這是除了唐凌之外唯一的燒晶體的試作者我們請他寫出寶貴的經驗。
迷上了音響大約有三、四年的時間了,早就想擁有一部Hi-Power的擴大機,但一想到價格如天文數字般的名牌擴大機就叫人氣餒。這次音響技術社克服萬難,進口了ESS用的高耐壓電晶體,部但如此,連零件、機箱、面板都以服務的性質為大家準備好,可說是做得非常完善,而其價錢只不過再六千元至七千元之間,看到此一好消息,我就決定自己裝一部,一來可以擁有一部Hi-Power的擴大機,二來則可滿足自己裝的慾望。
製作的經過
本機之一切零件除了變壓器及濾波電容器以外,全部零件均向音響技術社訂購。原來的想法是想用容量更大的電容器,但後來因找不到耐壓容量、尺寸均合適的電容後來仍然用8.200uf/75V之電容。而變壓器則向一家專製變壓器的工廠訂做兩個,規格如下：
無負載時 52V×2
全負載時 50V×2 (3A)
若依此規格,則全負載時之DC電壓剛好為±70V。其餘之零件如輸入、輸出端子、橋式整流子、保險絲座等則是在中華商場中挨家挨戶地去找出來的。零件全部找好後就開始整理機箱,機箱的問題最好了,例如VU表的孔前後不吻合,電源線及保險絲座的孔未鑽等問題,所幸,像朋友借到了一支電鑽,先以電鑽鑽出一個洞口,再以銼刀慢慢磨到所需要之大小,往往要花費一個小時才能磨好一個孔。如果能夠以模具來沖孔的話,相信機箱、面板一定能製作得非常完善。
PC板的插焊我覺得是最簡單的,只要先將PC板對照著線路圖畫成實體圖,零件插入時小心一點,即無問題。要注意的是各零件之腳要注意,勿使之短路,尤其要注意Q8 Q9之集極勿和Q7 Q10之散熱片相碰。
功率晶體之固定,零件及配線之連接,則需要相當的技巧與經驗,否則會產生很多的毛病,我裝製的這一部擴大機即由於功率晶體的裝置不當,產生了許多問題,且讓我一一來敘述這些問題;當初的想法是想將這一部擴大機裝得盡善盡美,故我的設想是功率晶體全部用晶體固定座固定;配線或焊接零件時則可焊於固定做上面而不必直接焊於晶體上;負電源的連線則在機箱的後面板下方,開了六個孔,以螺絲鎖上焊接片,每三個以粗的單心線連接,組成每一聲道的負電源連線。射極電阻PC板及到功率晶體之連線全部用粗的電線連接在晶體固定座上。為了配合晶體固定座的螺絲及構造,又將後面板上的孔全部鑽大、螺絲套上套管;在晶體、雲母片及散熱片之間塗上厚厚的一層矽脂,然後將晶體鎖上,心想如此一來散熱一定非常優良。接下來將電阻、配線全部連接好後,利用兩聲道比較的方式檢查各點之阻抗,雖然裝機時相當小心,但還是有一個誤接的電阻,檢查完了全部線路,接下來檢查電源,由於家中的電源高達AC120V,故供給電壓在無負載時高達DC82V,負載時則降至DC76V(未達全負載狀態),電源檢查OK後,即將其加入(所用之濾波電容器額定耐壓雖為75V,但經測試約可耐電壓95V左右。)調整偏壓時,在正電源和集極之間串聯一三用電錶,然後慢慢地調整Q6基──射極之間的半可變電阻,調整至無訊號電流為40mA,一切順利,將這部自製的名機接上一支AR-6的喇叭(由於只試單聲道,所以只試一支。)信號則由一部KLH-52之收音機之REC-OUT引出,開機一試,聲音完全不對,怎麼一部號稱500瓦的名機,推出來的聲音只像蚊子叫一般而且無低音呢！開機五分鐘後,一摸功率晶體,有點燙手,而且個個溫度不均。依此情況判斷,一定是偏壓調整不當或者有高頻寄生振盪存在,音響技術第七期的仿製報告中曾提到Q6之集──射極間之電壓應調至1.2V,拿起三用電表測量集──射極間的電壓,眼睛正往旁邊的電表一瞄,沒想到「啪」的一聲,整部機器就沒聲音了,事後一檢查,燒掉了四顆功率晶體,接在變壓器上的5A保險絲也燒斷了。原來是測定電壓時不小心測試棒碰到了Q6的基──射極,使基──射極短路,當時又未接上DC保險絲,流過之電流太大而燒掉了晶體。各位以後裝機時切要注意勿使Q6之E-B短路,第二天由於缺乏晶體及要觀察是否有高頻寄生振盪,即找唐凌先生設法,蒙唐先生再提供了四顆功率晶體,將其修復後,簡單測試了一下,大致特性如下：
(1)輸出功率:8歐姆負載40V,約200瓦(由於使用電壓較高。)
(2)頻率響應:低頻、中頻響應平直,高頻至100KHz時為-0.5dB(由於Q17上之電容只用100P)。
(3)交越失真:如將無訊號電流調整至30mA以上,交越失真即非常小。
(4)高頻振盪:以示波器觀察無寄生振盪現象。
後來參考了唐凌先生仿製的機器,才發現自己裝的機器有下列幾點不合理想：
(1)功率晶體沒鎖緊──由於鎖得太緊怕晶體固定座斷裂故沒鎖緊,此乃是功率晶體散熱不良,容易發熱之原因,而且每一個晶體依固定之鬆緊而發熱之程度不一。
(2)配線太複雜──由於部分線用雙股,再加上保險絲座SPEAKER之ON-OFF開關之配線,使得配線看來很多、很雜;再加上我的變壓器尺寸較大,幾乎使機箱有客滿的感覺。
(3)溫度補償晶體Q6之位置不當──此晶體為了確實收到溫度補償的作用,應直接裝置於功率晶體之內側。(本來我裝於兩個功率晶體之間。)
針對以上這幾點問題,我將功率晶體儘可能地鎖緊,配線簡化,溫度補償晶體移置於Q12之內側,開機一試,仍然大有問題：
(1)電晶體之雲母片有些已有破損,加上電壓後,晶體之集極和機箱發生短路現象。
(2)變壓器因容量大而且鐵心沒有鎖得很緊,開機後「哼」聲很大,類似電力公司高壓變壓器之哼聲。
當初為了完善起見而使用了晶體固定座,而為了配合晶體座,功率晶體之裝置,配線及附屬零件之裝置在基本上就不合理想,乃決定將功率晶體部分線路重新裝置。重新購買了雲母片、變壓器後本著下列二點原則,重新裝置：
(1)功率晶體儘可能地鎖緊,最好所到螺絲轉不動的程度。
(2)零件之裝置及配線進可能地簡單、整潔。
花了一天的工夫才將它全部裝好,重新調整偏壓,一切正常。接上一支喇叭,加入信號,奇怪？仍然毫無低音,真是百思不得其解。兩聲道同時接上喇叭,低音豁然而出。原來我一直用來試音的那支喇叭箱,其中之低音喇叭,音圈已衝出了磁隙之外了,難怪聽來毫無低音。到此總算一切正常,然後將VU表、指示燈、面板、機箱全部裝妥後,大功全部告成。
試機結果
很可惜就是手邊缺乏測試儀錶,所有特性只能依靠一只三用電錶的測定及前次在唐凌先生處測定之結果來推斷：
(1)輸出功率:8歐姆負載約160瓦左右。
(2)頻率響應:無正確數字。但高頻可能較前次測定稍差,因Q17上之中和電容改為150P。
(3)失真:無交越失真。但總諧波失真無測定。
另外VU表之刻度和輸出功率之關係由於無儀器校正亦無法得知,只是我多加了一個選擇開關,可選擇串聯 10K 27K 39K 68K 電阻到VU表。功率晶體經過這次改裝後,散熱非常良好,長時間開機亦不發熱。
裝好後,已經試聽了二、三個禮拜。我利用原來的KLH-52接收機,推動AR-6喇叭,和此部仿製的擴大機仔細比較,發現此部仿製的名機音色柔美,高低頻均較原接收機有力、寬廣。很可惜的就是目前尚無一部適當的前置擴大器來推動它,亦無適當之喇叭與之匹配,不能發揮其最大功效。
仿製心得與檢討
第一次裝製一部新機,難免有經驗不足或顧慮不週之處,這次自裝這部機器,在功率晶體部分發生了許多問題,甚至由於自己的疏忽而燒壞了四顆功率晶體。雖然多花了將近一千元,但有了這些經驗後,幾經修改,終於裝製成一部相當理想的擴大機。或許有人願意花這些錢和時間去獲得這些經驗。但對大部分無經驗的仿製者來說,應該由原廠商提供下列資料：
(1)線路圖。
(2)PC板零件位置實體圖。
(3)功率晶體配線及零件實體圖。
(4)詳細的裝機說明。
(5)裝機時應該注意之點及易發生危險之點。
(6)裝機完成後,簡單的檢查方法。
另一方面,為了仿製者的方便及安全起見,社記者應該將線路、機箱等方面設計得更為合理、易裝、安全,關於此點,唐凌先生在11期中已提出其改進之構想,相信下次的仿製品定可以做得更完美、理想;下列幾點是我在裝機時絕德上需改進點,瑣碎列出,作為各位之參考：
1.機箱部分:
(A)一部分的孔未鑽。
(B)一部分的孔尺寸不合規格或前後孔未能吻合。
(C)機箱底部及上部未留散熱孔、變壓器不易散熱(我自裝之機器,變壓器之溫度較功率晶體為高)。
(D)機箱之高度不夠,濾波電容有碰到上蓋之虞。
(E)機箱之形狀不如理想,因為有五面密合,要焊接或固定零件均不方便,尤其是變壓器及濾波電容固定後,更不易作業。
(F)面板另外以四支螺絲固定較為理想。
2.PC板部分:
(A)表面未將零件之編號印刷上,裡面則無防焊漆處理。
(B)部份零件在PC板上之距離與實體之距離不吻合。
(C)Q6基──射極之間的半可變電阻,如果調整不當,很可能燒壞晶體,如果能以一適當之電阻和其串聯,則可保證安全。
3.功率晶體及電源部分:
(A)塑膠墊片如能找到長度適宜的,則可免套套管,而且亦較安全。
(B)其他則大致和唐凌先生詳述的改進意見相同,相信他有更好的構想。
唐凌的感想
ESS功率擴大機的仿製工作,確實相當地費了我一番心機。首先是我要「引誘」任職於研究機構的邱輝雄及白金弘兩位先生的興趣,請他們協助我做一些線路分析及主要元件的準備工作。其次便是製機箱找零件,有些事情看來簡單,做起來便可能枝節叢生,即以線路板的準備來說,我曾經找了好幾個專作(當然是業餘或兼職性的)線路板的人研究,結果均因數量太少而無法獲得滿意的結論(假定每片可賺取20元,合計60片,為了1.200元要跑多少路去做照相、製版、裁板、印刷、腐蝕、上松香、加溫等工作)。再說線路板甚或樣箱開孔定位的問題,由於無法像工廠那樣先進料或指定規格再定位,誤差的問題就很難解決。還有這個機箱,確實不很令人滿意,可是如果您細看整個箱子上大大小小168個孔都是用手工鑽出來的(另外VU表為手工定位沖出),加上烤漆、包裝、運送等每個索價500元,您就會覺得我們真是太虧待從事鈑金工作的師傅們了。
困難不談也罷！現在讓我說說自己的感想：
一、全部計畫都是在品質、數量、人工、經費和精神諸項因素下做合理調配出來的,其中如果允許我們有任一因素(數)變動,都可以做得比現在更好。
二、我的理想,是希望所有參與試製的讀者在經驗與技術上都夠得一定之水準。這樣不必有很詳細的書面說明和圖解,每個人都可以在有限的限制下,發揮自己的經驗。而事實上參與試製的二十幾位讀者中,能獨立解決問題的不過一二。
三、為了彌補這個始所未料的「因素」,對南部的讀者(台中以南有6人)我只好用書信儘可能詳細地說明(針對個人的程度及問題)平均每人書信來往至少三封以上,總字數每人約有5.000字以上,而對北部讀者除了請輝雄兄在中壢值可能給予說明外,而我自己對每位親來取件的朋友,平均至少每人也花一個多小時給予必要的說明。
四、大部分的讀者都很願意接受我的意見,但也有極少的仿製者在感覺上有一點自釀,言談間即可感覺出他有「沒有問題,我是老經驗了」的想法,甚至於還沒裝以前他就對我試裝的這部提出許多改進意見。而至最後才發現像我這樣做才對,但是買去的機箱、零件已弄得一塌糊塗,想重來,都覺得好累。
五、有位近在台北的朋友,試裝前,在全可公司對輝雄兄所裝的那一部整整「瞄」了三天,回去裝好了,來個電話說有振盪,我問他您接地接了沒？他恍然大悟,這麼重要的工作居然沒做,但我仍告訴他：且慢,您只要用100~1.000歐姆電阻併上0.1uf電容,在輸入處輕輕點地就可以了。此後沒有再聽到問題,但是不久,我遇到了雷比的蔣先生,他告訴我有個人抱了仿製機器到他那裡,請他檢查,但不管怎麼調都會發熱,而且很熱。我覺得奇怪,因為我始終沒有發現有這樣的情形,但又想不出是誰。有天晚上突然想起可能就是這位看起來有點害羞的讀者,試著撥個電話給他,果然不錯,可是他說：「沒有問題,現在每天都在用,情況很好,也很穩定。那天在雷比是電表(?)有問題！」我仍然弄不清楚實際的情形究竟如何？
六、總之,雖然有這麼多看來容易做來困難的問題,我仍然希望有所突破,所以我在做另一個計畫,希望我的理想能夠實現,想到前幾天向一個電容器製造廠聯絡的情況：4.700uf/75伏最小訂單2.000個每個180~200元,我還有點兒氣,但我不灰心,雖然我連買50個這樣的電容的錢都湊不出來。
轉載音響技術第13期 JAN. 1977 ESS功率擴大機試製報告˙之三/陳成功
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