自從作者印製之PC板中的SM-K146停止供應後,作者便一直在尋找它的替代線路,在連著兩期仿製Amcron DC-300及QUAD 405後新線路之尋求更形熱切。
在以下敘述中,作者預計以兩期之篇幅來分別說明兩種都已2SK146這枚Dual FET為輸入主件之線路,兩種都有容易製作的優點(不需調整或調整容易),且均各具特色。一種是YAMAHA膾炙人口之前級C2,另一種則是日本玩家級設計的FET配合優質IC之混合線路,結構較C2簡單,但具有中點伺服設計。如同以前慣例,作者仍然為讀者提供完整的PC圖樣以供自製參考──我們先從談C2起。
如圖一,是YAMAHA C2之結構設計圖,我們便能看出C2與眾不同之處:第一、它具有內藏之MC放大器(這在當時還算相當新鮮),S/N比非常好,絲毫不比獨立型的差;第二、採用兩級音量控制,分別置放於音控級之前後,可以提高訊噪比及訊號過荷能力,並且平衡控制是放在音控之後,而非尋常所見之音控級及十倍級之前;第三、C2中沒有獨立設計的十倍放大級,而是將十倍放大級透過巧妙的設計,改裝成具備音控能力的放大級,當在平坦位置時,即為十倍放大;尤有進者,這個音控放大級為非反向設計,音控元件是納入在回授環路中,讀者可以在圖一音控級TONE中看出,在回授環路都標有TONE記號,說明了回授元件並不是固定值,至於詳細情況,作者將在下文提及。
作者猜想讀者中對所謂名機名器之組成或結構通常比較感到興趣,C2即使不算名機,它的內部(尤其是音控級)也有讓你一窺究竟的價值,因此作者在談仿製之前,仍願就C2內部結構略作分析,重點置於音控級之設計。
由於C2之MC放大部分採用YAMAHA廠自行開發的大型IC或模體,外人無法根據外圍一些少數零件去推斷這個MC線路之組成,因此作者只好跳過,改從一般唱頭放大級看起。如圖二是唱頭放大級之線路,在C2上市之初,這樣的線路是否屬於一種先進設計,作者不得而知,但對於常看音技的朋友,尤其是在最近幾期中,一定常看到與這線路相同或相似之設計,因此對圖二也許不覺得有啥可觀之處──事實亦是如此,由於「曝光」太多太繁的原故,雖然這個線路是高品質低失真理念下之產物,今日看來卻已有稀鬆平常之感;鑒於類此線路之分析已然不少,作者實在沒有重炒冷飯之必要,以免令人反胃;至於初學朋友,不妨回頭參考近幾期內容,您很容易找到類似線路之說明解析,並且還不只一個──所以,我們直接看音控級罷。
如圖三,是音控級部分──說它是音控,可能會令人將它誤解成尋常沒有增益(指平坦位置時)之音控級,為有別於此,我們似乎可以為它正名如下:非反相式音控(十倍)放大級,名稱雖然長了點,倒不十分繞口,因此還是稱得。在圖三中,我們暫時不去注意右邊音控網路的話,可以發覺放大級部分與圖二之phono放大部分幾乎相同,而只少了一枚晶體及變換了相位補償方式,這只單就線路結構而言是如此,一旦將音控網路納入考慮後,其圖示複雜之情況,足可令你眼花撩亂。為了讓你容易看清楚起見,作者將圖三畫成圖四,圖中之四只VR各為21段之波段選擇開關,之所以要用到四只VR,是因為每只VR在實用上只提供了高低音提升或衰減之一半用途而已,例如VR1A為低音域提升用,VR1B為衰減用,VR2A、2B則分別為高音域提升及衰減用。以上是指單聲道情況時,每一音域及各需兩只VR來合併完成提升衰減之功能,在兩聲道合併時高低音域便各需四只VR。當然,我們應當瞭解實用時是採用四合一的VR,這樣的VR我們是不可能買到的(不要說是四合一了,即使只是單層21段選擇開關,我們也只能乾瞪眼)。
先討論平坦放大(即俗稱十倍放大)時之情況,此時四只波段開關均置於中央點(剛好是短路及斷路接點之第一點,與固定電阻無關),即圖四所繪情況。此時回授信號由A點睛VR1A短路片到B點(25000pF短路失效),再經22K回授電阻到C點(VR2B斷路失效),此處為放大器之反相輸入端,及圖三中IC301之第五腳。信號在由此處經220uF電容,2.2K電阻到D點(VR2A斷路失效),由D點直接經VR1B短路片下道地端E點(0.2468uF短路失效)。若將之整理則可簡化成圖五情況,其放大率為11倍[(22K/2.2K)+1]。在低音單獨提升之情況,除了VR2A、VR2B仍失效外,VR1A與VR1B滑臂均向上移動,因VR1B此時仍短路,因此C、E兩點間情況不變,但A、C點間情況則因VR1A之有效阻值加大而使全阻值起變化,在除去2500pF電容時,隨著VR1A的上移,放大器之最大增益可提升到[(59.17K+22K)/2.2K]+1=37.9倍,即將原先11倍之平坦放大率再提高約3.5倍(11dB弱),而且是20~20KHz時均有等量提升,這當然不是我們所要的情況,因此我們加入25000pF與VR1A併聯,使之對不同頻率有選擇性。在極低頻時,25000pF形同斷路,因此約有11dB之提升,頻率升高後,A、B間之實效阻抗隨之降低,因此增益也逐漸下降,到1KHz時,其最大增益為[(59.17K//6.36K)+22K]/2.2+1=13.6倍,較原先11倍之增益提升約1.23倍(2dB弱),頻率再升高到20KHz時,25000pF形同短路而使VR1A失效,因此增益不再提升──由以上說明可以了解,由於25000pF電容之加入而使全段增益隨頻率升高而降低,因此達到單獨提升低音之目的。
反之,在衰減低音之情況,除了VR2A、2B仍然斷路失效外,隨著滑臂之下移,VR1A形成短路,因此A、C點間之阻抗在全段頻率間皆為22KΩ,但C、E間之阻抗卻隨VR1B之下移而逐漸加大,導致增益降低,0.2468uF電容之加入,其目的與25000pF電容一樣,使它對頻率成選擇性,達到單獨衰減低因而不影響高中音域之目的。
至於高音域之提升衰減情況,作者不再說明,瞭解上述低音域變化的讀者,當可以自行推敲,甚至只要你有足夠的興趣,配合一部工程型計算機,你可以計算並描繪出高低音VR在各位置時之頻率響應,以驗證正確性究竟如何(YAMAHA C2音控之變化範圍,除中央平坦位置外,其餘位置之提升衰減量分別為±0.5、±1、±1.5、±2、±3、±4、±5、±6、±8、±10,計20段,以上係高音在20KHz及低音在50Hz之情況)。
當初YAMAHA廠內之設計人員別出心裁地為C2造出這個與眾不同的音控線路時到底花了多少人力心血,我們不得而知──也許有的讀者在看完以上說明後,會恍然大悟說:這有何難,只不過找四只VR分別與22K及2.2KΩ電阻串併聯就得了──在作者想來,想出這個點子或許不難,然則要根據既定之頻率響應,來分別計算出各零件值,一定相當累人(難度應比前者低!)
談完了原機線路,接下來就應該談論仿製的事了。C2是一部功能完整的前級,線路亦極為優異,很值得仿製,尤其是音控部分,相信很能令人「食指大動」,然則看完了前述的分析之後,你應該明白大半了──這實在是很洩氣的事,對一個有仿製經驗的人而言,他可能常會碰到類似的情況,比如仿製McIntosh各機種好了,McIntosh的線路既原始又簡單(只怕你都會瞧不起),連初學者也能仿製出來,甚至可比原機有更好的成績(例如失真、S/N比),然而作者至今未聽過有人真的把McIntosh全仿了出來,原因無他,因為你買不到原廠使用的那種開關。因此,我們談仿製,往往受限於某些因素,而只能局部仿製,對C2尤其是如此,因為你受限制的竟是線路上的那兩只四合一的21段VR,而不向McIntosh是線路外之設備──不過話說回來,很多人使用放大器,音控部分往往只是聊備一格,難得使用它們來調整音色,不少人甚至將Tone Defeat切換到ON,索性切掉音控功能(作者便是如此),這便是無音控前級何以會越來越多之故。因此我們雖買不到所需的多段VR,卻可以先製成無音控前級,他日這樣的開關買得到了,只要將十倍放大器中之回授電阻拔掉,將開關與相關零件「代入」即可──注意,這並非本文所提之C2線路才能如此,任何十倍放大器都可輕易地加入這種無比精確之音控網路,而不需要另備一組補償放大器,說這是介紹C2線路外之額外收穫並無不可。
我們再回頭去比較C2中唱頭與十倍放大級之差異──其實我們大可用前者的線路改裝而成,毋須再多費一事,然則因為兩者差異實在不多,作者也樂得將兩者合併設計,如圖六,其相對之PC圖樣,則如圖七。
作者放棄了以往將PC貼製得整整齊齊之慣例,而將之設計得更合理些,並且為了適用於音技的新2000A機箱,作者將PCB放大到12.4x12.9cm的尺寸,較作者原設計及慣用尺寸大了許多。
除此而外,作者也放棄了慣用的等化網路之零件值,而另起爐灶,使其阻抗降低至⅓左右。新的等化網路準確性較82期作者所發表的更高,甚至也比音技的PRO-217更精確,零件之取得絲毫沒有困難,這是作者經多次挑選所得,數值如下:R1=10K、R2=117.7K、C1=7500pF、C2=0.027uF,根據這組數值,可得到的RC時間常數為:R1C1=75uS、R2C2=3180uS、(1//R2)(C1+C2)=318uS,完全符合RIAA規定之時間常數而毫無誤差。至於零件取得,R1有現值,R2可購買115KΩ(PHILIPS電阻)或更精確的118KΩ,這兩種都是特殊阻值,若購不到或缺貨,可採並聯方式,如221K//249K(117.1K)以及182K//332K(117.6K),C1與C2都有現值,可採用優異的聚丙烯材質(大新出品,平均誤差甚少),這四個零件都採用1%品種的話,其等化誤差保證在±0.1dB之內。
在晶體方面,FET採用東芝之低噪音Dual FET 2SK146,其他晶體,除採用原編號外,亦可視採購情況選用同規格零件,例如用A872A/C1775A的可以代以A970/C2240,A673A/C1213A的可代以A817(A)/C1627(A),用A777/C1509的則可代以B647(A)/D667(A)。以上引舉之代用品規格都優於(或等於,例如A970與A872A)原用品,當然,可以代用的零件還有許多,慎用的話也許會更好。
你可以把兩片板子裝成一樣,一片等化一片十倍,也可以照C2原設計裝置,所差不過一只晶體及兩三只電阻電容而已,至於效果如何,作者循例仍然請你自己感覺,作者相信,即使你使用了音技PRO-2000A機箱,也不會辱沒它的。
有關裝機配線等事項,請讀者先行參考本刊各期文內說明。作者預計在下期再刊出另一線路,以饗讀者,請拭目以待。
轉載音響技術第94期NOV. 1983 黃氏出擊之四 YAMAHA C-2 前級試製/ 黃氏
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