几种胆缓冲的比较和电路

在作过各种线路之后,真空管是一种简单而不易损坏的零件,如果不计较功率的话,其实是一个相当好的选择!此篇文章将告诉各位如何动手制作真空管、晶体管与FET晶体构成的「单级单端随耦器电路」,对声音品质的改善有不错的效果,让你可用很低的材料成本达成音响系统的升级
 



主动零件的声音特性

     

   在系列制作中,将使用到真空管(三极管)、晶体管与 FET晶体这三种主动零件,先排除其它被动零件对声音音色的影响,三种主动组件确实有着不大相同的声音。音响爱好者喜欢以「石仔声」与「管仔声」来区分晶体与管球的声音,在音响店里,也常常见到两派支持人马各拥其主激烈辩论,多年来争执不休,也使这个话题一而再、再而三的被讨论着。笔者的看法倒很简单,可以由测量数据证明其拥有优异特性的晶体零件,当然很乐意采用它,对于测量数据不太好看的真空管零件,只要用点心思设计,装机时一样可以做出很好的作品,唱出悦耳的好声音。
 



■晶体管的声音
 


   由晶体管构成的音频电路,在不刻意以零件去调声(注一)的运作环境中,一般听来较真空管电路有更大的频宽。通俗的说法是,高频延伸的更高,低频延伸的更低,这时声音的细节会非常清楚,低音迎面而来的冲击感也很实在,有着一切干净俐落、决不拖泥带水的特性,喜欢的人说这才是「快速、够力」的现代声音,不喜欢的人则认为清晰有余而质感不足。
 



■真空管的声音
 


   由真空管构成的音频电路(注二),在不刻意以零件去调声的运作环境中,一般听到的频宽会不如晶体管电路。通俗的说法是,低频不像晶体管电路那么「有够力」,但其高频的延伸方式,却比晶体管电路更讨好我们的耳朵,这时声音的细节会很楚、很柔软,还会带点让耳朵很舒服的染色(注三),另一个很突出的,是真空管电路的中频部分,唱起人声是中气饱满,乐器的声音形体也更大些,喜欢的人说这才是叫「美声」的声音,不喜欢的人则认为一切软趴趴,还有点模糊不清。
 



FET的声音
 


   由 FET构成的音频电路,在不刻意以零件去调声的运作环境中,听到的声音,有点像是晶体管电路,又有点像是真空管电路,喜欢的人说这是「兼容并蓄」的声音,不喜欢的人会说,这简直是「四不像」的声音,没有自己的特色!
   这是笔者玩了十几年音响,在音响店、玩家家里,经过多年聆听与辩论,所归纳出来的结论。哪种声音最好?其实笔者家中,同时摆着三种主动零件作成的机器。看暴力战争电影时,会把晶体管机器接在喇叭上,让阵阵低频能量一波波向我袭来。听爵士乐时,会用上真空管机器,享受黑人歌手的嗓音。听大编制的交响乐时,则是真空管机器与晶体管机器一起上场,只要声音听得喜欢,它们都是好机器(注四)
 






被动零件对声音的影响
 


   除了主动组件会影响声音音色品质外,被动零件更是左右大局的重要角色。读者们应听过「改机」这名词吧,这是一种对电路作局部加强,使之能发出更美好声音的方法,而其中被改机者加强的部分,则以被动零件为最大宗,以换用「更适用」的被动零件,达成电路的整体改善(注五)
   图二是几种常用的电阻、电容与电感,不管是用在电源路径上,或安装在信号路径上,不同材质的零件有不同的声音。例如电源电路的电解电容,制作时会以多个小容量电解电容并联成大容量电容使用,或在大容量电解电容上,并接小容量的金属膜电容,以求得音频各频段的平衡,一个小小的零件就能让声音产生奇妙的作用。而在信号路径上,可以使用具有不同声底的各种电阻,或装上不同材质的电容,调和出装机者要求的声音。



  在读者能自由调配零件组合前,请多多动手实验,在同一电路中换用各种不同材质、厂牌的零件,并去感觉整个电路的声音有了哪些改变,像这次介绍的随耦器电路就是很好的素材,请各位读者用力玩弄,你也能成为别人所称羡的「玩机」高手。当读者见到此文时,我们将在微电脑传真网站上 (pcmagazine.infopro.com.tw)建立一个「玩电路」的新网页,告诉你更多的零件、电路信息,更要带你一起以科学方法来玩音频电路,让你对各类音频技术有更深入的了解,一定要记得来玩玩逛逛哦!
 



真空管随耦器电路

     

   图三就是本期文章的主角,单级单端真空管随耦器电路。随耦器电路只有电流放大作用,  输入阻抗高而输出阻抗低,输出不会有相位颠倒情形,可以用作输出与阻抗匹配电路,让各类音频电路之间,或音响系统各机器间有更完美的匹配,造就更好的声音品质。
   这次,笔者要介绍六支运用在随耦器电路的小讯号用真空管,有12AX712AT712AU712BH76DJ82C51 (管球规格请参阅「几种小信号用真空管」



   一文) ,请一起来看看各管球的应用数据与电路的实体接线图  (请注意,各管球有与其相对应的实体接线图,千万别将管球用在「非对应」的接线图成品上,例如将6DJ8插到2C51接线图成品上,你猜会如何呢?保证管球会立刻烧毁)
 



12系列真空管缓冲级
 


   请先查看「几种小信号用真空管」的管球资料,有无发现12AX712AT712AU712BH7四支管球的接脚图是一样的,且其规格十分相近,只有灯丝电流与最大功耗(功率耗损)略有不同,表示它们都能用来装置真空管缓冲级,在不改变电路规划的情况下,只要略为调整零件数值,去适应各管球的工作条件,即能正常工作。



零件编号零件数值C10.33uF 250VC23.3uF 250VR11M 1Wr23.3K 1WR310K 1WR41M 1WR5600 1W

上表是 12AX7缓冲级所使用的零件数值,电容请使用金属膜品种,会有较好的声音品质,电容电压值只要是大于250V的品种都可选用(注六),若读者想要更多的低频量感,可在C2使用100uF 250V的无极性电解电容,不过会稍微减损高频的声音品质,请读者以自己的听感去调节电容容量。电阻可选用的有金属皮膜电阻与碳膜电阻,请选择至少1W以上的品种,有不少装机者喜欢在信号路径上,用上2W甚至3W的电阻,据说中低频听感会较为厚实,读者也可尝试看看,也许能发出最对你味儿的声音。
 



图四与图五都是12AX7缓冲级的实体接线图(注七) ,两者的不同在于灯丝电源的供给方式,一者采灯丝串联方式供电,一者使用灯丝并联方式供电,请读者查阅「几种小信号用真空管」。12AX7  在灯丝串联时(此时灯丝电源由第45接脚接入,第9 脚并不使用),需供给 12.6V电压、0.15A电流;在灯丝并联时(此时灯丝电源正电压同时接入第 45 接脚,第9脚接入灯丝电源负电压),需供给6.3V电压、0.3A电流。读者在制作时,要注意选用不同电压电流的变压器与相关零件。
 





   图六与图七是灯丝电源电路图与实体接线图。请先看图六,这是两种不同电压值的稳压电路,其结构大体上是一样的,由「半波整流」、「CLC  滤波电路」与简单的「三端子稳压晶体」共同组成,最大的不同在于变压器与三端子稳压晶体的选用。用于  12V的灯丝电源环境时,请选用次级绕组为AC 0V-16VAC  0V-20V的变压器,电流容量至少有0.5A以上的有效输出。用于6V的灯丝电源环境时,请选用次级绕组为AC 0V-9V AC  0V-12V的变压器,电流容量至少有1A以上的有效输出。三端子稳压晶体,在 12V的灯丝电源环境时,是使用7812稳压晶体;在6V的灯丝电源环境时,请选用7806稳压晶体。读者在装置时,要记得做好三端子稳压晶体的散热动作,为其加装上足够的散热片,或将其装置于机壳上,利用大片的金属机壳来达成散热动作,另外也请做好三端子稳压晶体与散热片、金属体之间的绝缘工作,灯丝电源电路才能正常操作。
 



零件编号零件数值D51100V 2AL511→10mHIC517806C516800uF 25VC526800uF 25VC53470uF 16V

零件编号零件数值D61100V 2AL611→10mHIC617812C614700uF 35VC624700uF 35VC63330uF 25V

 



   上面的表格分别是6V 12V灯丝电源电路的零件规格,这些组件都是一般常用规格,应该可以很容易买到。其中的电感由  1mH10mH都可使用,笔者建议选用普遍用于计算机电源供应电路,外形像个甜甜圈类型的电感,一个大约只要十几二十元左右,是便宜又好用的好零件。当然也能使用图二下排所画的其它电感种类,如空心电感与变压器外型的电感,效果会不会更好?若经费不缺,可以试验比较它们的不同。另外,可以适度增减C53C63这二个电容的电容量,声音也会有不同的改变。
 



 
 



图八与图九是高压电源电路图与实体接线图。首先看图八,图中上方的电路是一般常用的半波整流滤波电路,下方电路则是二倍压整流滤波电路,假如选用次级绕组为交流 36V-0-36V的变压器,略过中心抽头的接点不用,只使用二个  36V接点,则可得到  72V的交流电压,经过半波整流滤波电路后,可以取得大约100V的直流电压,若接到二倍压整流滤波电路,则可取得大约200V的直流电压。12系列的真空管电路,笔者建议选用接近200V的直流电压来作为高压电源,电流量大约十几二十mA就足堪运用了(注八)
 



零件编号零件数值D11200V 2AD12200V 2AC111000uF 160VC121000uF 160VD21200V 2AC211000uF 160V

 



   上表是高压电源电路使用的零件表,也是一般常用的规格,要注意的是,二倍压电路中的二极管与电容的接法,千万别搞错极性了,电容爆炸时的声势是很惊人的。
 



 
 



   图十是运用在高压电源处的多级串联LC滤波电路,与多级串联RC滤波电路的电路图;图十一是供制作参考的实体接线图。当要求有更好的电源品质时,可将这类滤波电路串接在高压电源电路与缓冲级电路之间。笔者自从体验过它的好处之后,真是为之疯狂,家中所有音响机器的电源滤波电路,全部动手改成此类串联型滤波电路,读者可以择其一来作滤波工作,尝尝其美妙的声音品质。
 



零件编号零件数值L311→10mHL321→10mHL331→10mHC311000uFC321000uFC33100uFR411K 5WR421K 5WR431K 5WC411000uFC421000uFC43100uF

 



   上表是串联型滤波电路的零件表,电感请选用前文中所述者,电容部分笔者并未标上耐压值,电容的耐压值是由与其串接的高压电源电路来决定。例如选用约100V直流电压值的半波整流滤波电路,此时电容选用160V耐压值的品种,若选用约200V直流电压值的二倍压整流滤波电路,则电容选用250V  耐压值的品种。电阻则统一使用5W的品种,一般的水泥电阻即能有不错的效果,若读者执意使用高价的进口电阻,笔者也无法反对,但请再花个十五元买三支台制品,比较一下到底值不值得?
 



 
 



   图十二是电源插头、电源开关与保险丝的实体接线图,保险丝请选用1A容量者,若能买到小型无融丝断路器,是更合理想的选择,整个接线最后接到变压器初级绕组上,标示为 AC  0-110V的二个接点上。图十三是一个电源噪声滤波器的实体接线图,它能保护电路不受其它器材的干扰,若读者的电源环境不是很纯净,请试试这个电路的优异效能,将其串接在保险丝与变压器之间即可作用。



   图十四是常用的电源接线与讯号接线。在这个制作中的电源接线,请选择外皮绝缘电压为300V以上的线材,并将其作成绞线形式,可以降低电源噪声对电路的干扰。讯号接线请选用有接地屏遮保护的线材,讯号线价格品牌众多,选用自己听来最对味的即可。
   以上就是以12AX7为模板完成的缓冲级,12AT712AU712BH7也能套用这个电路架构。
 



6DJ8真空管缓冲级
 


零件编号零件数值C10.33uF 160VC23.3uF 160VR11M 1WR23.3K 1WR320K 1WR4100K 1WR5600 1W

 



上表是制作6DJ8缓冲级所需的零件数值,电容电压值只要是大于160V的品种都可选用,电阻的选用则与 12AX7缓冲级中所列条件是一致的,请读者回头查阅相关电路数据。
 




 



   图十五是6DJ8缓冲级的实体接线图。6DJ8所需的高压电源,请使用100V左右的直流电压值,相关电路信息请查阅前文中的解说,笔者不再重复赘述。灯丝电压则只有一种选择,请参阅前文中介绍的  6V灯丝电源电路。
 



2C51真空管缓冲级
 


零件编号零件数值C10.33uF 250VC210uF 250VR11M 1WR23.3K 1WR310K 1WR439K 1WR5600 1W

 



   2C51缓冲级所需的零件数值,电容电压值只要是大于250V的品种都可选用,电阻的选用则与 12AX7缓冲级中,所列条件一致,请读者回头查阅相关电路资料。
 




 



   图十六是2C51缓冲级的实体接线图。2C51所需的高压电源,请使用200V左右的直流电压值,相关电路信息请查阅前文中的解说,笔者不再重复赘述。灯丝电压也只有一种选择,请参阅前文中介绍的  6V灯丝电源电路。
 



缓冲级的应用方式




   前段文中介绍了几种真空管构成的随耦器电路,读者读来有没有很过瘾?接着继续介绍它的活用方式,让它能在你的音响系统中发挥最大的功效。
   缓冲级有蛮高的输入阻抗与很低的输出阻抗,高输入阻抗使它可以与讯号来源机器作良好匹配,而其低输出阻抗,使之可以很轻松的去推动紧接其后的各类机器。例如CD唱机无法与前级良好匹配,可以把缓冲级串接在二者之间,能有效改善过于「硬声」的现象,让整个系统有更柔和的声音。又如后级输入阻抗有点过低,也能在二者间加入缓冲级,减轻前级的负担,声音听来就更宽松不紧绷。
除了串接在其它机器间作用外,缓冲级也能加上简易的RC网络,构成主动式分音电路,搭配多单体多放大器方式,建造出完整的音响体系。也能加上单一音量控制电位器,作出品质优异的无增益前级,享受通透又柔美的好声音。
 



■  附注


一、调声几乎是所有音响制造厂,在一个音频产品设计定案生产前会作的工作,其用意是以人类的聆听经验,来对音频产品作最后的验证。以人类本身这个十分敏感的测量工具 (人耳与大脑是人类身体上对环境的感知器与处理系统,其展现的灵敏度、复杂度不是现有仪器所能相比拟的;笔者如此形容万物之灵,不是在侮辱上帝的杰作,也不是在攻击任何人,只是一个用来解说的比喻,这点请读者们千万别误会) ,来证实所有的技术手法是正确有效的。而技术上的手法,不一定是追求电路设计的再超越,有时只是被制造厂商用来控制声音的音色与品质,将产品分成高低不同阶的商品,在其最适合的市场中创造最大的利润 (在资本市场运作下,厂商说自己不是为了钱,完全是为了艺术,请问读者们相信吗?笔者是在十几年前就放弃了这样的认知)

二、真空管的接点,P接点叫做屏极、G接点为栅极、K接点是阴极,符号图上标为H的二个接点,则是灯丝电源接头,提供真空管运作时所需的电流,所以会比晶体电路多出一组电源供应电路,需要一组高压电源与一组灯丝电源才能操作。在电源电路建置上,需要花上较多的成本,但换来的是更多的调声机会,笔者常常由此地下手,尽情玩弄管机的声音,是除了换管球、电阻、电容等改机手法之外,另一个更加引人入胜的境界。

三、染色其实就是调声的真义,我们会说不经任何处理的自然声音是未经染色的,而因主被动零件或电路设计方式所造成的声音改变,就是已经染色的声音,染色的声音好不好呢?这其实只有读者自己才知道,像笔者喜欢穿鲜黄色、白色与深棕色、黑色搭配的衣物,但一直被老妈骂,她老人家是一点也不喜欢这调调的。

四、不要骂我乡愿,其实这是不完整中求完整的偷懒方法,大概是笔者年纪开始有点老了,很多事不像二十出头时有冲劲,也可能是碰壁次数多了,已经开始懂得左右闪避,以最省功夫的方法来完成自己要求。读者中若有人愿意追求更完美的电路设计,请立刻向编辑部报到,希望你把经验分享给所有读者,也把笔者没做好的工作补全。

五、也有部分改造者,是以换用另一个放大电路来达成目的,此类改造者需有完整电路设计基础,方能将机器重新检讨设计,不少改造者在改造之余,更推出自己的设计而获得成功,像美国真空管名厂Audio Research就是一个成功的典范。

六、为了电路与读者自身的安全,请不要使用低于标示电压的零件,笔着在设定零件数值时,考量安全因素而留下些许容裕度,但不表示读者减低零件耐压值后不发生任何危险。

七、以实体接线图中心的 9 PIN管座为准,左边的电路是为一声道,右边的电路构成另一声道,其中管座是以正面上视图绘制,其周围的阿拉伯数字表示真空管的脚位。读者装置电路完工后,再将真空管插上管座即可工作,请读者千万不要将真空管直接焊死在电路板上,会因此失去换管调声的乐趣。

八、国内一般材料行应该都能买到  36V-0-36V规格的变压器,笔者查过几家厂商的规格书,电流量最小的也有0.5A的水准,更有做到5A  10A
的产品,选用上应无困难。

 



几种小信号用真空管
 






 


 



■12AX7
燈絲電壓 :  12.6V、6.3V
燈絲電流 : 0.15A、0.3A
最大功耗 : 1.2 W
最高屏壓 : 330 V
可代用管 :  ECC83、E83CC、5751、7025
 
■12AT7
燈絲電壓 :  12.6V、6.3V
燈絲電流 : 0.15A、0.3A
最大功耗 : 2.5 W
最高屏壓 : 300 V
可代用管 :  ECC81、E81CC、6201
 






 


 



■12AU7
燈絲電壓 :  12.6V、6.3V
燈絲電流 : 0.15A、0.3A
最大功耗 : 2.75 W
最高屏壓 : 330 V
可代用管 :  ECC82、E82CC、5814、6189
 
■6DJ8
燈絲電壓 : 6.3  V
燈絲電流 : 0.365 A
最大功耗 : 1.8 W
最高屏壓 : 130 V
可代用管 :  ECC88、E88CC、6922、E188CC、7308、CCa
 






 


 



■2C51
燈絲電壓 : 6.3 V
燈絲電流  : 0.3 A
最大功耗 : 1.5 W
最高屏壓 : 300 V
可代用管 : WE 396A、5670
■12BH7
燈絲電壓 :  12.6V、6.3V
燈絲電流 : 0.3A、0.6A
最大功耗 : 3.5 W
最高屏壓 : 300 V
可代用管 : 無


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