一個長得很美的女孩,如果能有一點靈氣,便會讓我們心儀。如果是一部機器,我們是否也希望她擁有使人心懾的內在美呢？
大概是在第一屆台北音響大展(Gast '75)舉行的前一個月罷！那時我正忙於編印一九七五年音響手冊,由於工作之便,在短短的個把月內,便邊讀邊譯完千種來自全球各地的名牌音響的型錄。在這千餘份型錄中,有些印的真是漂亮而引人,尤其是那些掀開機蓋,裸露了內部結構的「裸照」,看來更是令人怦然心顫(不只是心動)。
像這樣看機器內部的經驗,以我喜歡拆機器的毛病來說,以前當然也看了不少,只是在這個機會裡一次看得最多最過癮罷了,在飯飽癮足之後,有次和「音響雜誌」的簡社長,長談音響,因簡先生專攻美術,雖酷嗜音響卻不甚懂線路,我們就專談音響的「美」。我把我的經驗和感觸告訴他,並且說,我很希望有人專門蒐集這些看來使人心顫的音響圖片,並將之攝成彩色幻燈片,有各種擴大機的面板、有內部結構、有唱盤的斷面、有二十四極同步馬達的繞線、有放大的錄音頭和柴田唱針......喔！太多太多了,如果讓愛好音響的朋友們,花幾個小時來欣賞這些幻燈片,加上傍白說明,我相信一定會比聽一場百萬音響更使人醉得一蹋糊塗。
但我只是這麼想想,並且逢人說說而已,自己想做卻力不從心。若讓此事永記在心頭,不若有機會就發洩一點,在這裡,我所呈現的只是音響之美的極小一部分──擴大機內部的安排與設計,由於是黑白印刷,其色彩之美已看不到,不過即使如此,我仍然相信有很多朋友們喜歡看看它。
REVOX的單元化設計
說到擴大機內部零件安排與設計的問題,我就想起一位朋友的話,他說如果你想用最少的錢,買最好的音響,那麼你應當選擇那些外表看起來最醜陋的機器,因為那些外表看起來十分漂亮而又不貴的機器,至少有一半的製造成本,被花在裝飾門面上。我雖不十分同意它的說法,也不完全否認這樣說也有它的道理。而令我印象最深的,就是Revox的機器。
Revox的機種並不多,算來大概盤式錄音座(可加裝擴大機)二種,收音調諧器連前級兩種,前後擴大機一種及功率擴大機兩種,機種之少差不多是僅次於Quad的一個廠牌,令我印象深刻的是這麼幾個機種,其外觀看來實在個個都不起眼,幾個機種在一兩年以前還是使用令人毫無質感的塑膠面板,可是如果您掀開機蓋,您立即會產生一種肅然起敬的嘆服,其線路零件安排的工整,嚴然像在空中俯視一座規模龐大的立體營區(大得像烏托邦那樣),一個個14腳IC像營房,路是路,公園是公園,綠地是綠地,加上河川與山岳,還有各式指揮部、工廠......那感覺確是那樣的。
線路設計整齊,未必機器一定好,可是卻代表某種的水準,如果整齊兼而顧全了其他的條件,這種設計非兼具電的、機械的、結構的、材料的乃至美工等等多方面的深厚基礎不可。Revox設計的最大優點,乃是結構真正的單元化。
什麼是真正的單元化？舉例來說,如果您曾經分解結合過美造M-1半自動步槍或者是美造45手槍時, 我說,像那樣的設計就是真正的單元化了。它不僅在十數秒內可以不用任何工具將之完全解體,十數秒又裝回去,因為零件都可以拆下來,如有損壞立即可以換上。在音響器材上,這一個特點仍是非常重要的(或許因為我喜歡拆機器,在這方面吃的苦頭特別多之故),即以Revox A77錄音機來說,一但它出了毛病,只要有「單元」在手可以更換,任何毛病,一天修個三台五台,修過後立即完好如新並不稀奇,可是如果想修修其他「牽腸掛肚」的機器(以日本機器為多),三天弄不好一部,可能還要搞得一肚子氣,因為有時當您拆到一半的時候,會發現非用特種工具無法分解,完了!修不好拿不到錢,還要負責裝回去,裝得和原來一樣。
Revox 製造於德國,就我個人的感覺像Revox A720那樣的設計,除了說明德國人講求精密、確實之外,也暴露了日耳曼民族心裡所想的,以及日夜追求希望實現的那種多少帶有點野心的理想。但那種無傷於人類尊嚴的野心,絕不同於東鄰之邦──日本,日本的機器我們看得最多,日本機器所代表的野心,是打入全世界所有的音響市場,但他們絕不會有Revox機器所代表的完美架構的理想。
QUAD看不到螺絲
一般的說來,歐洲機器、美國機器及日本機器在結構上各有各的風格,一看便知,但是同樣屬於歐洲機種在英國製造的Quad機器,便和Revox完全兩回事。
就如所知,Quad的機種也不多,但就這樣少數的機種已行銷了十幾年而不Model Change。Quad的機器中,以其唯一的收音調諧器和唯一的前置擴大機,最具特色了,就外觀上看來,如果不十分注意,你一定不會發現就是「音響」,而可能以為那是婦女們用以盛裝寶石飾物的小寶盒子,或者粉盒、針線盒什麼之類的東西,外觀如此,掀開內部亦復如斯,它就像中國的刺繡一般的美麗,幾塊線路板端端正正的繡在上面(不是鎖在上面,因為它外面看不到螺絲,裡面也看不到螺絲),最絕的是其紮線的技巧,紅、白、藍、綠相間平行綑紮,直而略帶一點曲線,真是像透了纖細華麗的湘繡。
有許多人一談到電子器材的產製,總希望它能「大量而且快速」地生產,要大量和快速就得規格化和模式化,以便生手女工很容易學會在生產線上工作,但是像Quad這樣的機器,我們相信它不是規格化和模式化可以辦到的,因為它還要裝出一點韻味出來。
從Quad機器的內部看來,我個人猜測,他們裝配廠的女工(?),水準必然很高,至少不至於像國內許多電子廠「隨到隨考,當天上班」這樣。
Quad機器的內部既是如此之具有柔性之美,可以想像的,如果你想「修理」它一定很辣手,不要說把幾塊PC板拆下來以後,躭心裝不回去,就是幾根紮線將它鬆了,在捆回去時,無論如何就是捆不到原來那樣漂亮,所幸看到像Quad這樣結構的機器,我們一定會相信其故障率必然絕對的低。
美國機器可踢
說到「故障」以及音響愛好者對「故障」的態度,歐美日亦各有不同,譬如有人說美國佬用機器,只要蚊子腳踢到便可以當廢鐵,反之在歐洲,總是要縫縫補補,補到不能補了才捨得換新的。正因為歐美人對機器的態度有這樣大的不同,因此音響器材製造廠對其產品故障的防止和發生後的補救措施便有不同。可以想像的歐洲的機器常常很經修而且容易修,修過之後還要像新的一樣(Quad機器仍然很好修,只是不容易弄得像原來那樣漂亮)。反之美國機器就不容易修了？不對。
前面那句話,完全是站在日本人的立場而說的,日製機器大量傾銷新大陸的策略,就是廉價、不容易修理,使美利堅蚊子一踢便成了廢鐵。正好由於美國的社會型態(工資高昂)及消費者心理,相當能夠適應這樣的產品攻勢。但是即使美國音響市場上日貨充斥,而美國自己的音響器材仍不失去自己的特色。
真正的美國機器,我看得並不多,在國內容易看到的似乎只有ALTEC,所幸我在軍中服役時摸過看過的全是美造通信機、雷達機,而ALTEC所給我的印象,和這些軍用品的感覺完全一樣,它外表醜陋,幾乎千篇一律的是鐵灰色調,可是當你看到這樣的機器,你一定也相信若要猛踢他幾下,怕只怕把鞋子踢壞了機器也是照響不誤的。
掀開內部,我們看到內部的陳列設計,固定安裝,正和外表一樣令人有「粗勇」的感覺,尤其是那些螺絲,數量雖然不多,卻根根像被特別強調它的存在一般,那麼粗、那麼牢固,非得用扳手才能取下來。
歐洲的機器很重色彩,美國就不,同樣是九顏十色的色碼電阻,在歐洲機器上是那樣鮮豔動人,在美國機器上就顯得土土的,除去覺得那是一部機器外,毫無美感。
美國機器雖然不美,各種零件尤其電容電阻的安排卻相當整齊,為了使所有電阻整齊地排列,往往不惜用一大把的引線由這裡到那裡。他們這樣做的目的,可以說絕不為了整齊就是美觀,而是為了修理上的方便,所謂修理上的方便,你非弄到隨機的那份Service Manual就不能算方便了。因為修理時,全靠那本指南上的步驟和編號。否則一大把接線捆得結結實實的,可要「跟」得你暈頭轉向的。
ALTEC機器之所以結實,另一原因主要由於它專門生產專業用的器材,因此特別注重每一單元間的靈活運用性,例如它有一種9470A擴大機(可當前級、升壓或節目擴大機)乃是由六個相同的單元所組成,合裝在一個機架上,這樣的設計,雖還未在家用音響裡見到過,當你看到它,或許能觸發你設計一種單元化四聲道擴大機的靈感。
逢山開洞˙遇水架橋
看完歐美就算典型的設計之後,讓我們回頭再來看看日本機器。其實以下設計上的特徵並不只是日本機器如此,所有走普及路線,大量生產的機器都是如此的。記得十幾年前,那時正是我熱於自己裝機器的時候,通常我由後級先裝,再到前級,接著加上收音部份,然後什麼音量擴展、迴聲、顫音......想到的就加上去,由於還是真空管時代,又通通裝到一個標準的鐵殼裡,因此不得不這裡鑽個洞,那裡挖個孔,地方不夠用了就架空,現服務於電信研究所的輝雄兄,戲我此法為逢山開洞,遇水架橋。後來原裝機器看多了,我發現,所謂原裝者,仍然免不了逢山開洞,遇水架橋,不同的是他開得更漂亮更具架勢而已。
一般地說來,只要是收音擴大機,由於收音及前級全都裝在同一機殼裡,所以內部的安排就相當地費事。所幸由於電晶體及印刷電路板的普遍運用,在技巧上解決不少問題。
常見的收音擴大機,當掀開機蓋或將底盤由機殼中抽出時,通常可以看到兩種比較典型的設計。一種是Ｕ型底盤,零件羅列其中,另一種則為Ｉ字型設計,零件分上下安排,漂亮的在上面,凌亂的放到底下,那情形有點像真空管裝機法,但又不全像,因為真空管機器接線全在底下,全晶體機器就難以做到這點。
不管就美觀或空間利用來說,Ｉ型底盤的優點當然比單純的Ｕ型底盤好多了。而日本Pioneer的收音擴大機,堪稱是Ｉ型底盤設計的代表者,近年來差不多所有的機種,都用上了Ｉ型底盤。但是如果說只有Pioneer才會造Ｉ型底盤,然後把零件很有秩序很美觀地陳列上去,並將凌亂隱藏,當然不對。因為由所附的十幾張照片裡,你可以看到,差不多稍具規模的廠牌,其機械設計的精緻都能到相當令人滿意的程度。
在日本,內部設計比較突出的廠牌,大概要算YAMAHA。就我們所知日本山葉產品乃以精密的金屬工業著稱,盡管它的機箱僅是很素的木紋原色,面板是一片銀白,那幾個滑動鈕和上下扳動的開關其精密的程度,我看真還沒有哪一家名廠敢這樣做。YAMAHA的機器外表如此,裡面依然如此,那幾個金屬盒蓋,Tuning的惰輪、散熱片、滑輪做得實在是一部好機器的樣子,連後面所有的連接盤,都高人一等。
與此相反的,ROTEL的機器,其內部設計在所有廠牌中,顯得比較簡陋一些。不過這也只是指其較早的產品而言。近這幾年來,ROTEL的機器,大有急起直追之勢,就以其RA-1412前後擴大機來說,設計上的簡潔,均勻和精緻,有很多老牌子都不一定趕得上。
再也無所謂純種了
看看機器的「內在」,除去有一種欣賞裸體畫的樂趣之外,更多的時間,我們可能要用來仔細觀察它們的結構,譬如說驅動級和功率晶體與散熱片是怎樣結合的？螺絲怎樣上？引線如何簡化？前後級怎樣隔離？訊號引線使用隔離線嗎？變壓器的位置及其產生的重心等種種問題。
有時我們還要看看它的電容器是哪家造的？電阻誤差用多大？什麼廠牌？半導體元件是歐洲的？美國的？還是日本的？
經過這樣仔細的觀察,如果加上您對零件之特性、廠牌有一點認識的話,您可能要發現,像今天這樣一個講求專精的工業時代,不僅找不到所謂純「原裝」的機器,而且過份強調原裝也沒有什麼太大的意義。因為你可能發現許多不同的廠牌都使用同樣的零件,可是品及、售價卻相差懸殊。
在我檢視的許多擴大機的內部結構裡,很偶然地發現了有兩部不同牌子的擴大機,其內部結構居然幾乎完全相同,只是在旋鈕部分略作變更而已,經細查之下,一是DENON的PMA-300Z,另一為COLUMBIA的PMA-300,DENON原是為日本COLUMBIA的另一牌名,以同一機種而用兩種不同牌名出現,本無足驚異,但我再查了一下兩者的售價,COLUMBIA的PMA-300在七一年中開始發售,訂價是日幣三萬九千八百元,而DENON的PMA-300Z則遲至七三年初才上市,售價則為日幣四萬二千八百元,這個發現,對老行家來說,或者不足為怪,但對於我,尤其是在偶然間發現他們的內部相同,進而細查出這些資料,倒還覺得很好玩的。
內部設計難於線路
看著看著這許多五花八門的機器,看到精采絕妙之處,不由然總會興起:「對這個設計真好,我那部100+100瓦擴大機,為什麼沒有想到要這樣裝呢?」是的,不僅你沒有想到,許多人都沒有想到,就算想到了,照著裝還不見得就那麼簡單呢?
我們常常有這樣的錯覺,認為能夠設計一套好線路,甚至能夠抄到名廠的線路,便沾沾自喜地認為我可以裝了。像擴大機這樣的東西,只要您精通電路原理,加上有點實作經驗,再藉助於一些簡單的儀錶之助,便有把握裝出比廠製機更好的機器來,而且事實上,有許多號稱為世界上頂尖而的製作,往往出自業餘愛好者而非名廠價值數十萬的機種。可是我們也必得承認,這不過只限於聲頻部份而且只限於聲頻部份的電路特性而言。今天如果我們花十萬元買一部擴大機,絕對不是只買到一套良好的線路設計而已,從以上圖片中,我們便可以發現,要製造一部擴大機,除去線路之外,還有多少事項需要動腦筋？在這些煩雜的事項中,有關市場調查、銷售計畫、採購、檢驗、品管等等我們不談,僅僅是內部的機械設計,就不知比線路設計要煩雜多少？因為在電路圖上,由這一點到那一點,只要一根線過去就是了,管它是直的彎的,而在線路模板上(尤其是高頻部份,最近的OCL線路亦然)就沒有這麼便捷了,該分開來走,就得分開來走,有些時候還非得試上幾種不同的佈線不可。但這些問題還只是止於線路,如果把散熱片該直的放、橫的放,刻度盤的拉線、螺絲孔、變壓器、焊片、引線、檢驗點、測試點等等考慮進去的話,問題可就太大太大了。
因此,我們所花的十萬元所買的絕非只一個良好的線路,因為一個好線路還得有好的裝配設計,才能提供為生產之用,而生產之後才能獲致預期的線路性能,而這些裝配設計工作往往較線路要繁複得多(從工廠中線路設計員和機械設計員的比例可以看出)。
因此,許多不良的失敗產品,其不良或失敗的原因,往往出自於零件的選擇不良,或者更重要的,其內部機械設計的失敗,這是國內企圖發展音響工業者所特需注意的地方。因為一個線路的錯誤,很容易發現也很容易修正,而機械設計的錯誤,既不容易被發覺,而發覺後,要修正往往還要投入一筆可觀的資金。
也因此,我曾經想過,如果要我設計一套可以生產的收音調諧器的時候,我寧願設計「示數式」,即使它的線路比一般拉線式要難十倍,但是除去採購上的困難外,其成功究竟是掌握在我手裡的。(省產店是的選台器,一向進口,就不是線路的問題,而是製造的問題,現在我們可以開始生產了,問題卻是從線路來解決的)。
看我們能做嗎？
看看這些他山之石,當然我們也未必為這樣精密的設計所難倒,事實上,有許多赫赫有名的機器,其內部設計仍然是相當簡單的。以下,我想由簡入繁地選擇一些具有代表性的設計作為大家的參考：
ESS功率擴大機
這部機器的設計,恐怕是我所看到性能最優而構造最簡單的設計了,一塊U型底座,前板上2個VU表,兩個增益控制鈕,加上一個電源開關和有ESS字樣的電源指示燈;後板上四塊U型散熱片(連散熱片都那樣簡單)每塊有六個大功率晶體,機內的擺佈是中間一個巨大的變壓器,沒有外罩,左邊兩個大電容,右邊直立了兩個聲道的線路板。如此簡單的設計,其優良性能完全得自於其線路設計(以後我想專文討論),其主要的規範為每邊250瓦RMS,單邊操作時可達300瓦(因為單電源,且無穩壓),頻率響應由3~15.000Hz±1dB,失真0.05%,訊噪比100分貝,阻尼因數(由1到20Hz)1000,方波上升時間,1.7微秒。
ESS前置擴大機
這個設計也夠簡單了,面板和其後級的風格一般,三個大旋鈕,分別為選擇、音量及平衡,二個小旋鈕,一個高音一個低音,五個按鈕是喇叭控制、高低濾波、單聲及錄音監聽,一個耳機插孔,內部是一個U型底板上平躺一大塊整齊的線路板,除此之外,便是一個小電源變壓器及前後板上的開關電位器及一個比一般指示燈還大的小燈泡,他在開機時,除了照亮面板上的ESS商標外,也可以照亮內部。
我對以上兩種機器設計的感覺是它們完全為線路及性能的需要而安排,沒有一點牽就,所以,它能獲得如此優異的性能。
Lux L-308前後級擴大機
前後級合併的擴大機,比起分開的,在內部安排上,自然費事多了。但像Lux L-308這樣的設計,卻令人有明快、爽朗和一絲不苟的感覺。仍然使用一塊間單的U型底座,只是右邊的低電平部分為防止感應干擾,加了一塊鐵板隔離。兩個大電容放在高低電平部分的中間,此種隔離的設計是相當可取的。前板上各旋鈕的開關,除去音量及選擇外,多被套入成型的線路板中,這樣不僅可以防止生產線上的錯誤,配線也可以更有條理地簡化。其它功率及的安排亦是可圈可點,散熱翼伸出後板,傳導板卻垂直地伸向內部,並將驅動級覆蓋其上。
僅以上的設計,可能您還不感覺它的高明之處,下面幾點特性,會使您覺得在這樣一48×30×16公分體積內,實在是不容易做到的：
□連續功率：50瓦+50瓦(8歐姆)兩聲道同時動作。
□失真：0.03%以下(55瓦特)。
□功率頻寬：5~50.000赫。
□殘餘雜音：0.5毫伏以下。
□高低音控制分別有三個頻率轉換點。
□等化三段選擇及高低音濾波器。
□二部錄音機對錄。
□喇叭選擇開關。
如果你曾經在自己的擴大機上加裝過喇叭選擇開關(這麼簡單,卻會把人整慘),您就會對Lux L-308真佩服了。
Sansui AU6600前後級擴大機
輸出入的設計和Pioneer 9500略有異曲同工之妙,異曲者,輸出入排仍安置在後面,同工者,這樣和散熱片呈直角的安排,增加了表面的利用率。
蓋子,是由上面掀起來的,掀開底蓋,您的感覺好像是走進一個工廠的生產線,線路板的安排有條不紊,兩個選擇開關像Bose一樣使用長柄連動設計,很穩靠,再底下照片上就看不到了,它一直連到凸出在外的精緻的散熱板上,功率晶體是隱藏在內的,並且和功率驅動級連在一起。
這種設計的精華,只有看看其剖面圖才能體會出來。朝上的輸出排,使接線顯得方便。
PIONEER M3及C3擴大機:
C3是前級,M3是後級。後級的特點在於傾斜的輸出排,內部當然也很精美。後級雖採用了一般高功率擴大機常用的設計,當中那個變壓器罩上四方盒子,並在盒子上印上繞組,化零亂為整齊,這是Pioneer常用的招數。
Mark Levinson LPN-2前置擴大機:
這是一個相當機器化的機器,面板全黑色,19吋寬,兩端開孔是備來裝在標準機架上的,由此可見是為專業用途而設計。
它的機座是一四面有緣的盒子,機蓋由底下掀起,底盤相當厚重而結實,一整塊線路板也是平躺著的。很奇怪的是很多機器的引線,都是用的花花綠綠的色碼線,而LPN-2卻使用單一色的白線,如此在黑機殼裡,使人更有機器感。
Audio Research SP-3A-1真空管前置擴大機:
SP-3A-1當然是一部皎皎的真空管前置擴大機,黑色金黃線條的面板及旋鈕使人有一種高貴感。裡面是一個簡單的U型底板,兩塊線路板,分別為電源及放大電路的部份,除去真空管非固態零件而外,電路亦稱得上全固態設計。因為使用真空管,變壓器便大一些,為了防止感應,它被擺在角落上,就真空管而言,這種設計實在是簡潔而俐落。
Dynaco Stereo 80及120功率擴大機:
Dynaco所有機器,大多有套件出售,就銷量上而言,套件的銷量往往比成品大出許多,因此其設計(連線路都是如此)乃特別注意到要求外行人看著說明書也會裝的簡易結構。再者其所謂套件,往往已裝到該測試的部份都已測試的零件塊的情況下出廠的,因此也特重此零件塊在測試上的方便。
Stereo 80及120的陳列方式雖有不同,不過其特點卻是極為相近的,一個U型底座上,安排了一個站著的變壓器,兩個濾波電容兩個輸出電容,輸出電容上還密繞有輸出相移補償線圈(白膠皮線而非漆包線)另外便是一塊(120為兩塊)放大線路連著功率晶體及散熱片。
整個機器只有輸出入接頭而沒有開關也沒有面板。這樣的設計當然很適合於自己來仿製,不過哪一個網罩,我曾到鐵網行問過,一材(台尺平方)不包括成型加工就要台幣四百元呢?
Bose 4401前級擴大機
Bose擴大機的設計,一向也很傑出,可惜現在手邊只有一份4401的照片。這張照片雖然小一些,但是我相信您仍然會喜歡它。
一大快滿了底座的線路板,上面再浮空一塊小線路板,極少的連線,得力於完整的設計。翻開底蓋的第一個感覺,是它像浮雕,或者如果像我一樣曾經也仰慕過胸前一大牌勳標的沙場老將時,對這個一如珍藏鮮豔奪目,代表著無數可歌可泣對國家功勞的勳標的小盒子時,那種景仰的心情,絕不止於它是一部很好的機器。
這整塊線路板上的最大特色乃是左邊的選擇開關以長長的旋軸深入到內部,使開關不再接線,再者您一定也會想到,那面朝下的輸出入排,絕不只是為了防止灰塵的污染而做此設計,主咬的還是能和線路板直接連接。直接、直接,這部機器的最大特點就是直接。想想如果減少一半的接點,可以使接點故障變為50%,這部機器的接點顯然沒有許多其他機器的十分之一,因此其接點故障自然也是其他機器的10%。
Yamaha VFET B1擴大機
最後,讓我們來看看這個Yamaha的巨無霸功率擴大機。
說他是巨無霸事實上只不過是指它的外型及巨大的散熱裝置而言。而其輸出每聲道不過150瓦而已。
為什麼300瓦的擴大機會如此龐大呢?因為它使用了最新型的放大元件──VFET,而VFET是以A類放大工作的,因此它的熱耗就特別大。
前面我們提過YAMAHA內部設計的特點,由此您更可以看出它真正的長處,因為VFET雖有種種兼具晶體及真空管優點的放大元件,卻不十分好伺候它,除去A類工作熱耗大外,其驅動電路也夠複雜了。在圖中,我們特別將幾塊主線路板抽出來,大家可以想到,如果用晶體,它至少足為三部以上擴大機的驅動部份了。而像B1那樣,非得用這樣插入的方法不可能把VFET伺候得好。
我自己想,像這樣一部擴大機,生產起來,除了展示一種可以生產的本領之外,如果一台賣個台幣八、九萬元,對Yamaha來說仍然是一種賠本生意。我們能嫌它貴嗎？只是......
轉載音響技術第3期MAR. 1976 擴大機內部設計縱橫談/梁清一/
留言列表
