白菜价GM-100超大胆的再制作
左增军 / 2025-06-13
今天再提这个超级大胆GM-100，主要现在这管子的价格很亲民，也就相当于一颗便宜的300B，就可以拥有一个世界上最大且靓声的GM-100（自然散热直热三极管）！可以轻松的做出单端输出功率100-500W的胆机。这管子除了在音响上使用，基本无他用，所以那边当地这管子的价格也就白菜价，国际运费和包装费用却远超过管子成本。对于今天国内发烧友来说，白菜价的GM-100，岂不是比普通三极管香多了？
DIY制作GM-100，说简单也很简单，就典型的三级放大的结构就可以。这管子增益很高，也算是很容易推动。假如喜欢，可以在0偏压下工作，这样管子完全工作在正偏状态，不用“左右”摇摆，看下图曲线。
经过实际测试，在屏压1500V时，栅极接地屏流约250mA左右，此时屏极微红，屏耗1500*0.25大约375W，按照常规电路推动，单端输出不到100W。这个状态的GM-100内阻较高，效率低（暂时先不说实际听感如何，后面再提起），推动电压不高，但很吃电流，比833可厉害了。如果用阴极推动或MOS管驱动（也就是超三极管状态），可以输出一两百瓦。假如只为了追求输出功率，其实很简单。有国外的商品GM-100单端机，用6N6直耦推动，说单端输出170W的高功率，工作在低压状态。
采用阴极输出或MOS管直耦推动或者说超三极管（Super Triode）状态，优点是可以提供GM-100栅极所需的较大的电流，可以输出更大的输出功率。但也有其缺点，大家根据自己的情况掌握。安全、稳妥、经典的方式是用推动牛，假如推动功率足够大，也可以输出较大的输出功率。大家不喜欢用牛推的关键是担心频宽问题~这都什么年代了，还担心频响宽度，找我试试推动牛效果就知道了。
无论是采用阴极推动/MOS管直推，还是牛推GM-100，输出功率都跟屏压有明显的关系。也就是说就算同样的屏耗，比如屏压1500V、屏流200mA，与2000V/100状态相比，后者的不失真输出功率要比前者高出不少。我试验过1500-3600V屏压状态下各种对比，屏压3000V左右效果比较理想。但请注意，高电压引来的弊端也显而易见，尤其是南方，到了回南天，地面甚至墙壁都是水珠比如海南。这时候高压绝缘需要很好的处理，变压器最好封装，高压部分裸露点做好绝缘处理，当然，最好将机器置于通风干燥环境，甚至强制通风后再开机。
最近因为“闲得没事儿干”，就再次拿起来鼓捣GM-100。“没事儿干”可以干点别的呀，天天鼓捣这个干嘛？前几天接到一个电话，看手机，屏幕上明显的标记着“诈骗电话”。反正闲的没事儿，我就接听了，先让对方说了几句后，我问对方：你的号码已经被标记为“诈骗电话”了，为何你还用这号码诈骗？对方说：我知道啊，但我上班就是干这个的，不打电话我干嘛？是啊，人家就是干这个的，我又犯不着劝他“从良”。
每个人都有自己的专业或者擅长，甚至是自己赖以生活的“脊梁”，你做什么不做什么完全靠自己决定。这不，鼓捣GM-100，反正元器件、材料手头都有，再做一番更详尽的测试、实验也无妨。电源、输出变压器有现成实验用的大功率、多抽头的，方便各种调试测试。下面首先从高压电源说起：
对于普通发烧友，我一般建议用晶体二极管桥式整流，主要因为简单省事虽然安全系数不高。限于目前整流管的耐压等级，用于1000VAC以上的整流二极管或整流桥比较少，1N5408耐压1000V，我去年做833单端，用4颗组成桥式整流用于1330VAC，也不保证绝对安全（串联保险管）。用1508、2510之类高压全桥倒是可以，国产杂牌的不建议用。
这种三肯的2X062H、HVR-1之类的微波炉用的高压二极管，用起来相对安全一些，我做1500V以内的高压实验用的电路，用这个管很多年，还没损坏过，只是内阻较高。
我一般不建议用倍压整流，倍压整流优点是对高压牛的要求降低，可以采用较低的绕组电压，获得一倍或N倍的直流高压输出，对二极管耐压等级要求也降低。一般用二倍压就可以。倍压整流分半波倍压和全波倍压，由于负载电流比较大，最好用全波倍压方式，如下图：
高压整流因为绕组电压较高，相对浪涌电流较大，所以跟电子管整流一样，第一级滤波电容也不能随意加大，否则烧毁整流管的不是电压而是电流。相比之下，晶体管的“耐受”能力很差，瞬时的过流就会烧毁，而且基本上都是短路，这就可能导致烧毁其他元件比如变压器。所以高压部分加装保险管是有必要的。但是加装的这个保险又导致高压裸露而带来一些负面影响，需要妥善处理。我在之前的《超级胆机王GM-100》文章中也聊过，晶体管整流，最好用单绕组全桥整流方式，这样对二极管耐压要求较低，变压器绕组也简单、容易制作，最好不要用全波整流，这样不仅二极管耐压翻翻，变压器绕组制作难度也增加一倍多，首先耐压高出一倍。而且要保证满足低纹波等电源特性，需要采用王字骨架（或达到这种效果的方式）绕制平衡对称的两个高压绕组，这样变压器窗口利用率又降低一些。
对于高压胆机的电源整流，整流管可以串联应用，以获得高耐压要求，比如很多DIY友用2-4只5408串联组成全桥。二极管串联的方式，最好所用的二极管特性参数挑选一致的，首先压降可以用数字表简单测试出来。至于并联均压电阻，根据自己的爱好选择。并联小电容，理论上可以减小尖峰电压的冲击，实际使用根据自己身边环境定夺。
相比之下，我还是建议大家采用“平衡对称双绕组电感”的方式，安全性会有一定的保障，我在去年的文章介绍是用于胆整流，同样也适合晶体管整流。只是桥式整流需要用2个相同的“平衡对称双绕组电感”。
另外有一些成品机使用多段高压整流“串叠”而成，每一段大约300V多，这样整流后大约有400V多的直流电压，正好采用常见的400-450V耐压等级的电容，这种等级的电容，成本比高压电容低很多。这种结构虽然有其一定缺点，但灵活方便。想要多少高压，就串联多少段相同的整流电路就行。且安全性比较高，对所用整流管的一致性要求不高，也可以用简单的成品桥，制作上相对简单一些。注：这两张图片标注的电压，只是理论数值，实际当中会根据负载电流等参数上下浮动一点，主要取决于实际电容量大小、负载电流大小。
任何事情有利也有弊，我看问题不仅看到好的一面，也要看其不足的一面，很多人只说好的一面，不足的不提或者自己也不知道，因为他的眼里只关注好的东西，其他的“不从大脑过”，属于“视而不见”，并非“故意隐瞒”。
对于高压整流，我比较喜欢用汞胆866/872之类。866、866-A基本相同，是国外型号，同类管有866Jr（866的初级型号，无屏帽）、VT-46A（军工型号）、3B28、CV32、RG3-250A、2V/400A、GU12。典型参数是：灯丝消耗2.5V/5.5A，最大反峰电压2500-3500V，最大整流电流为250-500mA，不同型号会有所不同，但是基本都够用。唯3B28更好用，耐压较高、耐冲击电流较大。（注：本文部分图片来自网络，如有侵权请联系我立刻删除）
866对应国产型号是EG1-0.3/8.5，国产型号很有意思，直接反映了应用参数，就是最大反峰电压8.5kV，整流电流最大0.3A。参数相比国外管子上弱了一些，寿命当然短一点。
872也是国外型号，同类管872、CE-872A、ESU872、GL872A、RK872A、VT-42A（军工型号）、CV642、4064B、AH217等。额定反峰电压10kV，整流电流1.25A，最大5A。灯丝耗电较大：5V/7.5A，相当于两个845的灯丝耗电，这无疑是加重电源部分的成本和重量。而且，进口的872，在国外网站的价格是几百美元一只，成色不好的也要几十上百美元。
872对应国产型号是EG1-1.25/10，也就是代表整流电流1.25A，电压10kV（70度高温后降到5kV）。相对来讲这个管子的参数就大了很多，用于833、GM-100高压整流，余量很足，发烧友正常使用个几年没问题。
国产的866/872，原来有大量存货，价格很便宜，这几年几乎也没有多少了且价格上涨很多。我看中汞胆内阻非常低，符合高压胆机电源的特点，声音好听，且安全性较高，除了寿终正寝，一般不会像晶体二极管那样“脆弱”轻易损坏。只是因为寿命低，尤其是866，弄不好几百、上千小时就要更换，且需要预热才能工作（这一点是必须的，否则直接烧毁）。而且对于天气寒冷的北方，预热时间要再延长，而南方稍好一些。我从全面看问题，分析利弊：若要论声音好听，肯定要选866/872之类汞胆。对其缺点和不足，我做了多重改进，比如采用“平衡对称双绕组电感”串入汞胆后面，用时间继电器（一般需要8分钟延时，这种时间继电器也很便宜，十几块钱一个，很适合个人DIY）控制高压变压器的延迟接通，第一级滤波电容不大于1μF等保护措施，可以有效延长汞胆使用寿命，经客户反馈，872正常使用2-3年是没有问题的。这管很便宜，多备几只备用就可以了。有优点也有其缺点，看自己注重那一面。
汞胆是半波整流单二极管，一般用2个做全波整流。也可以4只组成桥式整流，优点是不仅降低了电源变压器的绕制要求，对汞胆的要求也降低了，可有效延长汞胆寿命。
国外的U19（CV187、CV 1508、U23、10E/520）也是高压半波整流管，属于发烧友喜欢用的管子。最大反峰电压2500V，最大整流电流250mA，灯丝4V/3.3A。这些都不是汞胆，不需要延时供电，使用起来非常简便。
国产的EI-0.1/30也不是汞胆，也是一个不错的选择，内阻比较高、抗冲击电流能力超强，寿命比866、872高一些（有客户的GM-70单端使用10多年没换过管子）。只是因为其内阻很高，很多人不喜欢用它。
假如屏压在1500V左右，也可以考虑用805、211/845、甚至813之类廉价管做高压整流。有人可能说这些管子都不是整流二极管呀，咋用做高压整流呢？其实，三极、多极管不都是从二极管发展出来的吗？让它“返祖”也一样好用啊！况且这些国产管子有的很便宜，只要把除了阴极以外的其他极都接在阳极上、耐压足够、阴极放射电流足够就可以。这类管子方便好用，也不需要特意的高压延时，正常使用就可以。市场上国产管价格不高，成本不是问题，问题是你怎么考虑。
以上这些高压整流管都是单二极管，不像5U4G之类内部是双二极管。全波整流需要2只，加上电子管灯丝耗电不容忽视，比如U19，4V/3.3A，866是2.5V/5A，这还算省电的，872是5V/6.75A，如果用805之类，则是10V/3.25A（以上都是管子手册给出的数据），这样就给整机增加一定的功率消耗，可能变得“笨重”，且成本要高，不利于胆机的“小型化”，“灵巧”就谈不上了。各有各的利弊，根据自己的要求选择。很多时候我们选择其一，然后会找出各种理由美化自己的选择，再找出未选项的种种缺点甚至“硬生”添加某些内容~阿Q精神就没必要了。
还有，用胆整流，重要的问题是变压器需要有平衡对称双电压（耐压翻倍），否则性能将打折扣。这样变压器的体积重量又升高了。综合以上因素，用胆整流，除了声音好一些，其他都是“弊端”，所以很少人采用。有的也只是用一只整流胆串连在高压输出回路，做高压缓冲用，这样只是缓冲、延时输出高压，跟胆整流没有半毛钱关系。那位说，声音好听就得了，是什么不重要，搞技术的人太认真，那么多讲究干嘛？对于懂得人，这些道理一说就通，知道其中利弊。不懂得人，我说的对还是错，都是几个文字而已，或者都是“乱说”、“瞎说”。你这么说，人家还那么说呢，对错谁知道，都是瞎忽悠。
我呢，思维模式并没有考虑读者您如何想，我只是按照我自己的想法，把自己脑子里的一些东西倒出来。搞音响，是为音乐服务的。乐者乐也，君子乐其道，小人乐其欲。我觉得这句话应该这样说：君子乐其本道，小人乐其欲道。因盗亦有道，故欲有欲道。君子务本，本立而道生，这是本道。这个东西本来应该怎么做就怎么做，假如都是按照“大众”需求，你想用什么电路、什么元件就想办法满足你，没有对错概念（诚然，我们的消费者有可能懂得比专业技术人员还要多，但可能只是少数，很多消费者关注的大多是一些表面的东东），如果一味的按照客户的需求出发，其实这就是欲道。包括过分的大数据推送，你看到的都是你喜欢的，慢慢的你就会沉迷于自我的圈子，被动的被自己束缚。每个人都行在自己的道上，只是道道不同罢了。君不见很多似是而非的东西被说的头头是道。
回来接着说电源部分，我用872整流，第一级电容用两个0.47μF/6000V薄膜电容并联。为了安全，我用了双绕组平衡对称电感，接在872后面，这样可以绝对保证汞胆的安全，就算用866都完全可以。后面又用了Π型滤波，这样可以保证电源纹波系数满足要求。第一级滤波电容容量小一点，避免对汞胆872的潜在损坏。我就利用手头的470μF/450V的电容串联来满足实验条件，比如4个串联就等于470μF/4=总容量117.5μF，耐压450Vx4=1800V。8个串联就是470μF/8=58.75μF，耐压450Vx8=3600V。Π型滤波后面我用了相同的配置，担心电容量不足，用了2组并联，这样电容容量变为117.5x2=235μF（理论值）。（很简单，我就不上图了）
接下来，GM-100用1500V，0栅压状态，大约屏流260mA，看到屏极有部分面积比较红。用2A3-40JJ（相当于300B）推动，推动牛的比值取1：0.5。此时最大不失真输出功率不到100W/8Ω。反复检查推动级2A3状态，并没有到达极限。后来改用6P3P（这个管子首先说便宜，手头有很多，做实验损坏了也不心疼）三极管状态阴极直耦推动（参考超三极管用法），负压用-220V左右，阴极电阻5.1k。这个时候，最大不失真输出功率可以达到150W左右。输出功率得到了明显提升，本来此时的GM-100就完全工作在正栅流状态，栅极能提供足够的栅流就可以导致GM-100屏流加大，令输出功率提高。
因为是用1kHz连续信号测试，发现高压电压起伏较多，输出150W时，高压跌落到1400V内。这明显是内阻高导致的，问题在哪里？整流管872正常整流电流，手册给出输出1.25A电流这应该没问题，那就是滤波电容容量不够了。我试着再并联一组470μF/450Vx4，有改善但还不行。后来干脆就用大家伙，ROE金色电解电容，4000μF/450V，这样4个串联就是4000/4=1000μF，去掉原来的470μF/450Vx4。这家伙体积比较大，但是电源特性得到明显改善。最大功率输出状态电压几乎不跌落，且这次可以输出最大不失真160W以上的功率。这就证明电源电压的稳定还是很重要的，尤其是对于三极管功率输出。这里并没有给出因为电压跌落导致的、瞬变信号的交叉干扰失真等因素。
大家可能注意到，我做实验用的高压变压器功率为2000W，高压绕组最大3300Vx2/0.5，可满足不同高压状态下的实验测试，是专门为GM-100做实验绕制的。有放心的电源做保障，感觉只要滤波电容足够，直流高压输出可以做到很稳定。输出功率在150W时，测得1500V上有400mA左右的电流（静态时为260mA）。当输出功率在160W以上时，直流高压又跌落较多，不能再实验下去，我需要再改电源供应。
这里呢先说一下屏压不稳，对放大器性能包括声音的再现产生的影响。下面我用直观的、夸张的图片，显示当电压跌落后，信号的动态范围是如何压缩的：
这里可以简单的理解为A3、A1的比值之大小，为音乐信号的动态范围。上图我们可以看到，因为大动态的音乐信号，导致屏压降低，然后输出的音乐信号的动态范围被压缩了。这个时候具体到听感上，起码我不喜欢。我喜欢真实、自然的音乐表现，动态起伏较大，会带来活灵活现的享受。但动态压缩或许也是一件“好事儿”，因为失去大信号的“直冲”、加上因此而出现的一些失真，声音变的柔和~脚软，或许有的人就喜欢，有的人可能在意，接受不了。
说到这里，顺便再插一句：好的音乐，其瞬时变化的信号的动态范围是很宽的。还是用个不太恰当的、简单直观的方法说明，比如好的、自然音乐信号，前面信号的幅度为0.1V，现在可能是0.5V、1V甚至更高（信号宽度可能从零点几秒到几秒）。假如为了听的清楚，0.1V输入时的音量设定到1W，此时放大器的电压增益为28.3，0.1Vx28.3=2.83V，2.83²/8Ω≈1W。那么，在信号为0.5V时，输出功率为：0.5Vx28.3（放大器的电压增益不变）=14.15V，14.15²/8Ω≈25W。假如信号为1V时，1x28.3=28.3，28.3²/8Ω≈100W。这只是音乐信号从0.1-1V的变化，输出功率从1W变化到100W（虽然是短暂的、瞬时的，你也得出来的啊）。实际上早期好的唱片，音乐信号的变化范围是很宽的。比如《1812序曲》，其大炮的声音是非常考验音响设备的。一部好的胆机，无论是电路设计，还是推动牛、输出牛的搭配都要跟得上，不能按照静态的最大输出状态来设计。否则，输出的音乐动态就会受到压缩。就拿典型的300B纯甲类单端，连续输出功率为8W，假如是用来推耳机，或者推动高灵敏度的音箱在小面积的环境使用，平时音量只开到8-9点钟，或者说平时只用在输出功率的1W左右状态，那么输出牛的就用个头很小的单端牛就ok。如果平时用到输出功率在3-5W甚至7-8W，那么就需要使用较大的输出牛。否则，电路设计的再好，音乐信号“跳腾的再高”，也只能卡在“喉咙”内，出不来的。这就是为何有的胆机胆机听起来平平的（太平公主），有的胆机听起来推力很大（武功高深）。
