有關PRO追擊序列前級製作已連續刊出三篇文章,但到目前為止,廠商的工作進度卻令人十分擔心,PRO-2000A機箱原定上月中旬前出貨,現在可能被迫延本月初。PRO-214N和PRO-1815兩種鍍金穿孔線路板發交工廠已一月有餘,但前者卻期期不可待。原先的計畫,本期鷹是PRO-2000A無音控前級的製作示範,現在勢必再順延一期。
PRO-2000A機箱使用不少特殊的開關及控制器,在採購上烤能會有些許困難。輸入訊源選擇是1-2-5或2-4-5都可以;錄音輸出選擇不是1-4-6就是2-4-6,而2-4-6較容易配線;電源開關用1-1-2即可。2000A在設計之初,內面板的孔洞係以ALPS小型密封式波段開關為依據,而這些開關本不隨機箱附送;後來考慮到中南部讀者採購不易,才決定凡購買機箱者附送全部波段開關和電位器。
輸入選擇是ALPS的2-4-5,依正常接法,只利用其中一層就夠了,有許多接點會空著。錄音輸出開關最為麻煩,市面上買不到6波段的,除非使用國產品,如果一定要ALPS的,那就得等──最快是下個月初。
電源開關也買不到2波段的,但這問題比較好解決,反正旋在中間位置是ON,旋到左或右都是OFF,因此採用ALPS的1-4-3波段開關,正、負電源都可拉到此波段開關上。增益(音量)控制器呢?不可能是ALPS密封式,因為單只售價就要兩百多元!但服務部也儘可能找品質好的,如果單層的不易採購,那就附送雙層的。
剩下的就是錄音選擇開關,考慮再三還是採用日製品,好在沒有這個SWITCH機器照樣能響,因此決定「等」。當本月初機箱寄出時,此波段開關可能尚未到貨,因此只有補寄一途,這點要請購買PRO-2000A機箱的讀者鑑諒。
現在再回到PRO序列前級放大之製作,雖然本刊已提供一片磁頭放大、一片平坦放大、及一片併聯式穩壓,但讀者幾乎毫無選擇,非得裝214N不可。因此利用本期的版面,我再提供一片磁頭放大器,並將它編號定為PRO-218N。
此線路與PRO-214N最大不同之處是後者甚為簡潔,而前者卻非常的複雜。圖一就是PRO-218N的完整磁頭線路,讀者可以看出它是由兩節完全相同的電路串接起來的,每聲道共使用20顆電晶體,其中包括6枚FET。
由於元件較多,12x13cm大的PC板可能容納不下,因此我決定加入10倍放大,並繪成一片大板子,當然PC板的製作費用也會相對的提高。圖二即是10倍放大,每聲道僅4顆電晶體,可為簡潔之至。看到這兩個圖,少部分讀者可能已猜到其出處;而其他讀者請勿小看此10倍放大,它與其輸入接法使得輸入阻抗甚難計算,這不是等閒的電路。
電路說明
由於Q1~Q9與Q10~Q18相同,故我們只討論前半段,後半段讀者自行類推即可。Q1是FET差動輸入Q2也是FET,後者提供恆定的電流給差動晶體。在線路設計上,Q2可以是一枚電阻,或者是一枚恆流二極體;若選用電阻,則差動晶體的共模拒斥比將受限制,而一般日本前級放大器都將此電阻改成晶體是恆流源。
採用恆流二極體就沒有上述的缺點,目前國內有許多套件都採用CRD(即恆流二極體)。但使用CRD也有幾個缺點:可能有缺貨之虞,電流種類並不很多,售價尚稱高昂。在218N中,如果Q2使用2SK30A,即使加上R7(高品質VR),價格也不超過50元;而一枚CRD往往索價50元!並且它的電流是固定的。
輸入端採用FET有很多好處,它不會對RIAA構成加載,所以可以維持較正確的頻率響應;並且可以加大靜態電流,對降低SID來說甚為有利。Q1最佳選擇是Motorola的2N3954A,它是鐵殼包裝的DUAL FET,特性非常優秀,但價格奇昂,在日本電料行中每枚售價為日幣2.200元!
或許有讀者會說:不應該這麼貴吧?我在中華路買過,每個才一百多塊錢!以百來塊買2N3954A,如果不是特別幸運,那就是買到假貨,而我寧可相信後者。既然正廠的2N3954A要賣250~300元,而且市場上還沒有,因此我選上了Philips的BFQ-10。
BFQ-10的接腳與3954A完全相同,也是鐵殼包裝,雖然售價也不低,但買的安心、用的放心。至於Q2,只要是N通道的FET都可以用,我選上的是Motorola的2N5457。Q1的恆流是由Q2提供,而Q2的ID則由R7調節之,其電流之設定,我們留到後頭再說。
Q4與Q6構成第二級PNP差動放大器,它的射極為恆流負載;換句話說Q3提供Q4、Q5固定的偏流,此電流的大小是0.6V/R9。如此的安排,非但使第一級FET的輸出完全無損失的送入第二級;也可以略為抑制第一級的增益而減少米勒(Miller Effective)效應的影響。至於Q4、Q5的集極,如果採用純電阻負載的話,差動管將形成單一晶體動作,故在此採用主動性的電流鏡做負載,以便進行完美的推挽式動作。
輸出晶體Q8、Q9被接成定電壓驅動的SEPP(單端推挽),由於Q8基極與Q9基極間串有四枚二極體,故此輸出晶體的電流將被設定為1.2V/(R15+R16)。現在我們要考慮的問題是:這些晶體該流過多少mA的電流?
8099/8599再度上陣
全部晶體除Q1、Q2為FET外,其他的都使用MPS8099和MPS8599,假設R15、R16設定是10Ω,則Q8和Q9的靜態電流共是:1.2V/20Ω≒60mA,如果供應電壓仍是±18V的話,Q8與Q9之靜態消耗各是18Vx30mA≒540mW。不得了,8099和8599有燒毀之虞!怎麼辦呢?解決之道是①換輸出晶體,最好是MJE9400/9450;②換射極電阻。
還是選擇第二項吧,將R15、R16改成22Ω再計算一次:1.2V/44Ω=27.3mA,故輸出晶體支靜態消耗是:18Vx14mA=252mW;雖然有點發燒,但命總算保住了。
再回頭看第二級差動:Q4與Q5。Q3的基極接有兩枚二極體及R8,兩枚二極體之壓降是1.2V,故R8之壓降即是18V-1.2V=16.8V。先不管這個,由於R9之端電壓為0.6V,設R9是162Ω,則流過Q3的電流即是0.6V/162Ω=3.7mA,此電流經Q4、Q5平分後並反映在R13及R14上;若R13、R14是4.22K,則其端電壓各是1.85mAx4.22K=7.8V。
初級FET差動晶體的電流不易現在設定,等全機裝妥後再利用R7調整。現在再對整個線路做番回顧:R2和R19都是調中點直流電位用的,在最佳的狀況時,交連電容C8可以不接,如此一來,PRO-218N就是一台徹頭徹尾的直流前置放大器。
衰減式RIAA網路
看完以上的電路說明,再和PRO-217對照一下,你會發現兩者有很大的相似處,當然本機還是略繁複些(不是繁複,因為本機製作時會發生的問題,可能比217還要少),而值得我們在詳細討論的是被動式RIAA等化網路。
前級放大器的RIAA網路通常不是NF回授型(主動式)就是RC衰減型(被動式),有少數日本人設計之線路採用NF與RC複合式,但卻非常的複雜,一般讀者請勿輕易嚐試。回授型與衰減型各有其優缺點,兩者之間似乎也無相比較之必要。NF型RIAA電路的最大缺點是負回授量會因頻率而變,這就容易造成失真。
如果你目前正使用衰減型RIAA唱頭放大器,那也沒甚麼好得意的,因為衰減型的雜音比較大!還是看圖一,RA、RB、CA、CB是RIAA網路元件,依公式計算:①CB/CA=2.916,②RAxCB=2187uS,③RBxRA=109.05uS。我們首先決定CB是0.080uF,則CA=CB/2.916=0.02743uF:而RB=109.05uS/0.02743uF=3.975K,RA=2187uS/0.08uF=27.33K。
在線路板上,RA是27K串聯330Ω;CA是0.022uF並聯3.300pF再併聯2.200pF;RB是3.9K串聯75Ω;CB是0.047uF併聯0.033uF。記得在78期「PRO序列裝機問答」中我曾提到RIAA元件數值最好是用儀表量取,用串聯或併聯反而不易得到精確值。但根據經驗:縱然手中有測試儀表,也很難挑出適當值;例如要從0.022uF中挑出0.024uF,那可能要量上千枚才能得到你要的兩枚!實在太累人了。
就這個電路言,若要得到更好的特性,則Q4、Q5和Q6、Q7都應該使用複合管,但由於Q4、Q5的集基間都併有10pF小電容,再者晶體是8099/8599,因此也應該不出任何問題才對。有些讀者認為服務部供應的8099/8599價格略高,不過其hfe卻甚為接近,不知是否經過配對?其實這些晶體在服務部都未經過任何挑選,但這是本刊一位住在美國加州的讀者(黃良先生),以SAE採購組的名義向Motorola總公司定製的,故NPN與PNP特性甚接近。
互補對稱的10倍放大
談完了EQ,現在讓我們研究10倍放大。圖二的線路夠簡單了吧!全對稱互補式線路應該可確保相當優秀的音質。
Q19的電流取決於R45,即是17.4V/R45,設R45為3.48K,則流過Q19的電流即是5mA;當然R45也可以用。Q20的電流取決於R43和R44改成半可變還可以調整輸出端的中點電位。
5mA的電流會反映在R39和R42上,設此電阻定為1K,則Q21之電流為4.4V/R46,只要決定R46之值就可設定Q21之電流。設R46為270Ω,則流過Q21的電流為16.3mA。R46之值不可設定的太低,因為它和R40的比值決定Q19的交流放大倍數。但工作電流大,則雜音會相對提高。
如果要大幅提昇10倍放大的特性,此四枚晶體應使用一枚「四合一」的IC,目前國內市場上很難買到;義大利的SGS廠雖然容易進貨,價格又低廉,但品質令人擔憂。而Motorola的MPQ-6600A2索價近600元,一次進貨沒一、二千個,他們還不想賣。
裝機注意事項
有些元件在PC板上是串聯或併連的,裝機時宜注意。磁頭放大輸入端的唱頭負載元件只考慮電阻,電容根本未列出,這似乎是目前的趨勢。如果你不放心,那就在PC板底面自行加個電容。兩個輸出交連電容原則上都可拿掉,PC板上的孔距相當大,應可裝下各類型的電容。
調整與測試
裝機步驟係由最小的零件開始,但RA、C8、C10先不要裝,所有的二極體都是1N4148,電晶體也都有接腳符號,完成後將EQ輸入端併一枚500Ω左右的電阻,然後以電表DCV檔量R15、R16的中點;如果這裡有直流電位的話,請調整R2,便直流電位「儘量趨近於0」。
前半段調妥後,可將RA裝上然後將電表移至R32、R33之中點,並利用R19將中點電位儘量調至0V。根據經驗,這裡很難調到絕對的0V,但沒關係,只要在50mV以內都是正常。此時在將C8裝上,量真正的輸出端,那就應該是0V了。
手邊沒有示波器或訊號產生器也可以做簡單的測試,將電表撥至ACV 10V檔,輸入端的500Ω電阻拿掉(事實上此電阻加與不加在調校上並無多大差異),用手按住輸入端,則指針應該會擺到底。如果不加輸入,電表ACV檔就有讀數,此時要注意是否為屏蔽或隔離不良的問題,一定要查出來;因為PRO-218N是應該不會振盪的。
10倍放大也是一樣,調R44應該可以準確的調到0V,如果發現不易調校,可試著改變R43;最後裝上C10就成了。當以上述方式測10倍放大時,你會發現ACV檔的指針只會向右擺一點,而不像EQ的擺到底,這是正常的,因為10倍放大的增益只有20dB,而且輸入電平要求較高。
有示波器和訊號產生器更好,可做波形觀測,10倍放大可用方波輸入,在高頻端如有振盪,可於Q21、Q22的基集間併一枚15pF左右的小電容;10倍放大的波形觀測一定令你滿意。
系統配置最重要
除PRO-218N需要精製外,併聯式電源及全機系統配線都很重要。由於PRO-2000A機箱尚未完成,故完整的系統配線亦無法做詳細的說明,但有點相當重要,那就是音量VR的選定。2000A機箱不用平衡,而改用兩只音量控制器,考慮EQ的輸出阻抗與10倍的輸入阻抗,此音量用VR數值以不高過25K為佳。至於PRO-218N,我建議你使用10KA型,理由及效果我們留到下期再談。
轉載音響技術第93期SEP. 1983 新PRO追擊序列之四-PRO-218N前級放大器/梁中鍔
留言列表
