國內廠商產品報導/海風SW-150M後級放大器 @ 老音響資料庫/蘇桑部落格

　　經過將近一年半的時間,終於在音響技術上和讀者見面了!老讀者們都知道這表示本公司又有新的產品問世。而本著與諸位同好共切磋、共琢磨的心理,在文內將新機種之全部資料:線路圖、PCB圖、零件數值通通公開,並歡迎有興趣者仿製(絕不會藉故保留一手);只是PCB圖在音技發表時,可能要略為縮小,因此特請音技編輯先生在文內註明縮小之比例。

銷售量決定一切

　　明年就是建國71年,在此之前,海風也歷盡了千辛萬苦,也生產過多種電子音響套件,有前後級、有喇叭保護器、有電源供應器還有一個大機箱,恐怕音技的新讀者都還不知道這些事,此地也不再舊事重提。但根據銷售經驗以及往中南部「考察」時(其實是送貨和收款),與各電料行老闆們之交談,得知有不少讀者在找高品質的前後級放大器套件。

　　這些放大器的特性是線路架構優異、電路工作穩定、頻率響應佳、有保護電路......等,而要達到上述之要求,則產品的售價必將不低,試想你會花4000元買一片前亟或100W的單聲道後級?再者「有不少」讀者需要高品質放大器套件,到底人數是多少呢?1000個人?如果有1000人想買,恐怕其他廠商早就做了,所以我大膽估計這些有心人絕不超過300個人。

一人頂天立地

　　也許會有讀者反問:即為什麼你要做?理由很簡單,凡是到過本公司(稱公司實在不好意思,其實是個小店)喝過老人茶的朋友都知道:海豐電子音響公司的老闆是我、伙計是我、送貨的是我、收錢的是我、裝配員是我、技術員是我、為每片產品做最後測試的也是我,而其他的時間我還得陪陪太太、哄哄小孩、注意下個月該登什麼廣告、看看最新的音響產品又是怎麼樣?......說了一大堆,不是在吹噓本人如何的三頭六臂,而是讓讀者知道:海風的開銷少,可以做這件事;再者著名的Mark Levinson也是5人公司而已,產品精緻應該是本公司的特色,如有不信者,請來喝一回老人茶便知。

新線路之追求

　　在步入主題之前,我想與大家共同討論一下何謂新線路?當然我們絕對不能說天下線路一大抄,或許Non-Switching、就是Linear Switching、就是Super A、就是New Class A、就是Linear Transfer,但其中還是有些微的差別。Marshall Leach說他的雙快槍線路是自己發明的,可是唐老編說他早就在Technics機器中看過這種架構。所以在此篇文章中,我將保留原線路的出處,但整個線路可說是新的──它有我的意見在裡面。

　　全機線路如圖一所示,我們現來計算一下有關它的電壓及電流數據(設輸出功率為150W,使用8毆母做負載):

①輸出電壓為:√150W×8Ω=34.6Vrms

②輸出電流為:34.6V/8Ω=4.32Arms

③輸出峯值電壓為:34.6V×√2=49V

➃輸出峯值電流為:49V/8Ω=6.12A

⑤預計供給電壓:為輸出雙峰值電壓,酌加損耗(暫定為20%),即±49V×120%=59V。

⑥電源變壓器次級圈電壓(亦酌加20%損耗),為34.6V×120%=42V(42-0-42),42VAC經整流後之DC電壓為42×1.4=59V。

⑦電源變壓器電流:以全波計算應為上述之輸出電流4.32A,以84VCT計算則為2.16A,換句話說,此變壓器功率容量為84V×2.16A=181W,拿來用作150W輸出是綽綽有餘。

　　以上所提的是輸出電壓、電流數據,重要的是那也是功率管的動態電流、電壓等。現在,我們再回頭看圖一,輸入晶體為FET差動,其電流受Q6控制,Q6是恆流源(Constant Current),如果ZD4的電壓是6V,那麼Q6的電流就是5.4V/1.5K=3.6mA,因此Q1FET差動就各分得1.8mA之電流。

　　Q2 Q3 Q4 Q5構成電流鏡電路,而Q7又是一個標準的恆流源,如果ZD1也是6V,那麼Q7的電流就是1.14mA,而增阻電阻R6上的端電壓就被固定成1.14mA×6.8K=7.75V。由於這個電壓是恆定,故共基極的Q2 Q3和共源極的Q1,其動作就非常的穩定。

中點電位精密可調

　　凡是裝過後級放大器的朋友都知道:中點電位調整和Bias調整是非常重要的。在SW-125M中,輸出端直流電位是由兩枚VR調整,一為粗調,一為微調;但在本機則採用Delta(亦有稱為Bridge的)調整線路,它也使用了6V的Zener,使得R15~R16間之端電壓固定,使得中點電位非常穩定,且在調整時也不會有螺絲起子一碰中點就亂跑的現象。由於這個VR非常重要,不能在長時間使用後變質,故採用金屬皮膜型。

　　輸入信號的走法是這樣的:由Q1的閘極(左邊的那沒FET)進入,然後送入Q2的射極,再由Q2集極取出送入Q8的基極,再送入Q9的射極。在此我們可看出Q8與Q9構成達靈頓對,具有極高的電流增益,並與Q10構成Cascode放大,而Q8的基極電位則因Q4之恆定而非常穩定。

Bias要有溫度補償

　　再來要提到的是Bias的調整,這可分兩部份講,一是線路本身,一是調整的方法。就線路言,目前許多日本機器都使用較複雜的Bias調整線路,最少是兩顆晶體,有必要嗎?對他們來說確有必要。因為日本機器銷售量大,產品遍及全世界,故裝配時最好能簡單,以期能節省時間,他們並不在乎多用一顆晶體(反正是自己生產的),故有拆過日本機器的讀者就可發現在散熱片上是找不到溫度補償晶體的,而美國Dynaco ST-150也是一樣,溫度補償就裝在PCB上,因此Bias晶體也是兩顆。我在參考各種線路後,決定使用音技45期中SF-106雙差動後級所用的Bias線路,只要阻值設定正確(大致來說,R28+VR2約等於R27之值),它就可發揮特點:動作正確而好調,只是①VR需用金屬皮膜型,②Q12要固定在散熱片上,並注意集極不要和散熱片短路了。

　　至於Bias調整方法,我認為最方便的還是像音技唐老編常用的:在保險絲座上並一枚33Ω限流電阻。加上±DCV後(保險絲先取出),以三用表(最好是數字電表,因為普通電表內阻不高)量取33Ω電阻之端電壓,並加入正弦波訊號,以示波器觀察交越失真的情況,只要調到沒有交越失真就行了。但奉勸各位最好在調妥後能加上保險絲讓它燒一陣子,然後再精調一次,免得Bias偏掉了。

功率管每聲道兩對

　　先前我們曾計算出本基之輸出電壓為34.6V,輸出電流為4.32A,所以每邊各分得2.16A,因此,功率晶體射極電阻之壓端即為2.16A×0.47Ω=1V,故射極電阻之熱消耗為2.16A×1V=2.16W,因此非使用3W以上的不可。

　　若在靜態時,設靜態電流為80mA,則每邊各分得40mA,射極電阻上之壓降即為18.8mV。而功率管之基極電流就受到hFE之影響,若其hFE為20,則功率晶體之靜態基極就為40mA/20=2mA。

採用雙組電源供應

　　上述的分析並不完整,而且與供應之B+大有關聯。本機採用雙組電源供應,即功率及使用的電源為B1,驅動及以前(不含Driver)的稱為B2;B2係經過穩壓的。後級放大器最耗電的當然是功率級,它所需要的動態範圍亦最寬,因此,無法使用穩壓電源(否則穩壓電源的線路恐怕比整部後級還要複雜)。但輸入級、電壓放大級、驅動級電路卻不必消耗很大的電流,幾乎都不超過200mA,因此使用穩壓電源來供應是相當合理的。

　　圖三是本機的穩壓電源電路,提供±74V左右之直流,它是回授型恆壓供應電路,整個電路包括控制級、檢出級、參考電壓級等諸級構成。有關電源供應電路,在此不想贅言,因為如果你要仿製,固然SW-150M非用本機不可,但Driver的穩壓電源卻不一定要用此電路,音技的Pro-1515也非常好用,±60V、±45V我都為部分讀者裝過;但要注意晶體的耐壓及電流都要夠才行。

　　但在此卻有一點不得不交待,因為或許有人會問330μ的濾波電容夠嗎?如果你曾經看過Pioneer、Kenwood、Sansui、Lux、Yamaha等的後級線路,你就會發現兩點:①目前所有後級放大器的輸入及驅動部分都採用穩壓;②所有穩壓線路的濾波電容都是220μ(耐壓則在100V~160V間);220μ電容的電流量夠嗎?其實±B2的DC電源經330μ電容濾波後,再經一枚電阻送到一個晶體式的濾波器,故它的性能是勿庸置疑的。

PCB的插焊

　　要試裝這塊150W後級的朋友得先注意:放大電路和電源電路的PCB都是採用雙面印刷低阻抗設計,因此自己洗PCB可得費番手腳。

　　在主電路板上的所有晶體都不用彎腳或折腳,但你若使用歐美晶體,那麻煩就大了!Q10 Q11 Q15 Q16四個晶體都要加散熱片,沒大的用小的也可以。而且這個線路還有個特點:不必刻意追求晶體的配對,只要不差太多就行了。但Q1非常重要,故本機使用DUAL FET 2SK150一枚,省得麻煩(Q1負責反相及非反相輸入,故十分重要,但最好不要以K146代用);總之,所有的零件依零件表檢就沒錯。

功率晶體採用RET

　　為了功率晶體,確實費了不少腦筋,雖然一開始就想到RET,但每聲道使用4顆,價錢也會頗高的。再者市面上的RET,大部分是FUJI和Toshiba的,尤其是後者,幾乎充斥整個市場。倒不是說它們的RET不好,而且本機自開始籌劃至今,線路板的繪製、零件的選擇都費心多多,因此功率管也應有點特色才行。最後在幾番折騰後,終於選定了日本Sanken的RET晶體管。

　　另外還有件事是最令讀者詬病:一張外行人看不懂、內行人不想看的說明書,而且有時上面還有手寫字體(見音技70期大家一起來關心國產音響)。在做SW-150M時,我也考慮了這個問題,為了響應音技的「號召」,決定:①說明書還是要印(當然是中文的),印得很精美,但也很簡單,②PCB圖樣及電路說明等,則請參閱音響技術,③說明書上有配線圖,只要照著接就沒錯,④規格要怎麼標呢?10Hz~50KHz 0.2dB?雖然我們有這個自信,但標準又是什麼?因此考慮可能不標規格,但附上方波觀測照片,說明書就如同一張保單,買回去無法工作,是我們的責任就我們負責,該換的換、該修的修,毫無二話;如果是您的責任(接線錯誤或使用不當),那也請您負責(當然我們只收材料費),我認為每個人都應該為自己的言行負點責任。

即刻開始供應

　　花費了一個多月,事情終於有點眉目,此期間也請不少人幫忙,否則150M的前途還真坎坷。目前供應的方式是這樣:單片SW-150M(單聲道),實售2000元;±74V穩壓電源零售500元,整套供應(兩片150M,兩片電源板),則實售5000元。若主電路板B+1與B+2使用同一電源,則會有振盪現象發生,請仿製的朋友特別注意。

　　海風自成立以來,仰賴讀者們的支持得以維持今日的局面,雖不敢說成功,但也未有過失敗的產品;即令是前後級的SW-2150,在開發期間也是歷經嚴苛的試驗才正式生產。SW-150M現在已誕生了,我不願用「高音清澈」、「低音強勁有力」或「比XXXX原裝機還優秀」等字眼來形容它。謹慎戒懼的,SW-150M展示在音技讀者的面前,對於關心國產高水準套件製作的人,我僅有一句話表露;SW-150M就像本公司的老人茶一樣,愈品嚐愈甘醇。