目前已有許多前級擴大機的設計,是相信前級擴大機的各種信號選擇控制接點愈少愈好,少隻香爐少個鬼。音響技術以前曾經介紹過的Dynaco PAT-5(見音響技術 58、59期),就是很典型的一個例子。不過為了減少信號的接點,許多原來很有用的選擇控制功能也因此而喪失了。為了彌補這種遺憾,本文所要介紹的電路,便是替這類前級擴大機增添這些選擇控制的功能,且維持儘可能地減少信號接點的原則,同時具備低頻濾波及額外的錄音輸入選擇。一般使用時,不論選擇什麼音源輸入,在整信號流經之處,只有兩個可動的接點:一個是選擇開關,另一個是音量控制。
本文係以改良過的PAT-5前級擴大機為架構,來介紹整個切換及控制電路,有關PAT-5前級擴大機的電路部份,此處不擬討論。因此有關改良過的PAT-5/WJ-1前級之文獻,請讀者自行參考以往音響技術內曾經出現過的相關文章(尤其是音響技術63期的「Dynaco PAT-5前級再改良」一文)。此處的唱頭放大器及輸出放大器,和音響技術63期內的Dynaco PAT-5再改良一文所使用者完全一樣,唱頭放大部份也添加了伺服環路。緩衝放大則採用Walter Morrey的設計,不過把它的100K輸入及回授電阻(R1及R2)改成50K。圖一所示,就是部份方塊圖化之後得整個切換及控制電路。
這裡也不打算討論運算放大器的優劣,這類文章以往也不少了。低頻濾波用的AD544相當優秀,只是為了增加這一小小功能,似乎有點奢侈。
輸入電容
調整唱頭的輸入電容,是利用一對16接腳的DIP開關。在一連串的小電容器裡選擇不同的組合,以獲得不同大小的總電容量。本機在試裝時,係採用20、47、120、180及270pF聚苯乙烯電容,因為這些電容很容易買到。這些電容也不需要誤差很小的電容值,不過最理想的電容值應是20、40、80、160及320pF──如果你能買得到的話。在這裡同時可切換一個100K的電阻,可以把輸入阻抗從47.5K降低到32.2K。
倘若你知道你的唱頭從哪個輸入端子輸入,而且暫時你不打算換唱頭的話,那麼你可以把你所需要的電容值之電容,直接焊在電路板上,不必理會這部份設計。這些開關及電容應安裝在一塊良好的電路板上,並儘可能地靠近唱頭輸入插座。輸入插座與電路板之間,用雙絞線連接,線要儘可能地短。留意雖然採用八個排裝的DIP開關,實際上每聲道只用了其中的六個。
低通濾波器
倘若你不想增加開關的接點數目,而同時又想擁有低頻濾波器,那麼你也得犧牲一點。在本線路中,低頻濾波器只能用在唱頭輸入處,由輸入選擇開關控制。圖一中這部份電路,是一個八度音程具12dB衰減量的主動濾波器。原來的設計裡,這裡是一個被動式濾波器,由於具備12dB/每八度音程衰減量的被動式濾波器,在濾波器加到電路裡時,需要一個額外的開關接點,所以才改採主動濾波器。況且使用主動濾波器時,對於電容器的選用,彈性更大。諸如聚苯乙烯這類高品質的小電容量電容器,也比較容易購得。此濾波器的截止頻率(-3dB)為30Hz。
選擇開關
兩個錄音輸出及一個主輸出,共需要三個各自分離的輸入選擇開關。使用時,可能的組合包括:
①一般聆聽時,主輸入選擇開關(MIS)擱在所要的輸入位置;兩個錄音選擇開關(TIS1 TIS2)則置於關的位置。
②當有一部或兩部錄音座接到錄音輸入/輸出插座上時,可選擇其中一部的輸入,作為一個監聽系統。要對錄時,則把錄音選擇開關TIS1放在TAPE 2的位置,或把錄音選擇開關TIS2放在TAPE 1的位置。不論是輸入信號、或者是錄音信號、都可以藉著主輸入選擇開關MIS來選擇要監聽的信號。
③類似等化器或者雜音消除器等額外的處理裝置,也可以和錄音座連接使用。這只要把這些設備接到TAPE 2的輸入/輸出座上,把錄音座接到TAPE 1的輸入/輸出即可。不使用這些額外設備時,錄音選擇開關TIS 2放在關的位置,錄音選擇開關TIS1及主輸入選擇開關MIS和例2的用法一樣。如果要使用這些額外設備時,就把錄音選擇開關TIS2放在所要的輸入上,這時候的輸入就成為經過額外處理後的輸入,藉著放在TAPE 2位置的適當之輸入控制選擇,可供錄音座或主系統之用。而要選擇未處理過的信號時,只須將選擇開關放到普通使用時的位置即可。
可能舉個例子來說明,會更清楚一點。比方說,你現有一部調諧器、一部錄音座及一個等化器，把等化器接到TAPE 2的輸入及輸出,同時把錄音座接到TAPE 1的輸入及輸出。如果錄音選擇開關TIS 2放在調諧器的位置時,只要主輸入選擇開關MIS擺在調諧器的位置,你就可以聽到不經等化的調諧器之節目;而把主輸入選擇開關MIS擱在TAPE 2的位置時,你就可以聽到經過等化的調諧器之節目。不管主輸入選擇開關擺在什麼位置上,經過等化或者未經過等化的信號都可接到錄音座去。
同時,在這個例子裡,對錄音信號,我們可以先行做等化處理,也可以後來才等化錄音信號。錄音選擇開關TIS2放在所要的音源(此處是調諧器)上,錄音選擇開關TIS1則放在TAPE 2的位置,來自錄音座的信號將被等化。如果我們把TIS2改放到TAPE的位置,把主輸入選擇開關改在TAPE 2的位置,到錄音座的信號將被等化。這種情形尤其是使用雜音消除系統,如dbx 119等系列,本身不具備切換裝置時,特別好用。
④錄音輸入選擇開關之一,也可以用來提供信號給另外一個房間的第二套音響系統。另一個錄音線路一樣可以供外部信號處理器,處理要送出去的信號之用。當然了,一種信號處理器一次只能處理一種信號,所以只有一個輸入待處理。
前面舉出的四種使用情形,只是諸多種可能使用時之接法的一小部份。具有三個獨立的輸入選擇開關似乎會更方便,然而想增加的功能卻也會添更多的麻煩。擁有兩部錄音座及一部外部信號處理設備的人,甚至會想要四個輸入選擇開關。不過這種輸入切換方式,存在有兩個潛在問題: 一個是沒有使用的輸入並未接地,理論上這在不同的輸入上是會產生串音的問題。到目前為止,倒沒出過什麼問題,相信這種安排法十分地安全;另一個問題是,當兩個錄音選擇開關TIS1及TIS2放的位置不對時,例如TIS1放在TAPE 2,且TIS 2放在TAPE 1時,這時候就會產生一個很壞的回授環路。所以錄音輸出開關就得接成使TAPE 1的輸出,不能接到TAPE 1的輸入;同理,TAPE 2的輸出也不能接到TAPE 2的輸入上。
當然也可以把錄音座及主前級擴大機的輸入,都接到一點上,成為一個單一輸入。除非錄音輸出處使用緩衝器,否則對音源而言,可能會產生不想要的加載。雖然Morrey的緩衝放大在這裡可以表現很好,然而一般正常使用時,倒不需要這個緩衝放大。在切換處理上可能發生的問題,即使在PAT-5原始的設計裡也不可能碰到。
音量及平衡控制
各聲道的平衡控制,是由兩個獨立的分段衰減器負責(參見圖二)。所以採用分立的平衡控制,原因有三: 其一、不論要獲得兩個音量控制段之間的音量,或者要增加平衡控制的範圍及靈敏度,分開的控制都同時可以在各聲道衰減。如果左聲道要衰減6dB,右聲道要衰減0.5dB,相對的調整量就是5.5dB。依圖二的接法,我們不需要在每段之間都要有.5dB這檔,就可以辦到。否則為了要維持單一控制,我們將需要一個34段的選擇開關。其二、平衡控制最理想的接法,是在正常位置時,完全不介入電路,而沒有一個額外的可動接點。只有需要調整平衡時,才介入一個接點。其三、平衡控制不管向左向右,都可連續旋轉,同時在接近0dB位置的附近,有一個關的位置(參見圖三)。這樣可以使兩個聲道在不干擾音量控制的設定下,可任意使其中一個聲道或兩個聲道都立即靜音。音量及平衡控制如圖二所示。分段式的衰減器雖然貴了一點,但是比起電位器來,要好上很多。當然這些控制也可以用可變電阻來取代,不過這樣會喪失許多彈性。
旁路輸出
這個輸出是在最後的輸出放大器之前,但在所有的控制電路之後。由於少了一級放大的處理,所以這個輸出的信號,就少了一點雜音的「污染」。不過,也因此少了輸出級的20dB增益;同時,任何直接接到這個輸出上的東西, 都直接加載到音量控制上。當然可以在這個輸出上,加一個緩衝級,不過這得要能夠保證緩衝級產生的雜音污染,要比它所旁路掉的高電平放大級來得小,才值得加上緩衝級。
零件及組裝
整個切換及控制電路的零件不多,這些零件加上WJ-1的唱頭放大、高電平放大、電源供應及Morrey的緩衝級,就可以組成一個完整的前級擴大機。高電平放大器可另外放在一小塊電路板上。
各種零件儘可能地選用品質較好的,例如鍍金插座、銀接點開關等等。旋轉開關最好要用銀接點的,能夠找到純金接點的旋轉開關當然更好。除了電源部份的大電解質電容以外,其於的電容都是聚苯乙烯膜電容,電阻則採用金屬皮膜電阻。
本機的原機是分成兩個機殼,每個機殼的長寬高分別為16吋x8吋x3吋。其中一個機殼裝電源變壓器、橋式整流器及大的濾波電容。濾波但未穩壓的直流電源,利用一根短且粗的三線電纜(#16號或更大)及四端子的"Jones"連接器,接到前級擴大機的機箱。這個電源機箱同時包括電源開關,及八個AC插座(受電源開關控制的插座佔四個)。另外一個前級擴大機箱就不再需要電源開關了。電源這部份倒不一定需要這麼大的機箱,換成小一點的也可以。
其餘的放大、切換及控制電路,則都放在另一個機殼內。電源供應部份電路,可以用WJ-1的電源供應電路板,或類似電路板。輸出放大器倒沒有現成的電路板可用,可以直接裝在一小塊萬用板上即可。除了唱頭輸入以外,其餘所有的輸入及輸出,都使用雙絞線連接;唱頭輸入部份則使用一條儘可能短的同軸電纜來連接。音響技術63期「Dynaco PAT-5前級再改良」一文內所有的接地及接線原則,都要嚴格地遵守。在裝機之前,最好先仔細閱讀所有的相關文獻,那些改良的地方你不一定全部都要採用,不過你得知道別人曾經怎麼做過。
唱頭輸入及其他輸出插座,是先裝在一塊玻璃纖維電路板上。然後才固定在背板上。這種接法,多少也避免了接地的問題。面板則為¼吋厚的木板,雖然沒有金屬面板來的結實,也夠牢靠的。
這並不是一件容易的工作,尤其是要組裝或要改裝,都不簡單。再提醒一次,在動手之前,請先詳細閱讀有關PAT-5/WJ-1的一系列文章,這樣才可能事半功倍,收到預期之效果。 (取材自THE AUDIO AMATEUR, 2/1982)
轉載音響技術第91期 JUL. 1983 為前級擴大機做控制電路/光悅
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