探索扩大机最高境界(二)
为什幺要自己装﹖我心目中理想扩大机共有八大要件,即单端、纯A类、直热三极管、无负回授、MONO、真空管整流、绝对不采用并联,与尽可能使用最少的零件。在厂装扩大机中不论价格多高会,找不到一台我心目中理想的扩大机,尤其是价格愈高的厂制扩大机离我理想的扩大机要件愈远,因此在现成的厂制扩大机中,实在很难找到一台尚可勘用的扩大机,因此只有自己装一途了。其实许多顶尖的音响玩家们都因现成的扩大机不能合乎他们自己的要求而自己装,我当然也不例外。自己装的几个原因:自己装通常都会有许多不同的原因,大致归类如下:一、可以练习装机的功夫,从中学得一些扩大机的常识,以及可以试不同电路的性能与声音,从中获得最大的乐趣。二、学电子科系的学生,非装不可。三、买套件来装,比买原装的省钱,需知进口的原装机都是毛茸茸手的洋人装配的,工钱当然比较贵,而买套件自己装就可以省去了外国人装的手工费,工钱是自己的,当然就便宜多了。四、买套件为了求更好,因为装套件除了可以省钱之外,还可以更换更好的零件,以及用好的焊锡,需知厂装机器很少用发烧级的焊锡与配线,因此自己装出来的机器比厂装的还要好。像我自己就曾经装过Lux Kit、Dynaco Kit等名机,一方面学习到了他们的配线功夫,二方面在装的同时,又可以依照自己的经验而更换更好的零件、焊锡与配线。五、可以设计自己给自己用的扩大机,当然不是卖钱的扩大机,因为要卖钱就必需要有妥协,而给自己装就可以不妥协。六、为了研究电路,不同电路的性能与声音当然不同,而使用不同零件声音也不同,就可以从自己装中获得许多保贵的经验。像我就装过许许多多的不同电路,知道用交流与直流供给灯丝电的声音有何不同、用稳流来提供灯丝的声音有何不同、用整流管与二极体整流的声音有何不同、用抗流圈与电阻做电源的π形滤波声音有何不同、加稳压与不加稳压的声音有何不同、用晶体稳压与真空管稳压的声音有何不同、用阴极随耦与 SRPP 电路的声音有何不同、用不同材质机箱的声音有何不同、用不同真空管来设计扩大机的声音有何不同、用不同零件的声音有何不同...........。当然还可以举出更多的理由,但是最主要的大多都已在上述的原因中。我从前也曾装过不少扩大机,但那都是给别人装的,而且也都不是为了Altec A5等高效率喇叭设计的,因此这次的自己装,是专为高效率喇叭而设计的,是包含了喇叭的因素而设计的,当然会有很大的不同,最主要的不同点是高效率喇叭不需大输出功率的扩大机,因此可以设计出合乎上述八大要件的理想扩大机,而不需要做任何的妥协。选用低内阻的驱动管!!!米勒效应与输出阻抗的关系选用电压放大真空管,尤其是做为驱动管时,除了要看与强放管所需的输出电压摆幅之外,还要尽可能选用低内阻的真空管,这又是为什幺呢﹖这是为了强放功率管的米勒效应(Miller Effect)之故。米勒效应(Miller Effect)所谓的米勒效应(Miller Effect),就是真空管极与极之间的电容,真空管的极间电容愈大,高频响应就愈差,强放管的体积特大,因此极与级之间的距离也比较大,比一般小型电压放大管要大得多,尤其是三极管,只有三个极,极与极之间的距离更大,因此米勒效应也更大。但是高频响应除了与级间电容有关之外,还与前面驱动级的输出阻抗有关。驱动级的输出阻抗愈低,功率管的米勒效应愈可以忽视,因此驱动级除了要输出摆幅大之外,还要输出阻抗低。其实任何两级放大之间都有这种关系,并不只是功率级与驱动级,只不过是功率管的极间电容较大,因此驱动级的输出阻抗就变得更为重要了。我们都可以用前一级的负载电阻,与后一级的极间电容,计算出其概略的-3db高频截止点,其公式为:fc=1/2πRL{Cin+Cgp(1+A)}=159/RL{Cin+Cgp(1+A)}其中:fc=后一级真空管的-3db高频截止频率,单位是KHz。RL=前一级真空管的屏极负荷电阻,单位是MΩ。Cin=后一级真空管的输入电容,也就是栅极到灯丝之间的电容,单位是pf。Cgp=后一级真空管的栅极到屏极之间的电容,单位是pfA=后一级真空管的增益。由上式即可知前一级的屏极负载电阻愈低,后一级的Cgp愈小,增益愈低,高频截止点就愈高,换句话说,高频响应就愈好。那要如何来选择驱动级的真空管呢﹖当然是要挑选输出阻抗低的真空管,与后一级的真空管搭配起来才能获得较佳的频率响应。举两个真空管的例子:例如WE300B,我们可由WE300B的规格中得极间电容:Cgp=15pfCgf(即Cin)=9pfCpf(即Cout)=4.3pf假设我们用一支rp较高的真空管来推动300B,例如ECC83/12AX7,根据真空管手册得知ECC83/12AX7的屏内阻rp在屏压250V时为62.5KΩ。一般三极的屏极负载电阻RL大多设定在屏内阻rp的3~7倍之间,我们取其中间值5倍为屏极负载电阻,rp的5倍为屏极负载RL,即:62.5KΩ×5=312.5KΩ代入上式:fc=159/RL{Cin+Cgp(1+A)}=159/0.3125{9+15(1+3)}=7.37KHz试想,在一个没有负回授的扩大机内,放大电路的频率响应只到7.4KHz,这支真空管可以用吗﹖又假设我们用一支rp较低的真空管来推300B,例如ECC82/12AU7,根据真空管手册ECC82屏内阻在屏压在250V时,rp=7.7KΩ,如果我们也用7.7KΩ×5=38.5KΩ为RL代入上式:fc=159/RL{Cin+Cgp(1+A)}=159/0.0385{9+15(1+3)}=59.8KHz这个真空管的频率响应还不错,也由此可知,想要频率响应宽,驱动级就需使用rp较低的真空管。输出阻抗低的条件怎幺样的真空管输出阻抗低,又什幺情况之下的输出阻抗低呢﹖‧真空管的屏极电阻(屏内阻)愈低,输出阻抗就愈低。‧屏极负载电阻愈低,输出阻抗愈低。‧电流愈大,输出阻抗愈低。‧在阴极电阻上用一支电容器旁路,输出阻抗也会大幅降低。另外,有一些方法也可以降低输出阻抗,但这些方式并不符合「张八点」的原则,因此仅在此提出供做参考:‧并联真空管,可降低输出阻抗。‧用Cathode Follow电路,可降低输出阻抗。‧用SRPP电路,可降低输出阻抗。又三极电力放大管的屏内阻都比较低,电流也较大,输出阻抗当然也就低,所以也有人用较小功率的三极管,或将四或五极管接成三极管来做驱动级的。我选5842来担任扩大机的电压放大管与驱动级!当然,要设计一台无负回授的扩大机,还是先要挑选频率响应够宽的真空管,因为无负回授扩大机的频率响应不是靠负回授来获得的,而是要挑选本身频率响应特别宽的真空管。前面已提到,想要频率响应宽,就需要找屏内阻低的管子,且让我们先来分析一下音响界最常用的电压放大管,以及它们的屏内阻:较早期真空管最常用的电压放大三极管是ECC83/12AX7,像名器McIntosh、Marantz 7之类的前级也都用这支管子。这支管子的屏内阻高达62,500Ω(裸特性的频率响应非常窄),如果不用大量负回授的话,简直无法用于无负回授式的扩大机上。与ECC83/12AX7类似的中型电压放大管是6SL7,屏内阻44,000Ω,裸特性的频宽也不高。ECC81/12AT7的屏内阻比较低,约10,000Ω左右,裸特性的频宽尚可。ECC82/12AU7也常拿来当做驱动管用,屏内阻较低,为7,700Ω,裸特性的频宽还不错。与ECC82/12AU7类似的真空管有6FQ7、6CG7、12BH7等,前两者屏内阻为7,700Ω,后者的屏内阻较低一点,约5,300Ω。另一支与ECC82/12AU7相当的中型电压放大管是6SN7,屏内阻也是7,700Ω,裸特性的频宽都还可以。还有更低的吗﹖有,最近期较为流行的ECC88/6DJ8,屏内阻就低多了,约2,640Ω左右(这也是为什幺近期真空管扩大机将ECC83/12AX7都改用ECC88/6DJ8的原因)。还有一支真空管就是日本业余界最近甚为流行的6463,屏内阻3,850Ω。另外一支真空管不可不提,就是5687这支双三极管,最近也有一些厂牌的扩大机使用,屏内阻只有2,000Ω左右。还有更低的吗﹖有,我就翻遍RCA与GE的真空管手册,把所有可用的电压放大管的规格都看了一遍,并列表记录下来,结果找到一支的真空管内阻更低,只有1,800Ω,就是5842,与5842特性非常类似的真空管是WE417A。还有二支真空管的屏内阻也非常低,一支是E188CC/7119/7004的1,750Ω与E288CC/8223的1,400Ω。把所有的真空管手册都查一遍之后就要来决定我要用那一型真空管了,屏内阻最低的是E288CC/8223,与E188CC/7119/7004。但是我还是选中了5842的管子,原因是5842是一支单三极管,而其它的都是双三极管,我想两支三极管装在同一个玻璃管内,一定会有相互干扰作用的,既然有单三极管可用,那当然就用单三极管是最好不过的了,更何况5842还有WE的管子,就是WE417A,WE真空管的声音当然好听。韵味、频宽可兼得的方法其实玩真空管有两派人,一派是较讲求韵味的人,这一派人对频率响应并不要求过苛,因为玩音响的人都知道,频率响应宽的器材,往往韵味会比较差些,这是很难两全的事;而另一派人则较讲究绝对频宽。而我呢?我却比较贪心一点,鱼与熊掌我都要,除了要有韵之外,还要求频率响应宽,这个要求就比较困难点了,这也是为什幺我要自己来设计扩大机的原因,要不买一台现成的不就行了?几十年的音响生涯,我自己装过不计其数的扩大机,而听过与看过的扩大机,不论是进口的或是原装的(国产品才能称为「原装」不是吗﹖)更是不计其数,可能比世上任何一位扩大机设计者都还要多,当然阅历与经验比他们都要丰富多了(这可不是吹的)。从经验中,我觉得一台扩大机不管电路设计有多好,或是使用的真空管特性有多好,更重要的是要选对真空管,也就是说,我除了要选真空管的特性之外,更要选真空管的厂牌。先提真空管的特性,我的经验是采用大电流的真空管,可以同时兼得韵味与频宽,但是偏偏许多国内外名厂的设计者却不知道这个道理,只在电路上或零件上打转。再谈真空管的厂牌,虽然在理论上同样编号的真空管特性都应该一样,但是实际上却是各不同厂牌真空管的声音大不相同,这是真空管材料的物理特性不同之故。所以我除了要挑选真空管的性能之外,还要挑选真空管的厂牌,这是我设计扩大机与其它设计者另一个不同之处。还有,我觉得扩大机并不是一门纯理论与技术的学问,我认识许多外国的设计师,与他们谈论电路的设计理念可说是头头是道,我也确实知道他们有两把刷子,有深厚的电子学理论基础。但是跟他们谈扩大机的调音技术,就觉得他们连幼儿园的程度都不到,有时我也讲一些如何使扩大机的声音更好的方法,例如回转率或阻尼因素不要太高、不要把晶体、电阻与电容器并联等等,可恨的是他们偏偏不相信,因为他们思考的模式仅限于电子学的领域。其实扩大机并不只有电子学,而且还牵涉到物理学、声响学,心理学,以及实际经验等等,因此音响的设计其实也是另一类的艺术,这会牵涉到材料、谐振、结构、频谱分布.......等等。例如说,换一颗电阻,或换一颗电容,我们都知道声音会有不同,但是你用示波器看波形,或用失真仪测失真,根本都一模一样,但是声音却都不一样,所以设计音响是一门艺术,而不止是技术。不相信的话,请您把任何音响器材里的印刷电路板用热吹风机吹个几分钟,然后再听一听声音,看看会有多大的变化(好象又教了您一招)。要使声音好,有很多很玄的学问,这才是设计好声扩大机的秘诀,要不大家都尽量把扩大机的失真降低,回转率与阻尼因素拉高.....,不就是最好的扩大机吗﹖大家都知道这个方法,那天下的扩大机岂非声音都一样了吗﹖
探索扩大机最高境界(三)
慧聪影音商务网 2003-10-15 10:03:40
仪器测试有意义吗?在我几十年的音响生涯里,我知道一件事,就是音响器材的音质,与总谐波失真并没有直接的关系,总谐波失真低并不代表声音好。原因很简单,想要失真低,尤其是扩大机,只要加上负回授就可以使总谐波的失真低了,而且负回授加得愈多,总谐波失真就愈低,如果您是一个制造生产的厂家,就一定需要加上大量的负回授使总谐波失真尽量降低,因为那是一个厂家的产品必需要有测试的数据,但是如果您是一位完全为了声音,而不是生产的商品,就不必要介意扩大机的失真有多低,尤其是一台无负回授式的扩大机。很久以前,我就有一台HP 333A的失真仪,一直拥有到现在,但这台失真仪我是用来设计扩大机时,测试每一级放大的工作点时用的,而不是做为测量整机的失真度,工作点设计的不对,失真当然就会大,但是即使工作点设定的不对,或未设定在最佳工作点,只要加上负回授,失真还是会大幅降低,所以内行人给自己装的机器是不讲究整体加上负回授之后的总谐波失真的。因此,如果要比失真低,只有比在未加上负回授之前所测量的失真度,才真正有意义,但是厂制成品有那家会公布裸特性的失真度的呢?还有,只要是采用无回授设计的扩大机厂家,是很少有厂家公布失真度的,要不然怎能与加上大量负回授的扩大机比较失真的数字,如果整台机的总谐波失真低就代表声音好,那买扩大机时不要听声音,只要比失真度谁低就不行了?频率响应也一样,采用频率响应还不到10KHz的12AX7 ,只要加上负回授,让频率响应到80KHz也不是一件难事。因此一台扩大机的频率响应也一样,只有在无负回授的条件下来比较频率响应随谁宽才有意义。我测过5842Cascode电路的频率响应,在无负回授的情况下,已超过900KHz,可见Cascode电路的超频宽真不是盖的。平衡式抗流圈滤波电路 我第一台自己设计的300Bs终于开声服役,只不过我还是不能忍受一件事:就是使用抗流圈的负作用─在较低的频率会有一个峰值,原来我用的6550A扩大机中并没有装抗流圈,所以低频并没有凸包的峰值,但是用了这台300Bs之后,低频就会有明显的凸包,低频比较肥。向精业先生自己装的一对单端6550A扩大机,对电源滤波电路里使用抗流圈是又爱又恨,爱的是加了抗流圈之后,在听感上的频率响应较宽,背景杂音较低,音质也比较有高贵感,也比较透明,但恨的是低频就会有凸包,低频不干净,我们都知道那是出自于电感与电容所产生的谐震峰值,我们也曾经讨论过,并要找一天来做实验,看看能不能解决这个问题。这一天,大家又聚在一起,还是原班人马,熊园伟、向精业、曹一、石杰夫与我,我们还是用这对我装的300Bs做实验。一、抗流圈有无的实验向精业先提议:我们先比较有抗流圈与没有抗流圈的实验,听听装抗流圈与不装抗流圈的声音到底有何不同?石杰夫先生负责施工,拿起烙铁,把原来的两个抗流圈的接点焊下来,改各接一支330Ω的10W电阻来听听看不装抗流圈的声音。果然低频的凸包就没有了,低频比较干净,清楚,凝聚,也比较Q,但是中高频的声音却比较毛燥了,音质变松,背景杂音脏,整个舞台的音像比较向前,高频的听延伸性也差了些。二、只接一支抗流圈的实验再接回往300B的抗流圈,听听只有一支抗流圈的声音如何。低音的凸包马上就出现了,但是中高频整体的声音就干净了起来,声音的密度也高了起来,高贵感出来了,背景杂音降低了不少,而且高频也比较细,比较延伸,音像比较后退些,声音也比较不冲。三、驱动管接在抗流圈之后这次的实验是将驱动管的供电经过330Ω/10W的电阻改接在抗流圈之后。低频的凸包仍然一样,但是背景杂音又低一些,声音的密度又提高,高频又延伸一些,较滑溜,质感又好了一点,可见驱动级也要用抗流圈的音质较好。四、恢复为强放与驱动分别各装一支抗流圈实验到此,我们再回到最先的强放与驱动各装一支抗流圈。低频的凸包范围更大了些,低频的细节又少了,但是中高频的质感又更好了起来,高频也比较延伸,质感更好,音色滑溜而顺畅,高贵感也更好了。五、改为双p 型滤波电路想不到这抗流圈还这么好玩,我当初设计强放级与驱动级分别用两支抗流圈,其目的是将这两级之间的电源串音影响降低,但却不知如果把这两支抗流圈接成双p 型滤波的电路声音又会如何,反正我们想要把两支抗流圈玩到尽?还是由石先生动手,改接抗流圈是非常容易的事,一下子就换好了。声音一出,大家都感到很惊讶,声音改变的程度更大,质感比分别到强放级与驱动级更好,声的密度更高、更干净,而且声音又更滑溜,更丰润,听感上的频率响应又更宽,音场的透视更清楚,而且又深,音场高度也更高。为什么我们会惊讶?因为照理来说把强放级与驱动级用两支抗流圈分开来串音比较低,应当比双p 的效果好,但是我们都错了,这才知道双p 的滤波电路使得电源的涟波更低,强放级与驱动级都沾到光。所以说,想象中的理论归理论,还是要用实验的方法才能发现另一个理论。但是这种双p型的滤波法,低频的凸包又大一些,而且经过双p 的滤波,电压也会比较低一些。平衡式抗流圈滤波电路不管怎么样,装抗流圈是各有利弊,主要是抗流圈与滤波电容合用就会产生LC共振,不管怎样,只要装抗流圈,就一定会产生低频的共振现象,向精业的耳朵最灵,每次听音乐时就不能忍受来自于抗流圈的低频共振,一直都想办法解决这个问题。这个问题我也曾与许多人讨论过,点子也很多,其中台湾噪音的杨先生与波稳特的简先生建议我试试在电源整流的的正负端都装抗流圈,看看能不能抵消这脑人的共振。我也想到我的Altec A5分音器不也是采用平衡式的线圈吗?简先生认为传统的电源滤波只在正端加抗流圈速度会延迟,而地回路上由于没有装,速度就会比正端快,这样一去一回的速度不一致,是很不卫生的事,也鼓励我在正、负端都加抗流圈试试。这一天星期天没事,正好石杰夫到我这里来与我讨论装机的问题,我就问他要不要试试把两支抗流圈改接在电源的正负两端,听听低频的的凸包会不会抵消?石先生正要装一台管机,这个实验当然正合他意,实验后他就不要多走冤旺路了,于是我们两人马上就动手,把两支抗流圈改接在电源的正负两端。声音出来了,真是意想不到的好,好,好,不但低频的凸包去掉了大半,而且音质更又大幅的改进,高贵、温润、透明、清楚,这次的改进实在是太大了,为什么以前都没有人会想到这样装法呢?