由零開始 ~ 用德國上古功率管 Aa 造前級 ( 上 )
 

經膽機世界轉載 May-2014

作者:梁文光

歐洲電子業磐古初開發展的膽 常以英文字母標籤來作型號,例如 Aa、Ba ----- ;而美國則以數目字來作型號,例如 101 、 27 、 300( 接下來就有 300B)---- ;後來因應開發的型號多了起來,才有英文字母加上數目字給膽作型號標籤,例如 EL34 、 ECC83---- 又或 6C A7 、 12A X7---- 等。歐洲古董膽 Aa 是第二次世界大戰前開發的音頻電子管,其功用近乎美國西電的 205D ,是介乎 1W 功率的放大管, 205D 燈絲供電是 4.5V ,而 Aa 是 3.8V ,雖然它們的阻抗、放大率、屏電流 ---- 等特性各有所分別,但它們用在音頻放大方面都是超班幼細的極品管子,常用來推動 100db 的高效率喇叭又或配合電子分音來推動高音單元。若果你的喇叭不介意這般小的功率,它聲音比起 300B 、 2A 3 或 45---- 更為幼細;有人採用 300B 、 2A 3---- 等來作前級放大管,不論有多好聲是見仁見智,但至少在臺形方面可取得優勢。

有志自己製作一台前級,不少初學者依照現有的廠機線路來仿製,但總做不了原裝機的聲音、也脫離不了別人的影子,假若你有高大志氣、理想或假想目標,可考慮更大的發展空間,可因應個人愛好選擇管子來自行創作線路。製作一台前級先有的概念,放大管的功率量對前級來說不是重點,反而是音質表現才是最值得關注,暫時以大家熟悉的膽類來推算得出了以下的定論,先假設以同年代及同產地的古董膽作比較, 2A 3 比 300B 更幼細、 45 比 2A 3 更幼細;至於不同產地膽的比較,美國 300B 、 2A 3 與英國的 PX4 、 PX25 就得出另一結論,你懂的哦。

挑選合自己用的放大管值得三思,以筆者過往經驗得出的要點: 1/ 膽的生產年代 ---- 離不開越老越可愛, 2/ 產地 ---- 表現了不同國家人民的文化與修養是息息相關,例如:英國 --- 溫文內儉,美國 --- 豪邁奔放,德國 --- 自信坦蕩, 3/ 大路熱門膽型號 --- 稀少自然就會價高昂、冷門膽 --- 價廉之餘又可能有說不盡的驚喜。

做一台好聲前級比起後級會是困難得多,若果在有利條件下 擁有高質素輸出牛來製作的前級,聲音比較佔一定優勢,除了音色有所吸引之外,輸出牛的次級輸出組阻抗總會比一般電容輸出的前級為低,所以推動後級的內阻也比較低,控制力是比較有利;至於質素有限的輸出牛,反而是負累。

既然計劃得用上功率管作為前級放大,順理當然離不開輸出變壓器 ( 牛 ) 圖 ( 1) 。前級一向都不以輸出功率計算,若以 0.5w 至 1w 的前級輸出功率是否有點殺雞用牛刀?那麼 4w 的 2A 3 或 8w 的 300B 算得上是重型武裝 哦! 用得上那一種火力就要看君個人選擇吧。

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筆者較為傾向喜歡幼細表現的小功率與及兼備歐洲文化色彩的管子, Aa 或 Ba 等管子就是最合口味了,就以古董德國製造的 RWN 為例 圖 ( 2) ,產於 1957 年的 Aa 是超級高檔 膽,年愈半百有多, 陶瓷底座加上純銅底座環、雙金屬片除氣環、是吊燈絲的 ( 直熱三極管當然是吊燈絲 ) 圖 ( 3) 圖 ( 4) ,上述種種所有結構都是發燒友所認知的好聲 膽 特點,還有稱之為球體膽 balloon 的 SIEMENS 、 VALVO 、 RFT--- 等,那就不愁寂寞 了 圖 ( 5) 。 Aa 膽 價錢與聲音質素之比是超 值,不同牌子的選擇亦 十分之精彩,又因為德國人個性強烈及民族文化保護意識 , 膽特性與腳座俱獨一無 二, 我行我素天生異 品, 融入不了別國的擴音 機, 遭熾熱的炒賣市場所冷 落是易理解的, 自然價錢低於合理水 準; 因此反而吸引了小數的 DIY 製作者青睞 。

我們在設計者角度看選膽與線路設計,為了價廉物美及長遠打算,試在非炒賣行列中找出至極品好聲膽,當你找著時可帶來大大的痛快及滿足心癮;本刊讀者中的 DIY 製作者與其四出找線路,不如我們現在一起動腦子。大多數直熱三極功率管比較要求推動級較大電流及電壓擺幅,愈大功率的管子更愈甚,即是需要多一級推動,但多一級放大又會引來多點失真與噪音;反之現在我們所選用的 Aa 倒不像那大苛求;但又不像花生管般的靈敏。構思上,這前級可作兩級式放大, Aa 膽負責最後一級直接交連輸出牛,這級是放大不高,反之因輸出牛的阻抗轉換,以電壓比例上會是衰減,所得著的是牛的次級輸出端有更佳的推動力。

至於第一級增益放大兼推動用甚麼管子?有不少 DIY 製作者腦海裡有一般慣性,就是最大路熱門的 12A X7---U7---T7 或 6SL7 、 6SN7---- 等;不過,這類型管子用這場合上會有點不足。例如 12A X7 增益高 --- 但推動電流低; 6SN7 推動電流高 --- 但增益低;還有另一方面,高質古董的大路熱門膽價錢偏高且稀少,不利長遠打算。

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我們轉另一面看,可考慮五極電壓放大管,例如: 6J7 、 EF80 、 EF86 、 EF89 、 EF12---- 等,膽種繁多,英、美、法、德 ---- 等國百花齊放,五極管有身兼高放大及高電流於一身的先天優點,至於怎樣讓它盡展所長 --- 就是看你吧!

筆者建議在一系列五極電壓放大管中再挑出 EF80 或 EF89 作了首選,原因在比較之下 6J7 、 EF86 就較為熱門,五極管是一種十分普遍而又廉而的膽, EF12 是只有德國機用 ( 腳座又不普遍 ) ,犯不著向它遷就; EF80 或 EF89 是普通 9 腳膽座 ( 跟 12AX7 、 6DJ8--- 等相同膽座 ) ,不論英國或德國都有好幾個老牌可供選擇,我們大可豪情地叫嚷買最高質的,全新未用 50 年代的碟形除氣環膽 NOS. 膽 都只不過數百港元;相比 50 年代的 NOS. 歐洲 12A X7( 兩千至六千港元 ) ,你就懂得 EF80 或 EF89 對你的錢包有多友善咯 !!! 圖 ( 6) 例如有些名不經傳的牌子 WF ,不代表它不好聲,而是因廠家不擅長營商所至早結業, WF 是東德 RFT 廠的另一品牌, RFT 是以製造專業碌音室器材起家,它製造的膽咪紅遍歐洲,聲名與 AKG 或 Telefunken 看齊,名牌膽咪 Neumann AK 47 microphone 也掛著 RFT 作招牌, 後來 RFT 還有出產家庭收音機或音響器材。 RFT 膽 聲音中性爽朗、直率、分淅力很高、是最低音染的膽品牌,或許是因過於中性與直率就不易被普羅大眾廣泛接受,一點可惜的是 RFT 旗下出品的膽不是每一個型號都好聲,另一方面說 RFT 的膽最好表現的是 50 年代,可惜銷售路線不廣,在未紅得起時接下來就後勁不繼,這也是該廠衰落的原因之一; WF 的 EF80 只有 50 年代的碟 形除氣環這年期是最優質,價錢很有限,當然可以豪情地要最好的。

 

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設計製造一台擴音機可以先有線路圖後才找零件,但隨著靈感造機是可以收集了心儀的元件後才設計線路,兩者的分別是後者隨心與隨靈感的作品可會更感性、發展的空間更廣闊。今次是一個好例証,知音友早前已經擁有了我製造的 Artist 旗艦前級 PL-1 ,別無他求地滿足了發燒癮多年,近年與我在閒談之間聊聊 PL-1 還有進步空間嗎?我反問句還有可說出具體的改進要求嗎?回應是沒有 ----- 哦,那就沒事了。這話題當然不是這就劃上句號,我從老倉裡掏出幾個膽並說: Aa 膽造前級會有什麼驚喜呢?這話說雖有點空泛但有憧憬 ---- 有挑戰但要有勇氣,挑戰是從零開始要去超越自己過往的最高指標,在工作忙得不可開交之際去花不可估計多少的時間與腦細胞;他付出的勇氣就是豪爽的承諾與先付出五萬元;呵,錢財是生活的支持,信任才是最大支持我前進的力量,自此就擔起這任務接受挑戰,因此只有前進沒有後退 ----- 發燒友可懂這就是發燒精神 !!!

請勿見笑筆者近十年來造機都是沒線路圖,每當拿起手上零件在興奮一剎間靈感湧現就可動手,這就是我的線路圖 圖 ( 7) ,但當然不能以這不完整 圖向廣大讀者交代。請耐心等待本刊下一期發表: 1/ 完整的電腦軟件繪畫 線路 圖, 2/ 製作過程, 3/ 線路圖分析, 4/ 好聲的重點與技術, 5/ 介紹 1933 年德國整流膽綱屏 AZ11 圖 ( 8)

坦白?這 Aa 前級是個別訂製 不能作量產,或許是造一或兩台就宣佈絕響,所以沒有型號,只談好聲也不注重外觀包裝,先給大家看看外觀 圖 ( 9) 圖 ( 10)

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作者:梁文光
由零開始 ~ 用德國上古功率管 Aa 造前級 ( 下編 )
 

經膽機世界轉載 Jun-2014

線路分析:筆者比較傾向喜歡兩級式放大的前級, 圖 (1) 兩級不同的放大膽各展所長分工合作,亦可達到清淅細緻與剛柔並重; 圖 (2) 線路愈是簡單,少元件失真自然小,製作易達到有聲,要好聲的一嗚驚人,正好臨門一腳演出真功夫。上期討論過五極管有身兼高放大及高電流於一身的先天優點,至於怎樣讓它盡展所長 --- 還看本文吧!

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善用五極管: 筆者建議在一系列五極電壓放大管中再挑出 EF80 或 EF89 作了首選,線路圖 圖 ( 2) ,在電子管發展過程中, 五極管是從三極管所進化出來的,五極管與三極管最大的分別是五極管除了屏極、柵極、陰極之外 --- 多了兩個極,簾柵極及 抑制柵極;抑制柵極通常可接通陰極使用。簡單的說設置五極管的原因是為了兩個, 1/ 是改善三極管不佳的頻率響應, 2/ 改善三極管的放大特性,使其線性更好,同時也改善了電子管的跨導(放大係數) 。 簾柵極加在屏極與控制柵極之間,我們可提供簾柵極一個固定的正電壓,使之也形成一個正向電場,並通過一個電容使該極的交流信號接地,以達到遮罩的目的;因此,提供簾柵極正電壓的有關零件與該極的供電質素,就是在線路圖中的一只電容和一只電阻,大大影響 五極管的聲音表現質素,這兩小零件帶來濃濃的玩味, 圖 (3) 左邊是美國古董 50 年代末的 Mallory 電容 10uf 150v ,筆者素常處理 簾柵極 比較喜歡採用電解質 電容,這 50 年代末的 Mallory 電容聲音非常卓越,再轉去看另一圖 圖 (4) , 一大堆古董高壓低容量的優質 電解質 電容,她們燕瘦環肥、各自精采、只可選其一是難以決擇的,至於選美過程如何給她們評頭品足,因本則文論點比較多,所以暫時不宜扯到遠,將來有機會與大家分享。另一提,這些簾柵極 電解質 電容對於的容值是不大苛刻,通常 .05uf 至 22uf 都合用,但最好耐高壓有 150v 或以上,重要的反而是品質的問題,至於電容值可選其 10% 左右的配對就行。

負回輸:從輸出變壓器用一隻 2.4k 電阻回輸到輸入管的陰極分流電阻的中央,大約有 3~5db 負回輸量是為最合適,這處理負回輸電阻的回輸點比較起直接落在陰極為好,而且陰極電阻可用最好聲的合成金屬線電阻, 90 ohm 可自行繞製吧,聲音更從容、十分好音樂感、人性化感情豐富。而負回輸電阻可由 2k 至 2.7k ,因取其聲音近乎中性,以中庸之道就定了 2.4k ,至於負回輸電阻可用美國、英國、德國的老古董,不同時代的物料選擇可調校出千變聲音,可讓你玩之不盡,玩味甚濃。不少初階發燒友只把注意力放在交連電容處,在此告訴你,此機玩負回輸電阻或簾柵極電阻對聲音變化之大,比起玩電容更有樂趣。

負柵壓:不少音響設計者都在功率管的柵極加設負柵壓,為方便靈活性調校管子的靜態電流 ( 可調偏壓 ) ,又或易於配搭輸出變壓器,有優點之餘也附帶了聲音打了折扣的缺點,所以我個人對好聲從不妥協地堅持不採用負柵壓這方式,柵極電阻可以直接地,量度 Aa 柵極應是零電壓的。

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交連電容:交連電容方面,我早己心有所屬就是英國 Dubilier( 牛奶糖 ) 電容 圖 (4a) ,聲音如其外表般甜美,內涵就要用耳朵來感受吧,英國 Dubilier 充滿是歐洲文藝氣息、頻率響應甚闊而且順滑、重播音樂如詩如畫般美麗、但願稍為斯文內斂或許不是缺點吧;它跟美國電容的豪邁奔放截然不同 。

 

音量控制:音量控制 Volume 在音響方面又是離不開越老越可愛這條定律 圖 (5) ,造一台好前級,音量控制的不同質素對聲音表現是十分重要的,所以今次特別從私人珍藏的寶庫堭ルX 50 年代英國全新未用的老音量制,它比起馬七的音量制更稀有,至於聲音是有過之而無不及。

 

輸出負載電阻:輸出負載電阻最好用古董的 金屬線電阻, 圖 (6) 是從德國買來的一大堆德國古董電阻塈鋮鴞X用的數值,可省了 DIY 電阻的工夫和時間,用在此處除了 古董的 金屬線電阻就別無他選了。

 

簾柵極電阻:圖 (7) 這左邊是美國古董 30~40 年代的 IRC 電阻,同是 2W 美國碳電阻,但超大體型的 30~40 年代 IRC 電阻與 60 年代的 Allen Bradley 有多於 2 比 1 的差別。 Allen Bradley 簡稱“AB”,AB 電阻聲音流暢柔順,音樂感不錯,但用在 簾柵極此處 AB 與老祖宗 IRC 相比, IRC 就是聲音生氣勃勃,每個音強弱比例強烈分明, AB 則有點暗悶;至於其他新科技產品就只能視作另一派好了。老古董 IRC 聲音反差強、分析力高、理性,在擴音機上局部少量使用有畫龍點睛般美妙之效,多用則有可能過火;早年製造的 IRC 電阻先天誤差頗高,後天使用也易於變值,因 IRC 雖然好聲,但廠家對於控制數值?定方面或許有愧於用家,接下來唯有漸漸淡出,難怪今時今日它蹤影渺尋。這線路所用的簾柵極電阻數值並不嚴格,只要找到一對相同的電阻介乎 1M 至 1.8M 均可, IRC 太易變值,建議使用 2W 可加長耐用程度,還有是對聲音有得益。至於這電阻把 B+2 的少量電壓帶到簾柵極;接下來的電容負極接在 EF80 的陰極效果比較直接到地端為好。另一點,簾柵極電容選用 電解質比較無極性的薄膜電容更有韻味及膽味,給你一點提示,年愈半百的電解質電容,很多時因投閑置散太久令到內部電解液與鋁片之間游離分子發了呆,最好把電容放置在另一台 “ 煲 ” 電容機去給熱身,否則以這線路 1.5M 電阻來 “ 煲 ” 電容會是太過於考你耐性。

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Aa 功率管: Aa 前級所用的管子全家福合照 圖 (8) 圖 (9) 是 Aa 類族群 雖是人丁單薄,但各門皆都英雄輩出流名千古。 Aa 膽匹配輸出牛的初級線圈阻抗是 30k ,至於次級線圈阻抗可以由數十歐至六百歐均可,因可在線路零件數值上給靈活配合。我有幸找到幾對德國古董膽咪時代的輸出牛; Aa 膽是早於 15 年前已召入宮作候選佳麗,合配的輸出牛近年才珊珊來遲的與佳偶相遇,一拍即合,當然成其好事。

Aa 作風獨自個性的膽座,不融入其他國家,因不易與別國膽互相代換,引動不起炒風,所以就價廉物美地益了今天我們 DIY 派的用家。 Aa 膽是直熱三極管,即是合成了燈絲與陰極成為一極 ( 燈絲就是陰極 --- 陰極就是燈絲 ) ,我們可以在燈絲的兩端用兩只 82ohm 電阻接在一起,然後經一隻 1k ohm 電阻接地 圖 (10 ) , 這繞線 電 阻是德國 50 年代前產品作 為陰極電 阻聲音好到無出其右,為求穩定及好聲,因此 陰極電 阻最好用繞線 電 阻,尤其是首選合成金屬繞線 電 阻更為好聲,早期美國西電、英國、德國都有製造這繞線 電 阻,後來因科技轉營及成本效益等因素以至日漸息微;現今可買得的繞線 電 阻已經由鎢絲取代了。

電源供應:電源變壓器需要有四組獨立的燈絲繞組線圈及 300v-0v-300v 的高壓線圈, Aa 膽燈絲使用 3.8v 供電, EF80 交流 6.3v 供電, AZ11 整流 4v ,市面上是找不到這特性的成品變壓器,另方面,更關注年代與質素合配的關係,唯一途徑就是拿起德國老古董變壓器自行改製, 圖 (11) 初級繞組線圈保留;把次級繞組線圈抽離。由於德國老古董變壓器在製造過程,通常都沒經過使用絕緣漆浸透工序,是自信與執著的表現 ( 後來德國漸漸放棄了這作風 ) 。要把德國老古董變壓器解剖是十分容易的事,而且抽出來的漆包銅線可留下日後備用,改造變壓器並不困難,尤其是燈絲繞組線圈,可日後為文精要的教你技術重點。

看線路圖 電源部分有 270k 及 15k 電阻作為分流之用,把 15~22v 左右電壓引到 EF80 的燈絲,這做法比起燈絲接地的效果為好。

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以直熱三極管作前級輸出膽,為了提高成功率,製作上保守一點, Aa 可嘗試的以直流燈絲供電;我們注意這直流穩壓部分對聲音會有一定程度的影響,所以需要做一分兩聲道獨立的電源供電,若要求靚音色,採用老古董電容和矽質零件,是可更直接重拾當年音樂光輝。

Aa 膽燈絲使用 3.8v 供電,其交流燈絲繞組線圈當然不應是 3.8v ,因為預算隱壓元件的消耗,看線路圖 圖 (12) ,隱壓 7805 是固定 5v 輸出的 IC , 7805 提供參考電壓給 D833 達靈頓管 Darlington 作負載輸出,須知達靈頓管內部至少有 1.2v 電壓降及損耗,所以理論上輸出剛好是 3.8v ,但因實際上直流電壓與交流電壓計算,交流電壓相對是有減除 0.707 的關系, Aa 膽的燈絲 3.8v 是交流電的要求,所以直流電壓可以高於 3.8v ,因此可以在 7805 接地端加上一只二極管 IN4148 給 0.6v 電壓補嘗,使令它在有接上負載 Aa 膽實際工作時燈絲是直流 4v 。所有零件以 “ 搭棚 ” 方式銲接最為理想,為了堅持好聲原則及美觀,就採用沒印刷線路的纖維線路板 圖 (13) ,用小型電鑽給鑽下固定零件小孔,把每只零件整齊的安裝在上面,線路板底部直接把零件銲接,並可選用優質裸銅線作連接線和走地。看 圖 (14)

高壓部分,電源變壓器線圈繞組是 300v-0v-300v ,在 AZ11 整流之後首先經過 10H 扼流圈 choke ,然後才給電容作濾波,在接通所有電路 ( 有負載 ) 之下第一級電容量得電壓約有 250v 。我們音響發燒友但求好聲,隅一不響應能源效益的宗旨也不算為過,此設計運用扼流圈來過濾潛伏於電源裡的雜波與及由交流轉直流的正弦波斷續的虛壓,看線路圖 圖 (2) 圖 (12) 所用的每組濾波電容多是 10uf 左右,只要在控制交流亨聲低於可接受水準,越是細容量的電容在充電或放電的速度相對是快的,對於重播音樂起伏瞬變表現也相對是快的,輕盈細節與及餘韻更豐富。 EF80 可用交流 6.3v 供電

 

整流膽:滄海遺珠的德國老古董綱屏 AZ11 、金屬片除氣,環生於 1933 年,雖是一把年紀,只要仍是健在,其魅力橫跨大半世紀歷久不衰,玩好聲膽要放棄貪新忘舊這觀念;好聲膽是跟青春美麗從不扯上關系。 AZ11 與 AZ1 除了腳座分別之外,所有特性完全相同 圖 (15) , AZ11 跟美國 80(28 0 、 380) 主要 特性相同,只有燈絲電壓 AZ11 是 4v ,而 80 則是 5v 。 AZ11 可讓你擴闊眼光,領略一下美國以外的歐洲文化氣息是別有洞天的, AZ11 或 AZ1 等德國膽以聲音與價錢比是偏低的,或許是因 1/ 當年產量少、 2/ 燈絲電壓是 4v 、 3/ 獨自個性特強的膽座;我們值得向遼闊的歐洲大地尋寶喔。 AZ11 膽有德律風根、 RFT 、樂華、富豪、西門子 ---- 等 圖 (16) ,單憑外觀與內部製作已經可看出各膽的聲音等級,波膽 balloon 、綱屏、金屬片除氣環 --- 等特徵是首選,至於各別音色是按照各牌子的個性傾向由你自己決定好了。

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結論:

圖 (17) 內部所有零件都是搭棚銲製,容我 以 DIY 過來人說經驗之談, 在造機時可先花點時間構思和組織一下每只零件安放的位置,會否互相感應而干擾,又或放置得美觀;如果視作自己的製作是一件手工藝品又或是藝術品,可以隨意 --- 但不馬虎;可脫離規範 --- 但不草率;至少要付出一份誠意與一股熱心,才有機會讓音樂活化出來。 圖 (18) 另外,最後一關“ 校聲 ”正是臨門一腳決定性的得分,以筆者第一次造 Aa 初試啼聲得出來的聲音是不錯,足以殺低不少大名廠機,本應可滿足;但自己偶爾湧出空泛想像的思潮與期望,不確定具體是要什麼,或是欠了一點令人 驚訝的一種成就,不一定是要如何驚 世美豔的靚聲 --- 有可能美化得比真樂器更美,總之就是估計它仍未到達極限,原來因要滿足這個“ 極限 ”的期望,就給我多付出多一個星期廢寢忘餐的日夜為它思念,不單是知音同好,甚至自己也抱著大期望地看待一台非商品不量產的前級。打個企業管理比方:來自各方各階級的人集合在一起工作,加以協調使到人事關係諧和、提高工作士氣與鬥心、員工上下一 心, 最好就是把他們引進忘我境界 --- 同為一事效力;正是想幫助這 Aa 前級啟動出那潛質。大零件可依然不動,而是小 零件小物料與及數值的配合可以隨心的作出輕微調校,每每就在一小點的變動,給你不少驚訝與興奮。我從實驗中得到多點的經驗與體會,就如上了一課,至於你 ---- 祝你好 運!

 

 

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