一直想做一對845單端機，推我的HARBETH MONITOR30音箱。單端機雖然在電指標上遠不及推輓機來得好，但是聽感上確實有其獨到之處。對單端機的喜好始於仿製WE的91電路單端機，後來又試了一些電路，包括全部使用變壓器耦合、電容隔直變壓器並聯輸出等，但總是覺得有些地方不對勁，直到做了2A6直耦2A3的單端機後才找到了原因所在。當時，用普通材料焊起來了一對3瓦的小東西，可聽上去聲場極為開闊，聲音通透，頻響也很寬，聲音遠好於用重料堆砌的91電路機。原來去掉級間的耦合電容才是單端機音質最佳方案。可是這3瓦的小東西只適於推像勵磁揚聲器製作的高靈敏度的音箱，對像MONITOR30這樣的，連說明書上都要求用25-100瓦放大器推動的音箱來講是力不從心的。所以做一對845單端機的計劃就這麼誕生了。
建立設計前題
我為自己設立了如下的前題：
1.要能推響MONITOR30這樣的低靈敏度音箱；
2.儘量全部使用電子管；
3.儘量減小體積和重量。
電源模式
做像845這樣高電壓的大管機，電源通常是由兩部分組成。其一是供大管用的千伏級的電源；另一部分是百伏級，供前級電壓放大管用的電源。通常由兩個變壓器繞組、兩隻整流管及兩套濾波電路構成。這樣的做法是與我設立的前題3背道而馳的，而且在低壓組電源出問題時功率管的安全很可能受到威脅。
其實，直耦機的關鍵是將功放管的陰極電壓抬高至高於電壓放大管陽極所需電壓以上，以使負偏置的功率管工作在合適的工作點上。這樣的結果使功率管的陰極電壓要有一定的高度，為什麼不能利用這個電壓，找一些低電壓工作的電壓放大管，從而實現用一組變壓器繞組一隻整流管解決電源問題呢？本機嘗試了這種做法並獲得了成功。
在功率管的陰極電阻上做分壓電路（R2和R3）在R3上並聯退耦電容，變成電壓放大管的供電電源。R2為功率管的偏置電阻，調節它的阻值可以調節功率管的偏置電流的大小。R3和電壓放大管是分流電路的關係，流經電壓放大管和R2的電流之和等於流經功率管的電流。
整流管的選擇
上千伏的整流管說實話應該選用像866這種還有一定存量的管子。但還是那個問題：與設定的前題3衝突，用866需要用兩隻管子，而且燈絲電流大，對燈絲變壓器的體積有影響，會增加整機的尺寸和重量。挑來揀去，還是5R4比較合適，它一隻管子做全波整流管，廠家給出的典型參數說，屏級到屏級的交流電壓可以到1800伏，燈絲電流只有2安培，而且這管子也有一定存量好找到。
從圖上看5R4在每個屏極加900V交流電壓、整流輸出100毫安電流時，燈絲需先預熱10秒鐘以上。由於燈絲電源要先於屏級高壓10秒以上，所以本機的電源變壓器設計成燈絲變壓器和高壓變壓器分別一隻變壓器，它們的通電次序為燈絲變壓器先行通電，高壓變壓器則由一個延時開關控制，延時一段時間後再通電。
由於前題2的存在，挑選延時器時也特意選擇了玻璃管電熱型的延時開關，EDISON出的B1560，它可以用6.3V交流加熱，60秒後接通開關。
電源濾波採用CLC派型濾波，濾波電容為遵循前題3的要求，沒有使用體積巨大的油浸或薄膜電容，而是用電解電容串聯加恆壓電阻的方式。由於擔心整流管承受不住瞬間大電流（包括濾波電容的充電點電流）的衝擊，第一級電容濾波電容使用兩隻10微法/560伏電解電容串聯。濾波電感用了手頭上有的ISO TANGO的LL-20-150D 20亨150毫安。第二級濾波電容使用了兩隻100微法/600伏電解電容串聯。
功放電路
功放級和普通的自給偏壓的單端功放沒有什麼不同，只不過多了R3這個自舉電阻把陰極電位進一步提高，以配合和電壓放大級進行直耦。C3和C4是克服交流聲電路，關於這個電路的原理，大家可以參照http://www.tubecad.com/2014/09/blog0308.htm。另外一個減少交流聲的措施是使用直流給845燈絲供電，這裡就無法顧及前題2了。我使用了LT1083穩壓模塊，要注意一定要把LT1083安裝在金屬外殼上，使整個金屬機殼作為它的散熱器，845頂絲電流較大，如使用獨立散熱片裝在機殼內，會因空氣不流通造成LT1083過熱而保護停止工作；為保證直流有低的紋波度，整流後的濾波電容不能太小，實戰應用20000微法。由於845的燈絲電壓也較高，所以一定要加燈絲平衡電位器把噪聲調至最低。這個電路最後在負載上實測的靜態噪聲1.7毫伏左右，非常低。
功放管的工作點
從廠家給出的典型值參數看，750伏屏級電壓時，工作電流95毫安，1000伏時，90毫安。5R4整流管配合這個派型濾波器，在屏級到屏級電壓1800伏左右時，輸出100毫安左右電流，電壓輸出也就是1000零幾十伏，再減去陰極偏置、自舉電路升高的電位及輸出變壓器上的壓降，實際功率管屏級對陰極的電壓就在750伏左右，所以工作點電流就選95毫安。通過調節R2的阻值將功率管的工作電流控制在95毫安左右即可。
輸出變壓器的阻抗
從廠家給出的典型值參數看，似乎從3.4K到11K都是845這管子可以應用的負載阻抗。那這些阻抗的輸出變壓器對於輸出信號到底有什麼影響呢？在這個電路製作中我做了些實驗。我使用了3種阻抗輸出變壓器6.5K、10K和14K，這3中輸出變壓器都是廠家量產的正式產品，出廠的品質應該是有保障的， 6.5K和10k的是加拿大廠家HAMMOND的1629SEA和1638SEA，14K的是英國廠家STR的。1629和1638的頻響標稱都是20-20K合資正負1分貝，STR的頻響標稱是2.5-125K赫茲正負0.5分貝。
理論上說，負載阻抗越匹配於管子工作狀態下的內阻，獲得到的輸出功率就越大。問題是由於線路特性和雜散參數的影響，使管子的工作內阻在全頻率內並不是一個恆定值，這就是個考驗了，哪個阻抗的輸出變壓器更能適應這個電路了呢？
我的實驗方法是在變壓器輸出端8歐姆負載處接上一個7.5歐姆的大功率電阻，將測試儀接口接到電阻兩端，在1000赫茲時，測得一個非線性失真5%電平；再以1/3倍頻程進行遞增和遞減的測試，分別測試電平和非線性失真的變化情況。測試頻率範圍在20-20K赫茲之內。1629和1638在遞增實驗中表現穩定電平基本沒有什麼變化，非線性失真隨頻率升高逐漸減小；STR在6000至8000赫茲時有一個小小的凹陷，非線性失真也是隨頻率升高而減小。在遞減實驗中3只變壓器在100赫茲以上的頻段表現平穩，電平和失真都沒有什麼大的變化，在100赫茲以下情況開始變化，3只變壓器的非線性失真都開始增大，變化最大的是6.5K的其次是14K的；電平變化方面在50赫茲以下都有下降，10K的和14K的下降不明顯，而6.5K的比較明顯。在1000赫茲5%失真的測試中6.5K 的變壓器是輸出電平最高的，其次是10K的。綜上結果可以說10K阻抗的輸出變壓器是最適合於這個電路的。
電壓放大電路
從廠家給出的845的典型值參數來看至少要有93伏的信號電平才能推滿845的功率，這要求電壓放大級的放大倍數不能太低；由於追求的是直耦，所以做成多級的電壓放大級也很困難；電壓放大級的取電，又是從功放級的陰極自舉電路取電，由於自舉電壓不可能太高，這牽扯著整流管的選擇，電源變壓器的選擇等問題，還有自舉電阻上的功耗發熱問題，所以只能採取使用低內阻管電感負載方式儘量利用電源的電位高度。總結一下，電壓放大級需要單級放大器，管子需要高放大倍數和低內阻。這類管子有EC8010、D3A、6C45p等，實戰選用了EC8010。EC8010管子有一定存量，不難找價格也不太貴。
從廠家給出的典型值參數看2.4K的內阻和60倍的增益挺適合，負載電感也用了手頭上有的ISO TANGO的TC-60-35W，它 60亨、35毫安允許通過電流，兩段式繞制，而且體積嬌小，特別適合EC8010，可惜已經停產了。
從廠家給出的典型值參數看，電壓放大級的工作點在20毫安以上都有穩定的增益和內阻，所以調節R1的阻值使EC8010的電流控制在20多毫安。
可是60倍的增益還不能滿足推動845的要求，好在現在的前級設備都有著很低的輸出阻抗，所以加一個增壓的輸入變壓器是個好辦法。
這類產品現在也不是太多，我找到了Lundahl的LL7903，它在1：2應用時允許+28dBU的信號，有很大的信號空間。
實測LL7903用1：2連接進EC8010 電壓放大級，60亨負載電感直耦推845功率放大級用10K阻抗輸出變壓器8歐姆輸出端接7.5歐姆負載電阻。輸入0.774伏1000赫茲正弦波，負載電阻上測得13.5伏電壓，也就是24瓦多。可以說電壓放大級已經能推滿845的輸出功率。
關於845的屏級材料
845管子無非兩種，一種是傳統的石墨屏級管，另一種是創新出來的金屬屏級管。之前實踐的845單端機總覺得高音不夠開聲場侷促，使用過金屬屏級的管子實驗，確實對高音的鬆弛感有所改善，我還一度認為石墨屏級的管子不能獲得優質的高音效果。但是金屬屏級的管子在使用時屏級發紅現象嚴重，長時間使用時，前後聲音有一定的變化量。
在本機上我也對這兩種材質的管子進行了實驗，這次的感覺反而是石墨屏級的管子聲音高低音比較均衡，金屬屏級的管子高音有點炸，可以說石墨屏級的管子更適合這個電路。
總結
通過對本機全頻段對測試（8歐姆端接7.5歐姆電阻負載，20-20000赫茲正弦波）測得電平11伏多時（等效功率16瓦），非線性失真基本在3.5%左右，6000赫茲以上更是逐步減小，20000赫茲時只有0.5%左右，只有20赫茲時在7%。當然這個指標對於現在的功放來講是不值一提的，但是就聽感來講，它們比我做到指標超高的晶體管甲類推輓機要好得多。有著單端機的耐聽、電子管機的溫暖聲音、直耦機的通透和聲場開闊感。
那麼有沒有達到我的初衷呢？首先看推MONITOR30，與晶體管甲類推輓25瓦功放對比毫不遜色，聽大樂隊時甚至更加宏偉，在小音量時沒有晶體管機的呆板和冷漠，有一下子就抓住耳朵的能力。
全部使用電子管這項怎麼樣呢？
從頂視照片上看只有電子管和變壓器，實際上，除了一個845的燈絲電路確實都是電子管電路。
第三個目標是儘量小的尺寸，實際也做到了，單機機殼尺寸只有386✖️254✖️88mm，對845這類大管機來講可以說是十分嬌小了。
就此對我這個直耦對單端845功放做了粗淺的介紹，這個電路的製作成功也是在不斷實驗對基礎上做出來的，希望我們廣大的焊機愛好者不斷鑽研，推出更好的電路共大家欣賞。
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