聽過MC唱頭唱歌的發燒友,對其訊源的良好再生能力,想必都有極其深刻的印象;然而對處理MC唱頭低輸出電平的問題── 輸出電壓約僅150μV左右,却是「自己裝」音響迷們的最大困擾。本文即是對此問題,而發表在今年元月號THE AUDIO AMATEUR雜誌上的精采文章。
輸入阻抗該多少?
基本MC唱頭之低訊號電平,毫無問題地,訊號雜音比(Signal-to-Noise-ratio)顯然是電路設計上最主要的取捨條件;圖一所示,即是一般MC唱頭放大器中最常見的基本線路── 一種屬於單級、單端式的架構。注意其輸入負載阻抗Rin通常被安排在40~100Ω之間,其原因是若輸入阻抗過低,將造成由MC唱頭所產生出來的訊號電平變低,此結果為何?非常不幸,與設計主旨不符,其降低了S/N比。
但有趣的是,住在加州的J. P. Moncrieff先生却證明出:當MC唱頭工作在較低的負載阻抗 Z (Impedance)時(與唱頭本身之阻抗 Z 相較),其將會降低10個factor左右的失真率,且產生在唱頭generator coil上的起電阻尼(electromotive damping),也會因較低的負載阻抗 Z,而逐漸地減少失真。依此論點,故我採用負回授的方式,將放大器的輸入阻抗降至非常低的阻值(極小值趨近於0.5R1)。實測結果顯示,此放大器的輸入阻抗僅為0.68Ω;顯然,就輸入點而言,其構成良好的總和接合點(Summing Junction)。
線路設定時之考慮因素
又依前文所述,過低的輸入阻抗,將會降低MC唱頭所產生出來的電平;此即意味著此MC唱頭放大器須有較高的增益。線路中Rf、R6與R7決定了此放大器的增益,約在225倍。這倍數乃依據我的MC唱頭(Denon 103S)而作的抉擇。附帶說明,本MC唱頭放大器亦適用於其他大部分廠牌的MC唱頭。
為了這前─前置放大器(pre-preamplifier),我在發展我的被動式RIAA前置放大器,就已作了一些必需的準備(譯者註:本文原著R. N. Marsh先生所寫的passive RIAA preamplifier製作報告,曾刊於本刊61期119頁,由光悅先生所譯)。在設計上採用對稱而平衡的方式,以期將可能的失真降至最低,而另方面,也可儘量減低由地線索產生的感量(inductance ground);此外,載訊源途徑上,也不需大容量的鋁質或鉭質電容,輸入、輸出端的交連電容,也無需用到大容量的極性電容,如此選擇,對原音的重播將有莫大的改善。另本放大器之輸入端,直接與唱頭駁接;至於輸出端,若您前級的輸入有交連電容,可直接駁接,否則;本線路須有輸出的交連電容,建議使用5μF的聚丙烯(polypropylene)電容。
尋常晶體和不尋常電路架構
本機線路如圖二。零件的選擇,著重於零件來源的易否,以及是否為較便宜的價格;如此在挑選配對晶體的過程,才不致產生經濟上的困擾。至於挑選配對晶體的方法,讀者可利用晶體曲線掃描器來找,否則圖三所示之線路,將可解決您挑選互補式配對晶體的困難。
讀者也許有所疑問:晶體的配對與否,是否影響本機性能?現在我們來稍試分析:(Q1 Q2)組成輸入級,採用互補式共基極組態(complementary common-base);輸出級(Q3 Q4)之動作,則宛如一只負載,並當成輸入級Q1 Q2的電流源(current source),故Q3 & Q4的基極電流Ib實際上設定了Q1 & Q2集極電流;結論呢?晶體參數決定了本機之特性;故(Q1 Q2)之β值,應配對在5%以內,且(Q3 Q4)之β參數,也應要求在130~150之間。
若讀者需要無意義的數字:THD在20KHz,30mV之輸出下小於0.005%;若輸出電平更低時,THD無法實測量得。當接上Denon 103S唱頭時,測得雜訊為-69dB(10mV),此項測試乃在20KHz頻寬下未『加權』測得,若經A加權,相信數字方面更能賞心悅目。
穩壓電源特性要佳
電源要求:±15VDC(＞±100mA),我是用非交換式(non-switching)的穩壓單元,其雜訊與漣波為0.5mV RMS,輸出阻抗在10KHz時為0.2Ω。注意:電源對擴大機的影響甚鉅,讀者千萬不可忽視其所佔的地位;作為音響用電源,最起碼在100KHz時,輸出阻抗也應保持在50mΩ以下,否則將會減低擴大機原有的特性,造成音域上不利的影響。
由於我的電源與線路間,約有18吋的距離,為了保持電源的低輸出阻抗,特別安排了一低感抗,高容量的電纜,請參考圖四。此電纜與一般電纜或傳輸用電纜相較,絕對更有利於您的音響系統;您實在應該用一條,已認清它的高超性能。
一些電纜製造廠,諸如3M或W.G. Gore & Assoc. 公司,他們會利用一些薄的絕緣物與薄銅箔等,來簡化電纜結構。我在我的被動式RIAA前置中,即是採用此種低感抗、高容量的電纜。
您也可用其他方法,來製造一條屬於您自己的高級電纜:切三條 .005吋的銅箔片,寬¾吋,長18吋。另再切二條可彎折的薄電介體物質,例如用多元脂(polyester)的塑料薄膜(.0005吋~.002吋),取¼吋寬,18吋長。將上述這兩種薄片,用圖所示之方法疊起,再在銅箔上塗些諸如Crown 8090的快乾黏劑,然後壓上PE塑料薄膜即可。切記,在這條「電纜」的兩端必需預留如圖四(c)所示之銅箔(自行裁減成1吋左右的長度),以作為焊接之用。另您亦可在正、負銅箔之外端,再各加一層PE塑料薄片,如此,則可確保正負電源不會與其他線路有任何短路之虞。
又電源部分,尚須在正電源與地,及負電源與地之間,並一只0.1μF的聚苯乙烯(PS)電容。這項措施相當重要,其將會改善音場的解析度,增加層次的定位感,並可使高頻的阻抗獲得相當程度的補償。
系統匹配
這是一個反相電路,故您必須將MC唱頭插頭之極性反接。另此MC唱頭放大器仍有ON/OFF時的暫態,是故再ON/OFF時,切記將音量控制旋至最小。
又切記將輸入/輸出之容量保持儘可能的小,應是小於100pF左右。倘若您系統中前級有MM唱頭之負載容量,設法降低此部分之電容,直至前級輸入端看進去的總電容量低於100pF為止;若能達到此部分之要求,則您的MC唱頭放大器,將會表現得更穩定、更傳真。最後,注意老生常談的一件事:絕對不可在MC唱頭的輸入端有任何直流成分出現。
此次製作,屬於相當線性,且是觀念非常新穎的設計,其結果將可對音場的定位、及三度空間的表現,產生非常顯著的改善。另利用高品質的元件,突破性的結構技巧,亦將使本機發揮到最大的功能;讀者們若有興趣,不妨對著線路先發呆幾天,再開始動手,相信文中所述之概念,能對您的系統有莫大的改善。
轉載音響技術第82期OCT. 1982 A類MC唱頭放大器/蕭文權 譯/原載:THE AUDIO AMATEUR 1982 元月號
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