手把手教您仿真一个电子管/胆机放大器 — 麦文学初中文化系列

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俺没啥文化, 初中毕业, 大家都知道。

俺寒门草根出身, 特别喜欢免费的东西, LINUX 是一个, LTspice 是另一个。

凌力尔特公司 (Linear Technology Corporation) 推出 LTspice® IV,这是对其免费 SPICE 电路仿真软件 LTspice/SwitcherCAD™III所做的一次重大更新。LTspice IV 具有专为提升现有多内核处理器的利用率而设计的多线程求解器。另外,该软件还内置了新型 SPARSE 矩阵求解器,这种求解器采用汇编语言,旨在接近现用 FPU (浮点处理单元) 的理论浮点计算限值。当采用四核处理器时,LTspice IV 可将大中型电路的仿真速度提高 3 倍。对于 SPICE 仿真器而言,并行处理是一项长期存在的挑战。LTspice IV 运用了专有的方法,这些方法实现了任务的高效并行处理,如果运行单线程任务将只需短短 5us 时间便可完成。LTspice IV 还拥有集成电路图捕获和波形观测功能。虽然它与开关模式电源设计配合使用 (它与 1000 多款开关模式稳压器和控制器一起交付),但 LTspice IV 并不是一种 SMPS 专用型 SPICE 程序,而是一款通用型 SPICE,内置新型 spice 元件,因此其速度之快足以满足 SMPS 交互式仿真的要求。LTspice IV 不受元件或节点数目的人为限制。LTspice IV 的工作性能优于目前其他市面上供应的SPICE 程序。

LTspice 是商业电路仿真软件里面的清流之一 , 虽然 Linear Technology 已经被 ADI 合并了(就象无数历史悠久的祖国名校被其他学校合并那样),LTspice 它还是免费的。在 Linux 里面也可以跑在 WINE 环境中。

LTspice 演示电路结集LTspice®演示电路 | 设计资源 | 亚德诺半导体​www.linear.com.cnCircuit Design Tools & Calculators​www.analog.com

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音响发烧友们对电子管/胆机放大器有种由衷的崇拜,不少音响发烧友也希望能自己设计或者仿真传说中的电子管/胆机放大器。

老麦凭着初中自学的30多年的模电,给大家特别是只有中学文化的同学讲讲怎么玩转一个电子管/胆机放大器。

请把以下的内容用 TXT 编辑器存成 maiwenxue123.ASC 就可以用 LTspice 打开了。

*******************************************************************************

Version 4

SHEET 1 880 680

WIRE 320 96 240 96

WIRE 384 96 320 96

WIRE 480 96 464 96

WIRE 320 112 320 96

WIRE 240 144 240 96

WIRE -144 192 -176 192

WIRE 80 192 -80 192

WIRE 192 192 80 192

WIRE 320 192 320 176

WIRE 368 192 320 192

WIRE 384 192 368 192

WIRE 416 192 384 192

WIRE -176 240 -176 192

WIRE 480 256 480 96

WIRE 80 288 80 192

WIRE 208 288 208 240

WIRE 368 304 368 272

WIRE -176 352 -176 320

WIRE 80 384 80 368

WIRE 208 384 208 368

WIRE 208 384 80 384

WIRE 208 400 208 384

FLAG 208 400 0

FLAG 480 336 0

FLAG -176 352 0

FLAG 368 304 0

FLAG 384 192 DUTout

SYMBOL voltage 480 240 R0

WINDOW 3 17 -17 Left 2

WINDOW 123 0 0 Left 0

WINDOW 39 0 0 Left 0

SYMATTR InstName V1

SYMATTR Value 200

SYMBOL voltage -176 224 R0

WINDOW 0 -36 8 Left 2

WINDOW 3 42 65 Left 2

WINDOW 123 6 100 Left 2

WINDOW 39 0 0 Left 0

SYMATTR InstName V2

SYMATTR Value SINE(0 1 1000)

SYMATTR Value2 AC 1

SYMBOL res 192 272 R0

WINDOW 0 31 47 Left 2

SYMATTR InstName R1

SYMATTR Value 1k

SYMBOL res 480 80 R90

WINDOW 0 56 81 VBottom 2

WINDOW 3 35 28 VTop 2

SYMATTR InstName R4

SYMATTR Value 100k

SYMBOL cap -80 176 R90

WINDOW 0 0 32 VBottom 2

WINDOW 3 32 32 VTop 2

SYMATTR InstName C1

SYMATTR Value 1000n

SYMBOL res 64 272 R0

SYMATTR InstName R6

SYMATTR Value 1e6

SYMBOL Misc\\triode 240 192 R0

SYMATTR InstName U2

SYMATTR Value MYax7a

SYMBOL res 352 176 R0

SYMATTR InstName R2

SYMATTR Value 1e6

SYMBOL cap 304 112 R0

WINDOW 0 -26 -32 Left 2

WINDOW 3 17 -35 Left 2

SYMATTR InstName C2

SYMATTR Value 1000n

TEXT -18 432 Left 2 !.tran 0 0.1 0 1e-6

TEXT 272 432 Left 2 !.include MYax7a.txt

*******************************************************************************

请把以上的内容用 TXT 编辑器存成 maiwenxue123.ASC 就可以用 LTspice 打开了。

另外, 您还需要把下面的电子管模型文件 用 TXT 编辑器存成 MYax7a.txt, 把它放在 maiwenxue123.ASC 所在的文件夹/子目录中。

* ——————————————————————-

* 12AX7A/ECC83, 7025, 6EU7, 6681, 6AV6;

.SUBCKT MYax7a P G K

E1 2 0 VALUE={45+V(P,K)+95.43*V(G,K)}

R1 2 0 1.0K

Gp P K VALUE={1.147E-6*(PWR(V(2),1.5)+PWRS(V(2),1.5))/2}

Cgk G K 1.6P

Cgp G P 1.7P

Cpk P K 0.46P

.ENDS MYax7a

LTspice 的下载在这里:LTspice | Design Center | Analog Devices​www.analog.com

当您点击跑步的小公仔以后, 仿真的过程就开始了。如图, 仿真将以 1e-6 秒的步长开始,从0 秒开始记录,到 0.1 秒整结束。

光标所指的节点,它的名字将在左下角显示。 仿真开始后如果已经到达开始记录数据的时刻, 当您点击某个节点的时候。这个节点对公共端 (N000)也就是所谓的地的电压波形就可以显示出来了。 如果波形跑得太快,为了更好地观察波形。 您可以把仿真步长改小, 或者把仿真停止的时间改小。

老麦相信复制粘贴仿真这样一个类似模电 Hello World 的电路可以让大部分愿意学习电路的同学有一个很简单的开始。 就象老麦在上世纪80年代制作第一个恒流电池充电器那样, 打开学习电路的大门。 希望如此罢。

FAQ

Q1. 为什么将内容用 TXT 编辑器存成 maiwenxue123.ASC 用 LTspice 打不开?老麦你是不是耍我?

A1: 也许您的炒作系统是 WINDOWS, 先进版本的 Windows 里面的文本编辑器例如 notepad.exe 保存时会隐藏常见的 TXT 后缀, 或者说会在 maiwenxue123.ASC 后面添加 .txt 的尾巴, 变成 maiwenxue123.ASC.txt。请按照网上的教程或者联系微软客服解决这个问题。

例如:有时需要更改文件扩展名,但是在执行重命名之后发现不能更改,此时在文件夹选项中设置一下。打开我的电脑里面的当前文件夹,会看到菜单栏。若没有,则按一下ALT键就会出现。依次选择工具|文件夹选项,打开文件夹选项对话框。点击查看选项卡,向下滑动滚动条到底部。找到隐藏已知文件类型的扩展名选项,取消选中状态。点击确定即可,此时就可以更改文件的扩展名。WIN10 打开资源管理器 【 [WIN]键+[E]键】,默认的资源管理器,隐藏了很多配置,点击右上角小图标展开配置项。点击“查看“ ,然后再点击右侧”选项“。文件夹选项,默认是在常规界面,点击“查看”切换功能界面。在查看界面下方,有一个 “高级设置”,拖动右侧的滚动条找到“隐藏已知文件类型的扩展名”。 默认这个选项前面有个小勾勾,我们单击去掉,然后点击窗口下方的”确认“或者”应用“。最后查看创建的文件,名字显示发生了一些变化,后面多了一个“.txt”,删掉 .txt 就好了。老麦没有耍您。

Q2. 为什么元件的数值你标记得那么怪异? 老麦你是不是故弄玄虚?

A2: 因为老麦有点懒, 一兆欧 (1000000 ohm)用的是小学五年级学的科学记数法 1e6 ohm.

1微法(0.000001F)用的是 1000 nF (1000*0.000000001F) , 意思是一样的。 老麦没有故弄玄虚。1微秒(0.000001秒)同样是科学记数法 1e-6秒。

Q3. 12AX7 有9条腿, 为什么仿真电路里面只有三条腿? 老麦你到底懂不懂?

A3: 第四,第五腿是灯丝电压, 第九腿的引入可以把两条灯丝的组态在串联和并联间选择。12AX7 里面有两只三极管,仿真的时候您研究一个就好了。老麦确实不太懂, 都是百度搜索以后复制粘贴过来的。 详情请看:The Valve Wizard​www.valvewizard.co.uk

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更多电子管知识请翻阅 1959 年的这本书 Radio HandbookbyWilliam Orr 15th Editionhttp://www.rfcec.com/RFCEC/Section-3%20-%20Fundamentals%20of%20RF%20Communication-Electronics/23%20-%20RADIO%20ENGINEERING%20DATA/1959%20-%20The%20Radio%20Handbook%2015th%20Edition%20(By%20William%20I.%20Orr%20W6SAI).pdf​www.rfcec.com