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半异体时代的开始
(只靠电路技术是做不出来的一些有名的前置放大器)
1.有名的JBL SG-520的诞生
从六十年代后半期起,开始出现了不少采用半导体的前置放大器。图28所示是当是具有代代表性的两级反馈型半异体均衡电路。这可以说是把电子管式均衡电路中电子管直接代以半异体。将此改进为直耦式的是图29所示两级直耦型。该电路还加有直流反馈,这和排除了耦合电容这一点一起,使各方面的性能都有了改善。
在六十年代初期,使用的主要是锗管。到了中期,开始能够买到低噪声的硅管,使电路设计有了长足的进步。锗管时代的最杰出的制品该算是美国Acoustic公司属于专做高档产品的厂家,但其后的情况不明。
1964年末,出现了在前置放大器的历史永葆一席之地的名机――JBL公司的SG-520。外观十分优美而具有超近代感,甚至使人以为晶体管前置放大器在六十年代就已经成熟了。我是在几年前才偶然得到了摆玩的机会的,委实给人以很深的印象。图31是其电路图的一部分,这种方框图式的走线图也表现出了JBL公司的风格。从今天看来,电路本身已经过是时,没有什么特别好讲的,但整个设计是极为新颖的。面板上没有旋钮,只由直滑电位器和按钮构成,而且把通常不用的调整部分隐藏在绞接式遮板内。恐怕这是最早采用绞接式遮板的前置放大器。
此放大器的色调十分优美,在音质上也具有奇怪的魅力。它的这种不多见的音质也许是由于混合使用锗管和硅管的缘故。业余爱好者要想制作出这样的前置放大器是困难的。
稍后于此,在1965年出现了Marantz 7 T型晶体管式前置放大器。与JBL SG-520不同,可以说完全没有脱离电子管式的窠臼,外观也酷似Marantz 7。有意思的是,连晶体管也用的是插座而不是焊接在基板上。音质是不错的,但缺乏JBL SG-520所具有的那种天才的闪光。
从电路上看具有超出当时水平的成分,比JBL SG-520可以说先走了几步(图32)。不过,前置放大器具是只靠电路设计就能搞好的,必须牢树立“控制放大器应该就是这个样子”这种设计思想,并从各方面加以实践体现方可。从这一点讲,Marantz 7 T可以说完全没有摆脱五十年代后半期的Marantz 7的旧框框。
2. 崭新的具有多频补偿器的Victor PST-1000
以上讲的是都是美国厂家的产品,到1965年为止,日本厂家生产的前置放大器不管是电子管式还是晶体管式,都还不值得一提。只是到了1967年,才推出了一种从崭新的设计思想出发,具有创造性的前置放大器。这就是日本胜利公司的PST-1000。
前面讲过,音调控制电路在单声道时代就不再前进了。这是由于音调控制电路不同于均衡电路,它必须使低频与高频分别都要给出提升特性和衰减特性。这就和整个频带上要求的只是衰减特性的均衡电路具有本质上的差异,除难于提高其性能外,而且可调范围也极其有限,充其量不过是高频段与低频段中的几个点而已。因此,不论厂家还是业余爱好者,都放弃了进一步加以改进的打算。
前置放大器是可以大致分为重视均衡特性型和重视音调控制功能型两类的。单声道时代的前置放大器恐怕应该算是后者,虽然没有可供切换的一些均衡特性,但本质上还是音调控制电路的一种变型,重视的是变化功能。至于采取电唱均衡第一主义这各现代型前置放大器首要条件的则是从Marantz 7以后才开始的。
而Victor PST-1000则是采用了最为理想的多频补偿器作为音调控制电路,并设有电唱用的均衡电路。其多频补偿器与目前的不同,用的是LC网络。此外,该机已经全部使用的是硅管。请参看图33。
3. 洋溢着精密感受的索尼TA-1120
本机推出的时间大致与PST-1000相同而为前置-功率放大器,并在不到一年的时间里又发展成为TA-1120A,特性是相当良好的。前面在谈PST-1000时没有提到的是,PST-1000和TA-1120A都是三级直耦型电路,不过后者的次级是射极跟随器而前者是第三级为射极跟随器。TA-1120A在第三级用的是小型功率管,以求万无一失地推动β回路(图34,图35)。
从今天看来,可能是采取上述两种电路的哪一种都可以,但我本人则认为索尼的电路比较合理。当时的索尼只生产前置-功率放大器,在构成多路放大系统时,是从前置放大器部分接出信号,经频段分割器再接功放的。在索尼公司的整个历史中,这个时期出的机器最具有高级感。从现在看来,TA-1120也是制作精心、外观良好、极具精密感的。
4. 优异的Quad 22和33
在六十年代后半期,美国生产的前置放大器并没有可值得一提的,这可能和当时深陷在越南战争的泥潭中有关,至于英国产品,在整个六十年代中,就属Quad了。像Quad 22型控制单元就是设计得十分好的一种前置放大器。它基本上与Quad 2相同,但是同样大小的机壳内成功地容纳了两个声道的电路。说它是控制单元是因为它不具有电源电路,而是由设在功率放大器中电源电路供电。
在1968年左右,作为Quad 22的后续机种推出了晶体管化的Quad 33。这是一种好得出乎料的前置放大器。电路构成虽然比较陈旧,音质却十分良好。听起来频带很窄,声场感出比较贫乏,但在所给出的带宽内再现性极好,充满了力感和亮度,非常悦耳。Quad 33在毫不修改和情况下,一直生产了十年左右。
一般来说,英国机器的体形较小,不标榜电路的新奇性,也不追求豪华的外观,但用起来很是顺手,能给出令人喜欢伯独特气氛。这一点对于现代的英国机器也是成立的,使人感到英国仍然具有大国风度。
5. 设计前置放大器的必要条件
在前置放大器设计家中,是不乏性格独特的人物的。笔者以为,只有对于事物很执著、具有躁郁气质的人,才能制作也良好的作品来,如前所述,前置放大器这种东西只靠在电路下工夫是并不能做得好的。它要求设计者必须是受得入迷的音乐爱好者,同时又是能对事物进行系统性分析,从人-机之间的有机结合的角度来对待机器的人。笔者基至认为考虑前置放大器的电路和考虑前置放大器整体在本质上是互不相关的两码事,并且还要断然地讲这一点是最重要的!
有趣的是,在有名的前置放大器设计家中,很不秀专门搞电路的人。像最著名的S.B. Marantz就是如此。他曾是一名美工设计师。从本质上讲,美工设计师从事的可以说是如何把机器和人结合起来的工作,也就是说是一种软件专家。日本的前置放大器中之所以很少有好产品这一点,可以说和日本的前置放大器都是以电路工作者为主导来设计的有关。电路工作者也许可以设计也好的功率放大器,但却不能设计出好的控制放大器。
一般来说,有关杂志较少登载关于前置放大器的实际制作文章,这除了它的制作是较为复杂的理由外,我认为还反映了日本人以及日本社会所普遍具有的那种轻视软件部门倾向,而不只是日本的电子计算机行业对软件不够重视。电路是那样拙劣的Quad 33,作为前置放大器却极为优异的理由正在于此。已故优秀的前置放大器设计家濑山冬树氏,其本职工作也是美工设计。他在杂志《 才技术》上发表的论前置放大器和文章,从六十年代中期当时看是十分优秀的。
直流放大器化、超级并联调节电源以及无反馈型
1.运算放大器的登场
在1970年以后,值得大书特书的该算是前置放大器等的直流放大器化了。直流放大器早在四十年代就有了,是随军用和工业用的伺服电路一起发展起来的。为什么在七十年代开始用于电声方面是和运算放大器的出现有关。
对于现代电子设备的模拟电路来说不可缺少的集成运算放大器是出现于六十年代后半期,当初主要作为军用。它的输入阻抗极高而输出阻抗很低,又能给出很大的增益,这些特点使它被应用到形形色色的电路中去。可以说没有哪一种模拟电路是不能应用运算放大器的。
前置放大器的均衡电路和音调控制电路既为模拟电路,当然也都可以采用运算放大器。在把身为直流放大器的运算放大器作为反馈放大器来考虑时,是没有必要担心低频的参差比的。
不过在1970年前后还没有生产出低噪声贩集成运算放大器。因而据我所知,至少就厂家生产的机器而言,不管是日本还是其他国家,还都没有只用运算放大器来构成均衡电路的。
事实上,当时的厂家还根本没有把直流放大器用于前置放大器的想法。这从索尼于1970年末推出的最新前置放大器TA-2000 F上也可看出来(图36)。该机的各级之间全部采用了直接耦合方式,却不是直流放大器。它的那种在末级加有高达150V的电压并在输入级采用了场效应管的电路构成,现在看来甚至可以认为是从电子管式电路出发想出来的。总的来讲,从六十年代后半期到七十年代前半期,可以说是放大器的荒芜期,除少数优秀的业余作品外,以厂家的产品而言,本质上并没有什么真正杰出的机种。
2. 新颖而独具特色的玛克 · 雷文森LNP-2
在这一时期中,于1973年出现了一颗耀眼的新星——玛克 · 雷文森LNP-2。这是一种从纯粹主义出发设计的极有特色的前置放大器,是为前置放大器树立了一种方向的值得纪念的作品。它的放大单元充填以树脂,电路图产未发表,估计其内容恐怕是和分立半导体器件一起组成的运算放大器。LNP-2是很早就采用了直流放大器的,从这一点讲,它也是一个不可忽视的存在。
此外,LNP-2也是对所用元器件和外观进行了彻底追求的最早的厂家产品。从外观上看,它和前述中村文则氏自制的放大器很相近。当业余爱好者对控制放大器极力加以追求时,除电路又当别论外,往往是由于无意识地在向专业用放大器看齐的缘故。
并不是电路设计专门人员的玛克 · 雷文森氏,给LNP-2的电位器、开关、表头乃至连接器等一切部件都采用了专业机器中所用的最高档品。恐怕雷文森氏只是在这样做了之后,才对自己设计的这种放大器有了自信的。笔者如此讲并不想非难他,而是同样怀有切肤之痛,但应该说这是不足取的。
3. 由业余研究家发展起来的直流放大型前置放大器
几乎和玛克 · 雷文森氏推出LNP-2的同时,日本也由业余研究家设计与制造了极为简洁、实用而稳定的直流放大型前置放大器。这就是金田明彦氏的直流放大型前置放大器。电路是初级采用场效应管的两级差分放大器再加上一级射极跟随器,可以说简洁到了无以复加的地步(图37)。
金田明彦氏的电路设计对厂家以及其他业余爱好者给与了不可估量的影响。笔者本人也曾完全按照金田氏的电路做过几次。由于所用元件的数目很少,所以电路的热稳定性完全取决于所用元件的温度系数。在其他方面也表现为和元器件的质量有很大关系。这也可以说是电路“纯度”极高的一种表现。金田明彦氏所设计的放大器后来变得多少要复杂一些了,但基本信条没有变。
直流放大器型前置放大器完全是由业余爱好者的手发展起来的。和它以前的全级直耦型电路例如前述索尼TA-2000 F相比,它的音质要好得多得多,两者的差异可以说是维数之差。
道理何在呢?是由于反馈可一直加到直流的结果么?我认为这固然有关系,却不仅是这些。更为主要的因素是,由于采取直流放大器的形式就必须力求提高各元件的加速度,这就带来了音质的改善。
以金田氏设计的电路而言,初级的场效应管的温度特性就很重要,所用电阻的温度系数也很重要。采用一般的场效应管时,会因温漂而造成问题,这就需要采用特殊的孪生型场效应管。这就是说特性不好的元器件根本不能用,还不用说音质好坏,首先从这种电路本身的要求来说就不能用。不可否认,这样做的结果和音质的改善是有关联的。
此外,和交流放大器相比,直流放大器基本上不需要耦合电容。由于还残留有漂移,因而在实际中在均衡电路与平直放大器之间还是要插入一个耦合电容的,但在此处可以使用特性较好的薄膜电容或云母电容,这就比必须采用电解电容的交流放大器了电源的重要性,这也是一个不算不重要的副产物。
在金田氏直流放大型前置放大器以及玛克 · 雷文森LNP-2之后,直流放大化成了控制放大器的标准形式。
4. 直流伺服电路、超级并联调节电源和无反馈电路
在日本,从1970年前后开始的电声产品畅销之势,到1975年时变得更加旺盛了,连那些昨天还在生产电风扇的厂家,也开始做起音频放大器来。十台放大器就有十种设计思想和十种电路。一年里要推出好几十种新产品,而分别采用的又都是十分庞大的。
在音频放大器的质量和数量都异常地发展了的同时,也相对地缩小了各具体放大器的存在。在七十年代中期那些当时很著名而有定论的机器中,现在有哪一个还享有令名呢?除玛克 · 雷文森等有限几种放大器外,差不多都被人忘却了。像当时很有名的Yamaha C-1、C-2,Accuphase C-220,TrioL-07C等,都是如此。这决不是由于它们在电路上比玛克 · 雷文森的差。
到底原因何在呢?恐怕还是由于采取了硬件第一主义、电路设计主导主义所致。如果再深入挖掘下去,还会追究到日本的产业结构本身。一台也好,一定要比别的厂家销得多些。为此就要采用新电路,以广招徕。于是新电路纷纷上马,而各放大器的具体存在却与之成反比地被冲淡了。
不过,其中确实有几项重大的发展,其一是采用了伺服电路来抑制直流放大器的直流漂移。如前所述,在早期的直流放大型前置放大器中,为了隔离均衡电路所产生的直流漂移,需要在和平直放大器耦合时插入耦电容。要想去掉这个耦合电容,就需要给均衡电路加上直流伺服来降低直流增益。
即使假定存在有完全不具有直流漂移的电路,让音频放大器重放出直流信号也是有百害而无一利的。只要用的是在低频具有共振点的通常的拾音器,那么就绝对有必要把10Hz以下的频率分量切除掉。为此,有多种多样的采用集成运算放大器的控制电路做到了实用化。在日本最早实现了这一点的是Onkyo公司的一系列称为“超级伺服方式”的放大器(图38)。
其二是超级并联调节稳压电源的采用。并联调节稳压电源早在电子管时代就有了,而对之加以显著改善并用在前置放大器上的则是Stax公司.它与串联调节型不同,难于控制大电流,但作为前置放大器用的电源却是一种极为优异的方式.
采用了这种电源的Stax SA-X型前放大器,把电源和放大器本身分装在两个机箱之内,除电源电路十分优异外,前置放大器本身也是精心设计的佳品。其电路方框图和电源电路见图39,在七十年代的日本制前置放大器中当居首位,甚至在全世界也可能是头一名。
它那发暗而有些单薄的音色是笔者所不中意的,但从客观讲却不能不承认它的音质还是很好的。遗憾的是,这种型号在几年前已经停止生产了,可能是由于成本提高而不划算的关系。它在鱼龙混杂的日本制前置放大器中,可以说是一个高出其他一头的存在。
要说音色发暗而单薄,这并不只限于SA-X才如此,而是以玛克 · 雷文森为起点的许多现代型前置放大器的通病。不管是电子管式还是晶体管式,一般来说只要反馈加得深,就会表现出这一倾向。不论在负反馈回路或其他方面想什么办法,这种倾向也是绝对不会被改变的。
笔者一直感到奇怪而不能理解的是,世上的前置放大器设计者在听到这种声音时难道就心安理得么?最令人败兴的是,就连最近设计出来的无反馈型均衡放大器,所给出的也还是这种冷音色!不知道是否是由于扬声器的原因还是由于唱片本身的原因。也许这种冷音色正是现代的特点?
在这种潮流中Pioneer公司在1979年末推出的CZ-1具有与众不同的实际意义。首先是它的外观就特别。其次是它是不具有整体反馈环路的所谓无反馈放大型,但从特性上看,失真是相当小的。而更为重要的是声音十分生动,极富魅力。笔者认为这是一种至今仍很吸引人的前置放大器。
然而,在这个CZ-1推出五年之后的今天,尽管它仍在出售,也被人忘却了。原因何在呢?以1980年而言,包括进口的在内,日本市场上正在服现役的前置放大器超过一百种型号。如果把没有进口的算进去,则世界上约有一百几十种型号。在数量如此之多的群体中,声音略好一些、外观好一些,又有什么意义呢?笔者在前面写道:“前置放大器不是只靠电路设计就能搞好的。”很显然,在多达一百几十种型号之中,只靠电路技术是不能突出自己的。笔者以为电路技术主导型的新品开发方针恐怕是走到了尽头了。
处于转变期的前置放大器
(有可能两级分化)
1.重视电源的新一代电子管式前置放大器
在这种形势下,电子管式前置放大器也一步步地改善了性能。从最近十年所发表的电路看来。可以注意到原来常用的12AX7系列电子管已不大用了。这是因为为了满足现代的严竣要求,原来的12AX7、12AU7一类的电子管已经相形见拙了。最近主要是改用6DJ8。特别是美国制前置放大器绝大多数采用的都是6DJ8。其具有代表性的例子是Counterpiont公司SA-5和Audio Audio公司的SP-10。
Audio Audio公司的SP-10从一切方面说都属于电子管式负反馈型均衡电路的最成熟的产品。可以说它把Marantz型电路发展到了登峰造极的地步。其均衡电路的初级与次级都采用了6DJ8两管并联。
它最值得注意的地方是电源,十分讲究。它为均衡电路中两管并联的6DJ8分别设置了独立的稳压电路,仅均衡电路就总共用了6个稳压电源。稳压电路由半导体构成,可以说相当于并联去耦电路中的去耦电阻,而作为它们后盾的则是以6L6GC为调整管的稳压电源(图40)。这就完全消除了各级通过电源而产生的耦合。
做得最彻底的是灯丝电源,也是由各自独立的稳压电路对左右声道各放大级供电的。SP-10的设计思想表现出一种极为酷似业余爱好者的追求欲,操作和外观上虽然尚可改进,但十分具有魅力,是笔者极为喜爱的一种前置放大器。笔者认为它不失为最后装点重视均衡型控制放大器的极为成功之作。
Counterpiont公司的SA-5却基本上和单声道时代的RC型均衡放大器完全相同,除工作在固定偏压外,简直没有什么改变。丝毫没有反映出三十年来的进步迹象这一点,实在令人奇怪。而这却是美国的最新型电子管式前置放大器(图41)。
2. 前置放大器将向两极分化
但是,这种重视均衡电路型的前置放大器也许会在不久之后就退出舞台了。这是因为出现了CD唱片的缘故。本文一开头就谈到,前置放大器是随着密纹唱片的出现而出现、并随着密纹唱片的发展而发展的。虽然模拟的密纹唱片未必很快就被CD所完全取代,但这种重视均衡电路型的前置放大器确已开始失去存在的理由了。
当五十年代中期磁带录音座开始成为家用音响设备的一个组成部分时,当时的前置放大器都要设磁头输入端子,像Marantz 7和McIntosh C-22等就都是如此.其后,磁带录音座输出在其内部经过均衡处埋过的信号这一点逐渐成为常规作法,因而从六十年代后半期起,所设计的前置放大器就不再设置这个磁头输入端子了。
这种情况也适用于现在的CD唱机。CD唱机的输出已不再需要通过RIAA均衡器。可而当将来主要使用的是CD唱机时,笔者认为对于前置放大器来说,RIAA特性的均衡恐怕就不再需要了。前置放大器不设电唱输入端子之日,恐怕很快就不可避免地到来了。到了那个时候,前置放大器究竟会变成什么样子呢?笔者认为将有两个方向。
第一个方向是专搞选择功能和音量调节功能而成为所谓“选择箱(select box)”式的存在。就笔者所知,有些人一直是不用前置放大器的。他们毫无例外用的都是内部设有均衡电路的联邦德国EMT公司的唱机。如果将来把均衡电路都设在模拟唱机的内部,则前置放大器只要具有选择开关就可以了。
第二个方向是设置十分讲究的音质调整电路,借以维持前置放大器的存在。
走上述两种途径的产品已经有了,前者的代表是联邦德国产的H&S,后者的代表是玛克 · 雷文森公司的Cello。H&S把前置放大器分成均衡器和选择器两个分立的部分,对于那些只使用CD唱机的人来说,只买选择器部分即可。从这个意义上看,英国Meridian公司的产品也是极具特色的。它是把放大器的各部分做成一个一个单元,然后合起来使用。
后者也是有前途的。它可以把迄今只不过地配角的音质调整电路重视起来,可能的话甚至可以加上像dbx公司20/20多频补偿器那样的功能。
这样考虑下来,可以认为将来的前置放大器也许会化身为多种形式。对于想模拟唱片的人,可为他准备原来的电唱均衡放大器;对于希望进行音质调整乃至声场补偿的人来说,则可提供具有这种功能的东西;而对于只使用CD唱机和磁带录音座的人来说,它只是具有音量调节功能的选择箱也就够了。甚至可以设想让这些功能都由计算机来控制,只要对它讲一句“把声音加大些”或“把声像定位往右挪一挪”,一切就会自动执行!恐怕这并不是异想天开,而是这种时代一定会到来(对原文有些删改)。
[注:本文转摘自《北无通讯》1987年第2期]