即使是到了寫稿之時,我仍斟酌再三,這次製作所採用的線路是否合宜── 不管是主放大或電源穩壓部分,都沒有新鮮感,甚至可以說,這是一個抄襲電路。不過,作者考慮到日後要試走的方向,是為喜愛自製的人製作並供應完好的PC板,是則這次的發表內容便無不妥之處;何況,即使使用了完全相同的線路,作者在結構設計上仍有著迥然不同之處理方式。
如圖一的線路,含電源穩壓與主放大線路,為無音控之完整設計。電源使用倂聯式穩壓,平坦(即俗稱之10倍)放大與等化放大採同一線路,而只變更回授網路,為以FET、BIT(雙極電晶體)構成串級放大為輸入型式之放大器,不管是電源穩壓或是主放大,都是具有相當知名度的線路,很可能在許多人之心目中,它是高級線路之表徵;事實上,作者以為這可能是電源部分採用了並不常用的倂聯式架構,靜態便具有相當的消耗(A類放大器的印象),主放大部分使用了相當多的晶體,圖騰式的串級設計,甚至是只因為輸入端使用了熱門而不久前仍相當昂貴的Dual FET所引起之錯覺。
主放大部分之線路架構,是近年來相當風行於日本之線路例,一些所謂高級或精緻的機種,都不難發現它的蹤跡,事實上,這個線路起源可能很早,甚至可追溯到美國Marantz的一代名機3300前級上市不久後之時期,這裡可以給它落籍找個成名顯赫的遠祖,那便是Mark Levinson膾炙人口的無音控前級JC-2,如圖二的線路,我們很輕易地便可在圖一中找到圖二的影子。
在國內目前,以此架構出現在市面上的,已知的有:音技的PRO-217,名揚的MD-440A,和英光的SP-220F(我猜想,不知是也不是),海風的SW-150C則源自YAMAHA,略有不同,不予計入。連同本圖一在內,這四個線路之架構是相同的,細節部分則各有出入。PRO-217以FET再加FET串級輸入,MD-440A以FET加電流鏡(變形的)輸入,都皆各有特色。我所以做如此說明,目的之一乃在指述這線路架構受泛用之情況,你有心製作,以上的成品套件是你比較的對象。
我不擬多費文字說明線路工作原理及其他諸項,這個部分你可從本刊74、75期內相關文內找到一些解答,不過我願以各級工作電流之設定為例做一概要說明,或許可使一些讀者增加在這方面之概念。
回到圖一中,不論是等化或平坦放大,每個放大單元各合三級放大,分別是:由Q1~Q4構成之第一差動放大級,Q7 Q8的第二差動放大級及Q11 Q12之緩衝輸出級(即射極隨耦器)。其電流設定原理,除了Q1 Q2係根據所用主動元件之特性(通常雜音特性列為優先考慮)決定以外,其餘各級,通常根據線路之各項因素(例如阻抗)以為設定,而與主動元件無甚關係。本電路之Q1 Q2使用2SK146,在標準負荷阻抗47K情況下。符合低噪音要求之設計範例,大概為1~3mA(事實上可以更寬一些)。第二級由Q7 Q8合成,工作電流自正電源處順流而下,在Q6之集極端一分為二,各有½之電流分經Q7 Q9與Q8 Q10兩路流下。一般而言,只要Q8在最大電壓擺幅下,仍符合A類工作之要求,即求不截止,本級工作電流可以從寬設定。設定的原理是,由於Q8之負荷為Q11 Q12,由Q8往Q11 Q12之B極望進去,Q11 Q12對之呈現非常大的輸入阻抗。所以Q8即使只有1mA,也絕對足夠。Q11 Q12合成第三級,是習見的射極輸出型式,通常具有很高的輸入阻抗,非常低的輸出阻抗,因此它的主要用途是阻抗變換。11 Q12之電流設定要求,如同Q8一樣,只要不截止,都可以在很寬廣的範圍內設定。11 Q12之負荷,主要有兩處:其一是來自下一級電路輸入端呈現的阻抗,以等化及平坦放大的情況而言,這個負荷通常都為數十K,假定是10K。其二是回授網路阻抗(以等化網路而言,這個回授阻抗是頻率的變數)。這兩種阻抗對輸出端而言,Q11 Q12是倂聯排列,換句話說,輸出信號電流去驅動下一級放大級的同時,必須有一部分信號電流回頭去驅動回授網路,Q11 Q12之輸出總電流即是這兩種電流之和。在最大輸出20Vp時(本圖外加電源電壓為±24VDC),輸出到下級電路之信號電流為2mAp(=20V/10K),那麼等化回授網路要多少呢?
RIAA回授網路的阻抗變化,係高頻低阻抗而低頻高阻抗,低阻抗才構成負荷問題,所以置考慮重點於高頻情況。以本電路的等化網路來看,回授電容為了使用最好的聚苯乙烯(PS)材質,同時因遷就PS低容量(國內現在容易買到的大概在22000pF以下,10000pF的保險一些),整個回授網路之阻抗以偏高方式處理。如圖三,自輸出端到輸入負端信號地點之串倂聯總阻抗是(316K/800Ω)+(27.4K//3K)+432Ω≑45Ω,這是指最高頻端20KHz時之負荷阻抗,如果此時輸出端也能做20Vp之輸出,則此網路取自輸出端之回授電流為5mAp(=20V/4K),連同前述之2mAp,Q11 Q12應有輸出7mAp之能力。由於Q11 Q12合成SEPP型式輸出,所以靜態電流之設定值該為3.5mA,便符合A類工作之要求了。
我原本打算將等化放大級與平坦放大級分開獨立,這樣可以像音技之PRO-217一樣,只要貼出一種PCB型式,便可供兩者同時使用,不過幾經斟酌,終於畫成如圖四的樣子,等化與平坦係共同容納在一塊板子上,由零件的一面看,兩者排列差不多完全相同,但在銅箔的一面,却因實際需要而有相當差異。這塊板的設計與前述機種不同,各聲道零件分三行整齊排列,兩聲道呈全對稱,並且克服了零件排列的困難,使得零件面全無一根跳線。除此而外,在平坦放大到等化放大的正負電源傳遞線上,各串入一組退交連網路;在正常情形下,RA RB可以等於0,即使此網路無用武之地,但是為了預防意外情況,比如說120Hz之全波整流紋波莫名其妙地串入來了,這組退交連網路可有相當程度之濾除效果,這當然是考慮不同製作者而設計的。
與這片放大器PCB一同設計的,還有倂聯式穩壓電路PCB。這兩塊PCB原來可以合併為一塊,不過我考慮到,別人不見得會喜歡這塊會發燒的板子,並且合併後,它的長度使它不可能有機會塞入音技2002號機箱內,所以只好從善如流,將電源分離出來,好在連接時也不過三根粗短導線的功夫而已。為了方便為不同人自製,電路上我沒再動花樣(比如使靜態電流成為可調)。以免增加調整困難。另一方面,我也害怕會有買不到LM334的困擾,所以線路內容變得與海風使用的一模一樣(再複雜的我也不想用了),實在無可奈何,倒真應了「天下文章一大抄」的話。
從這次開始,我將使PC板之供應變為正式化,無喜愛自製放大器的同好做PC板及相關零件的供應服務。除了本文所提及的無音控前級和倂聯穩壓電源供應器PC板以外,在最近的幾個月內,我將逐步整理規劃出不同型式的放大器PC板,以適合不同程度、喜愛的同好使用,預計的內容,將以流行易製的優良線路為主,並包括名機線路在內。
我當然明白這是一條不好走的辛苦路,需求量太小是最大的煩惱(我印了100張附有Super A之LOW TIM PC板,居然整整賣了兩個月── 別說只是PC板了,即使是套件成品,兩個月賣100個套件,廠商也要嗑西北風),所以我多少能想見,何以本省這麼多套件製造商,居然只有音技在做這方面的工作── 即便是沒有售後服務的困擾,過於小量的需求也使得業者不會樂意去從事這項額外服務是可以理解的。我所以希望做這件基礎性的服務工作,主要是緣由於興趣,同時我也寄望,在同時供應較多型式之PCB的情形下,這種需求量之困擾能稍稍紓解。
每一片PCB都將以纖維板印製,並依傳統方式除了在零件面加上零件註記,以利自製容易進行外,並加上抗氧化處理,至於抗焊處理(可別誤會了它的字面意義),由於它並非必要措施,或者會以其他方式代替── 不論如何,每一片板子都將會有相當的水準。除此而外,每片PCB都會附有一份相關的說明書,並儘可能以詳細方式寫成── 當然,如果可能的話,我希望可以利用在本刊上發表的方式達成。
當然,基本的廣告是免不了的,實際供應情況,請你注意廣告刊登。
轉載音響技術第82期OCT. 1982 黃氏出擊之一 ── 無音控前級放大器/黃 氏
留言列表
