柵極回路中的元件不要平行放置、引線走向不要平行靠近，且距離遠(yuǎn)些，以減少屛極和柵極間的分布電容Cga 。6、電解電容器應(yīng)離電子管、大功率電阻等發(fā)熱元器件遠(yuǎn)一些。（二）關(guān)于接地的

8、處理這里的“地”是指電源的公共端，即電源濾波大電容的接地引腳端。接地點(diǎn)安排合理與否，對抑制自激和噪聲有很重要的關(guān)系，接地點(diǎn)的混亂是造成電子管放大器指標(biāo)變劣的重要大原因。接地應(yīng)本著大分散、小集中的原則安排。所謂大分散，就是立體聲膽機(jī)各聲道多級(jí)放大器的各個(gè)接地點(diǎn)，不要集中在一點(diǎn)接地，而要分散開；所謂小集中，就是同一級(jí)放大器電路中，電阻、電容等元件的接地點(diǎn)，都集中于一點(diǎn)接地。這樣可減少各聲道的各級(jí)放大器電路的電流，通過對地電阻產(chǎn)生降壓，而形成正反饋網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致互相干擾。1、各級(jí)放大器的電路接地點(diǎn)，應(yīng)各自獨(dú)立；但同級(jí)放大器電路元件接地點(diǎn)，應(yīng)盡量接在一塊。因?yàn)榻饘俣加须娮?，若再加上焊接不良，焊點(diǎn)電阻增加。

9、以一電子管放大器為例，電子管的柵極通過柵極電阻Rg接地，電子管的陰極通過Rk接地，若兩個(gè)接地點(diǎn)在一點(diǎn)，那么加到電子管柵陰間的信號(hào)就為Ugk=Usr（輸入信號(hào)），因?yàn)殡娙萜鲗χ绷餍盘?hào)相當(dāng)于開路，而對交流信號(hào)則于相當(dāng)于短路，放大器只對輸入信號(hào)Usr正常放大輸出，放大器不產(chǎn)生噪聲。如果，電子管柵極電阻Rg和陰極電阻Rk，接地點(diǎn)不在一點(diǎn)，而分離較遠(yuǎn)，那么如上所述，兩個(gè)接地點(diǎn)之間，通過焊點(diǎn)電阻和走線電阻，構(gòu)成接地電阻r；其他各級(jí)放大器的信號(hào)電流，干擾信號(hào)電流，都可能流過接地電阻r，在上面產(chǎn)生壓降為Ur，加到電子管柵陰間的信號(hào)Ugk，就為輸入信號(hào)Usr，與流過接地電阻r上產(chǎn)生壓降Ur，之迭加（Ugk=Us

10、r+Ur），此信號(hào)經(jīng)電子管放大器放大后，使膽機(jī)出現(xiàn)噪聲、自激或其他怪現(xiàn)象。2、變壓器屏蔽外殼要接地。由于它不便直接焊接，應(yīng)用螺絲加彈簧墊圈緊固，彼此接觸面保持干凈，氧化嚴(yán)重的應(yīng)刮去氧化層再安裝。各元件引線、管座接線腳等，在焊接前都要刮擦干凈，各焊點(diǎn)要先擰緊，使其接觸良好，然后再焊接，這樣才能保證接地質(zhì)量良好。3、地線走線應(yīng)盡可能寬，每一聲道設(shè)計(jì)一條接地母線，并盡可能靠近電子管陰極。每一級(jí)放大器需接地的元件，在該級(jí)電子管陰極電阻處與地線集中焊接，最后與電源部分的地線匯總。在元器件裝配完成后，可以在底線走線用烙鐵焊上一層錫，一是增加導(dǎo)電截面積，減小走線內(nèi)阻；二是防止地線走線的氧化，因?yàn)榈鼐€走線流過

11、較大的回流電流，地線走線容易氧化。4、由于電子管內(nèi)部各電極間不可避免地存在分布電容，尤其是陽極間分布電容Cga對電子管放大電路的危害最大。電子管是通過電子管座和電路發(fā)生聯(lián)系的，電子管接線片之間也存在分布電容，為了減少這種分布電容對電路的影響，電子管座中心焊片應(yīng)接地，并要求接地焊接可靠。5、功率放大器電路的電流較大，其接地點(diǎn)最好和電源變壓器高壓整流接地點(diǎn)公用，使功放級(jí)電流不流接地母線，避免產(chǎn)生寄生耦合而反饋到前級(jí)形成自激。（三）膽機(jī)電子管的燈絲供電與安裝燈絲供電的6.3V電源，是220VAC市電經(jīng)電源變壓器降壓后直接供給，在走線周圍和燈絲周圍有較強(qiáng)的50Hz交變磁場，容易通過分布電容耦合到其他元

12、件上產(chǎn)生交流聲。最好不要通過PCB板上的銅箔走線進(jìn)行燈絲供電，而采用雙線絞合供電。若放大管燈絲和陰極間漏電，則交流聲更加嚴(yán)重，這是因?yàn)闊魤弘娏饕宦饭艚z，另一路經(jīng)燈絲、電子管陰極間漏電阻和陰極電阻Rk回到燈絲電源，那么在電子管陰極電阻Rk就有50Hz交流壓降Uk，該電壓與輸入信號(hào)Usr迭加，送到放大管柵陰間進(jìn)行放大，那么輸出端就得到了被放大了的50Hz信號(hào)而出現(xiàn)交流聲。若采用雙線且絞合在一起供電，兩線產(chǎn)生的磁通方向相反，互相抵消，大大削弱了燈絲饋電線外的交變磁場，減小子交流聲。對燈絲電線的安裝基本上按“燈絲線、絞合緊，貼底板、遠(yuǎn)離柵”十二字要求安裝。另外發(fā)燒級(jí)膽機(jī)的電源變壓器，6.3V燈絲供電

13、繞組，還必須要有中心抽頭，安裝時(shí)中心抽頭接地，第根燈絲線對地都3.15V交流電壓，這樣每個(gè)電子管燈絲，采用平衡網(wǎng)絡(luò)供電，更有利于消除交流哼聲。若電子管燈絲陰極間漏電，則流過陰極電阻的電流方向相反，大小相等，正好抵消，從而消除了交流聲。如果想進(jìn)一步提高裝機(jī)指標(biāo)，或有興趣安裝高質(zhì)量、高保真的膽機(jī)，建議，采用電子管燈絲直流供電。即對交流燈絲電壓，進(jìn)行整流、濾波、穩(wěn)壓取得直流6.3V電壓，作為電子管燈絲供電電壓，則基本消除了交流聲和雜音，確保了膽機(jī)的“原汁原味”音響效果。燈絲供電線一般采用棕色或黑色線，雙線絞合接至管座。燈絲截取要留有一定的余量，以免裝配時(shí)拉得過緊。剝頭不可太長，一般有34 

14、   mm已足夠，應(yīng)刮光鍍錫。鍍錫后塑料收縮，導(dǎo)線的芯線露出過長應(yīng)剪去，以免與其他引線、元件相碰造成短路。六、PCB板設(shè)計(jì)1、單端功放PCB板的設(shè)計(jì)：（1）電路原理圖（2）PCB板采用單面板設(shè)計(jì)。（3）兩個(gè)電子管與其它元器件一起裝在元件面。（4）電容器C5和C6臥倒裝在PCB板上，其它元器件立裝。（5）“音頻信號(hào)輸入”接口，用2Pin插座，腳距為2.54mm；“接輸出變壓器”接口，用大2Pin插座，腳距為5mm；“接340V電源電壓”接口，留二個(gè)焊盤，用焊線方式與電源電路連接。（6）燈絲電壓接口采用大2Pin插座，腳距為5mm，然后用雙絞線將兩個(gè)電子管的燈絲電壓管座接至大2Pin插座；（7）元件的封裝必須根據(jù)實(shí)際元件外圍尺寸和引腳的排列，進(jìn)行重建，所以在PCB板設(shè)計(jì)前，要求先列出元器件清單，領(lǐng)取元器件，通過網(wǎng)上查找元器件結(jié)構(gòu)參數(shù)，或用游標(biāo)卡等量具測量元件外圍尺寸，以掌握元件外圍尺寸和引腳的排列，再進(jìn)行元器件的封裝重建。要特別注意兩個(gè)電子管管座的外圍尺寸和引腳的排列。（8）PCB板尺寸要求： PCB板外框尺寸為142mm（長）×83mm（寬），其它尺寸要求如下圖所示。2、電源PCB板的設(shè)計(jì)：（1）電路原理圖（2）PCB板采用單面板設(shè)計(jì)。（3）FUSE1保險(xiǎn)絲采用下圖所示的裝配方式的保險(xiǎn)絲。（4）“接AC280”接口