世界上首台“超级胆机王”打造记 （二）
左增军 / 2023-01-27
接上期 接下来就是根据GM-100特性，构思电路框架。大道至简，电路、结构要简洁至上，选用靓声管、合适的元件做周边配套。经过了解客户听音需求，做了几次试验后，确定下来组合：WE417/5842+6SN7+2A3推动，最初以为，推动管估计要用845之类管，后来试验了几次，如果设计得当，2A3JJ也可以推。只是GM-100功率很大，想要推好不是件容易事儿。由于满功率状态栅极需要消耗一定功率，单颗2A3驱动肯定是吃不饱。如果是推个几十瓦输出还凑合，但想要发挥好GM-100的特性，需要下一番功夫。作为推动管，2A3的声音是公认好听，改用300B、845之类，也有些不甘心。
知是行之始，行是知之成。第一次搞GM-100，网上有关参考资料没多少，只有自己根据GM-100 参数曲线设计，先构思好大概电路结构、框架，然后找个合适的、大的工作台，一一对应焊接、连线，电路虽简单，只是接线乱。体积大，电压高，元件之间需要有足够的空间摆放。管子现成，就是按照要求制作相应的变压器，对于我来说也不是问题。理论和实际终究是两码事，想要做好产品，实验、调试、改进、再实验调试最后到试听，有可能反复N多次，甚至改变最初设计方案，推倒重来。
灯丝供电起初直接用17VAC实验，后来用开关电源，最后改用传统的全桥整流滤波。为了进一步解决发热情况和听音效果，最后改用肖特基快恢复整流管。经过与摩托罗拉、西电的全桥对比（下图左边是摩托罗拉，右边是西电全桥），这肖特基管的声音柔顺、扎实很多，且仅用100*100散热片，连续工作3-4小时，手摸上去还是温温的，不烫手。
高压供电最初计划用2500V左右，后来一步步调至3600V实验。对于一部高压胆机，制作难点首先是高压电源，很多市面上的成品胆机，高压几乎都没有很高的，比如211/845之类，大多供电电压在1000V以内，甚至212也用1000V多点高压。虽然屏压*屏流=屏耗，决定输出功率，不过我还是喜欢让功率管工作在特性曲线比较好的状态。还有，屏压高低状态输出的动态效果会相差很多。很多发烧友做过对比试听，左氏845单管单端的实际听感，在动态、驱动力、声音鲜活度等方面，明显胜过市面上其他的845单端包括并管单端。音乐的动态效果，跟连续输出功率大小有时候是两码事儿。大家不选择高电压供电，主要就是以下两个问题卡脖儿：1、高压变压器、电感的绝缘问题；2、高压整流管的寿命、故障率问题。第一个问题左氏变压器有绝对保障；第二个问题，这里给大家公布我的一个小窍门，可以令整流管寿命延长几倍乃至数倍：1、用桥式整流，这样电源变压器只有一组高压，耐压、制作方面要求降低一些，且整流管耐压比全波整流要求低。此方法适合晶体管整流。如果是电子管整流，会增加多只整流胆显得笨重不方便。2、用改进型全波整流电路，请看下图。也就是两只全波整流管（无论晶体管还是电子管）的阴极并不直接连接在一起，而是通过双绕组电感后再连接，这样无论是晶体管还是电子管，几乎不怎么损坏整流管，直到整流胆寿终正寝。这是我多年的经验，这样做的胆机，几乎不用更换整流胆，只是，双绕组电感的特性参数要求严格配对，且耐压要翻倍。
对于实验供电电压高低问题，高压电源牛还算方便，做几个抽头实验即可，难点是推动、输出变压器数据，这个不能简单的用抽头的方式就能获得最佳结果，最终是需要完全匹配才可以满足失真、效率、幅频特性等指标。这一步是最费精力、财力的。尤其是输出变压器的制作数据，一方面没有参考资料，另一方面是，工作在如此高的电压环境，幅频特性、综合失真特性难以得到满足，我们都知道，输出牛是靠初、次级最佳耦合获得高性能的，电压越高，越需要更高的绝缘，绝缘越厚，耦合越差。这就提出了很大的挑战，按照常规的输出变压器制作方式几乎行不通。可以说为输出牛的制作浪费的精力物力是最多的，一颗二十多公斤的输出变压器，一次次绕制，铜线废掉太多了。还有选择什么类型的铁芯，才可以满足听感，EI、XCD（也就是大家所谓的双C），材料厚度从0.23mm到0.02mm非晶甚至纳米晶铁芯。再有漆包线的选择，各种进口线轮番试验，绕组结构从简单的分层分半，到多段分层，3段12层，到十几段N层。根据二十多年的变压器制作经验，并非分层、分段越多性能越好。过犹不及，多了少了都不如刚刚好，一切都要在实际电路上实验才会得到结果。最后做到在3000V高电压环境下，开环输出20Hz-20kHz -1dB这样的指标，也应该是绝无仅有的。您可能说，把输出变压器的制作方法都公布出来，这是泄密吗？若夫藏天下于天下？我这直性子脾气，有什么就会说什么，不信您就接着看下去，有些关键的东西可能都会吐露出来。我承认我们中国人很聪明，也承认我自己很不聪明，但真正做成事儿，只有小聪明不行，需要大智慧。
载营魄抱一，能无离乎？不能。搞实验，尤其是如此高的电压下实验，电源滤波电容储藏的能量有多大？我是经历过的。有次实验，琢磨着更换原件，关机后有一会儿了，也是不在意光想着要更换什么元件，直接手掌碰触到输出牛初级与地线，就听呲啦一声，整个身体后退半步，手心电击出了一个深约8-10mm、直径大约10mm不规则的坑。我是近视眼又懒得戴眼镜的那种，因为体积都较大，元件位置离得远，看的不是很清楚就被。。。当时几天，伤口不疼，也不流血，只是流黄水，伤口不愈合。我也没当回事。大约3天后，感觉到疼痛才去一个刘宅外科作处理，治疗一个月左右伤口才愈合，直到现在还留有这个三角形疤痕。这是被电击最严重的一次，虽然也有过几次被电击，但都不厉害，没留下什么伤疤。
回主题。经过反复实验、测试、试听，最后确定下来GM-100工作状态：B+为3000V，屏流不大于200mA，这样最大屏耗是600W，用到手册规定的60%以内，可以让这颗大功率管轻松、舒适、稳稳的工作。剥极必复，留有一定余地还是必要的。周围电路确定好以后，与之配套的电压放大、推动级，相对容易一些，选用比较成熟的放大形式，实验好推动牛参数，基本算是ok。凭借多年胆机制作经验，这一步显得比较简单，只是推动变压器参数，也需要经过反复实验后才确定。还有就是信噪比，需要再配合实际组装空间、布局布线等仔细调整。摆地摊搭焊只是实验个大概，实际组装要根据元件实际摆位等反复调整，才能达到最佳表现。
根据摆地摊实验结果，大概总结一下本机所用变压器，按一个声道：
功率管灯丝变压器：450W，约10kg一只。
高压电源变压器：因为计划做到500-600W屏耗，3kV DC高压，高压牛准备800W，约18kg/只。
输出变压器：按照200W单端输出功率计算，需要配备300W以上单端输出牛，这个约26kg以上/只。
扼流圈：高压10H 200mAx2，约10kg/只，低压10H 200mA，约6kg/只。
中压变压器：250W，约8kg/只。
低压灯丝变压器：100W，约5kg/只。
推动变压器：大约7kg/只。
输入变压器：约1kg/只。
每声道8只大大小小的变压器，总重约91kg左右一个声道！
未完待续
