幾個問題
現(xiàn)在喜愛聽音樂的朋友是越來越多了,為了聽到更好的聲音,,很多朋友都購買了品質(zhì)比較高的音源,,比如高檔聲卡或HiFi入門級的CD臺機,但卻還是無法得到心目中的高品質(zhì)聲音表現(xiàn),。問題到底出在哪里,?
在音響店里聆聽高檔音響,留下了難以磨滅的印象,,想來不少朋友都有過這樣的經(jīng)歷吧,。雖說一分錢一分貨,但自己能否構(gòu)建與之表現(xiàn)稍相近的系統(tǒng)呢,?
HiFi耳機的優(yōu)異表現(xiàn)相信給過很多朋友以驚喜,,但在很多地方都會留下一些底氣不足的遺憾,這個問題應該怎么解決,?
關(guān)注HiFi音響的朋友們?nèi)绻娮R過名廠或高手制作的膽機,,觀摩過那如鏡光滑的機箱和靈性四溢的膽管,再聆聽過柔美醇和的聲音,,可能都會不禁揣測一下內(nèi)部的結(jié)構(gòu),。如果打開外殼,見到內(nèi)部并沒有預想中的電路板,,而是幾根粗銅線縱橫交錯地搭成一個網(wǎng)狀框架,,各個元件都整齊地焊接在這個框架上,之間再用各色導線連接,,不免會驚嘆連連,。高手會說,這樣的手法叫做搭棚焊接,,簡稱搭焊,,既是最傳統(tǒng)的,,也是最好聲和最藝術(shù)的手法。也許朋友們會想:我能不能擁有這樣的一個藝術(shù)品呢,?
希望在大家看完本文后,,這些疑問能夠得到有價值的回答。音響本是學無止境,,筆者言語中若有不周或謬誤,,希望能與大家展開商榷和得到斧正。
下文的很多內(nèi)容都涉及到DIY,,如果要進行操作,,請大家特別注意安全,在有經(jīng)驗的朋友的指導下進行,。由于實際電路中變數(shù)甚多,,所以只有嚴格仔細地跟隨必要步驟并加以耐心細致的調(diào)整,才會得到盡量好的聲音品質(zhì),。由于具體情況有別且無法完全考慮到,,所以請大家具體問題具體分析,筆者只盡量保證陳述的真實和貼切,,而不對效仿操作的后果負責,。
尋求解決
眾所周知,自從真正被運用到計算機上以來,,音頻技術(shù)的發(fā)展不斷為我們創(chuàng)造著驚喜,,從8bit到44.1KHz/16bit再到96KHz/24bit,、從單聲道到立體聲再到多聲道、從MIDI到MP3再到APE和FLAC,無一不在刺激著我們對聽覺享受的渴望和對聲音品質(zhì)的追求,。應該說隨著“發(fā)燒級”聲卡創(chuàng)新AWE64GOLD和帝盟MX200先后的橫空出世,,一群狂熱的電腦音頻發(fā)燒友開始形成,,電腦也成了很多朋友的音樂欣賞中心,。
對很多狂熱地喜愛音樂的朋友來說,音頻技術(shù)給他們帶來實實在在的最大快樂是在APE格式被廣泛使用之時——來自中規(guī)中矩的44.1KHz,、16bit,、立體聲和無損壓縮(96KHz、24bit和多聲道這樣高指標雖然更加能吸引人們的眼光,,但是我們能欣賞的音樂只能來自唱片公司,,而SACD和DVD-Audio高高在上的價格是我們無法輕松負擔的;實際上高手們也說,,當CD的聲音在得到較好回放的時候也能給我們非常美妙的享受),。從這個時候開始,我們才能在電腦上欣賞到CD的原本聲音,,以前不得不忍受的MP3和CD隨身聽“電子防震”壓縮終于可以被拋到九霄云外,。
隨著硬盤容量的換代升級,,我們能存放下大量的高品質(zhì)音樂文件以供隨時聆聽。在隨之而來的需求刺激下,,各大聲卡和音箱廠商開始掀起了為高品質(zhì)音頻回放開發(fā)產(chǎn)品的高潮,,連一些在以前只流連于傳統(tǒng)HiFi領(lǐng)域的廠商也投身進來。一時間飛利浦70x,、黑金Ⅱ,、黑金Cannon、Envy24系列,、DMXFire1024,、RME9624和漫步者R1900Ⅱ、惠威M200,、世代V500、朝露,、發(fā)友E星/黑鉆等等讓人挑花了眼,,同時連原本不屬于電腦音頻領(lǐng)域的HiFi耳機也逐漸成為了越來越多朋友們的新寵。一時間,,電腦音頻形勢似乎一片大好,。
但是、但是,,我們在自己精心搭配出的電腦音頻系統(tǒng)上仔細聆聽音樂的時候,,卻發(fā)現(xiàn)聲音多多少少有些問題:高頻不那么柔順細膩,而有些生硬干澀,;中頻不那么透明柔順,,而有些染色悶聲;低頻不那么緊湊結(jié)實,,而有些松散混濁,。做個實驗,試聽一下Diana Krall演繹的《Temptation》,、Kari Bremnes的《A lover in Berlin》或者Amanda McBroom的《Make me a kite》,,也許你就會發(fā)現(xiàn)問題還不止前面提到的這些,畢竟這些演繹和錄音是幾乎無可挑剔的,。
問題到底出在哪里,?也許朋友們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了,很多時候同樣價位下,,耳機的聲音表現(xiàn)要比多媒體音箱的好,。之所以出現(xiàn)這樣的情況,一方面是因為同樣成本的耳機單元能比音箱單元做得更好,;另一方面則是出于放大器的原因,,因為音箱需要的功率通常要比耳機大得多,,在成本和體積(需要放入音箱箱體之中)雙重限制之下很難做出讓人滿意的放大器。所以很多朋友也將耳機作為了一個選擇,。但是購買了比較高檔的耳機來搭配好的聲卡之后,,很多朋友也發(fā)現(xiàn)問題并沒有得到完全的解決,這在很大程度上同樣也是因為聲卡上放大電路的不足:絕大多數(shù)聲卡上的放大電路只是一片集成運算放大器,。單從指標上來看,,很多集成運算放大器的靜態(tài)電流不到10mA,這樣一來,,直接推動耳機時很多聲卡上的集成運算放大器都處于低壓和甲乙類的工作狀態(tài),,這是在電腦音頻系統(tǒng)中對聲音品質(zhì)諸多不利因素里面是影響相當大的一個問題。
既然找到了一個大問題所在,,我們就應該對癥下藥了,。在網(wǎng)上搜一搜,耳機放大器的成品,、方案和電路都很多,,朋友們可以考慮跟著筆者DIY一臺,感受一下個中滋味,;即便是不打算自己動手,,參考一下相信也會開卷有益的。
也許面對這樣浩大的一個DIY工程,,朋友們不由得有點發(fā)怵,。不過別擔心,下面我們就以一個具體的例子開始一步步地介紹怎樣從零開始DIY一臺耳機放大器,,從技術(shù)基礎(chǔ)到購買元件再到組裝方法都會涉及,,如果跟著這些必要的步驟走下去,相信勝利就會在眼前了,。
整體外觀
初試方案
在筆者曾經(jīng)的蹭聽經(jīng)歷之中,,一次天龍高級CD機接麥景圖膽機推B&W N801音箱播放爵士樂的“此曲只應天上有”的曼妙表現(xiàn)令人魂牽夢縈輾轉(zhuǎn)反側(cè)三月不知肉味,也在筆者心中深深烙下了變壓器輸出膽機的印記,,所以筆者這次也選擇了電子管的方案,。
其實對于電子管,我們并不十分陌生,。各位朋友應該還記得以前曾名噪一時的在模擬音頻放大部分采用電子管的幾款Aopen主板,,所用的電子管是Sovtec的6922,這是一種常用于低噪聲高頻電壓放大場合的雙三極管,;而前段時間電子科技大學高人推出的USB電子管聲卡采用的是北京廠的軍用級6N11,,這其實跟前面的E88CC是互為代換型號的關(guān)系;還有大極典的幾款多媒體音箱。更多具體的例子就不再列舉了,,總之大家能消除一些陌生感就行了,。
北京廠的早期石墨屏極6N11
考慮到很多朋友對電子管和模擬電路并沒有足夠的了解,為了能正確地處理實際問題,,請關(guān)注下面這些絕對必要的基礎(chǔ)知識,,或者也可以先從下一節(jié)開始閱讀,需要了解基礎(chǔ)知識再回頭看看,。如果有朋友對技術(shù)細節(jié)感興趣的話,,請查閱相關(guān)資料。倘若對此已經(jīng)成竹在胸,,則可以直接跳到下一節(jié),。
電子管的基本知識
電子管又叫真空管,美國人稱為Tube,,英國人稱為Valve,。J.A.Fleming于1904年制造出第一只二極管Diode,使整流直流電源的使用成為現(xiàn)實,;De Forest Lee于1907年在二極管的基礎(chǔ)上研制出三極管Triode,,使放大器從此登上了歷史舞臺;之后衍生出的五級管Pentode和束射四極管Beam Tetrode,,使電子管可以工作于更高的頻率和輸出更大的功率。實際上還有其他類型的電子管,,由于跟本文關(guān)系不太緊密,,所以略過不提。
相對于晶體管放大器,,電子管放大器體積大,、重量重、效率低,,而且從指標上來講失真大,,所以當上世紀60年代晶體管放大器面世時電子管遭受了人們的冷遇。直到1970年情況才有了改觀,,美國Audio Research公司的William Zane Johnson先生在美國HiFi大展上展出了他研制的電子管放大器,,引領(lǐng)了電子管放大器的偉大復興。歷史的必然在于電子管放大器雖然有自身固有的缺點,,但是也有難以替代的優(yōu)勢,。電子管的非線性失真指標雖然高,但大多發(fā)生在低次諧波上,,實際上對聽感的惡化不大,,反而往往更加好聽;晶體管的非線性失真則有發(fā)生在高次諧波上,對聽感的惡化較大,。電子管有助于聲音的人性化,,甜美自然的聲音聽來更加讓人愉悅放松,同時電子管的失真特性也有利于掩蓋音源的不足,;而電子管的不足在于低頻控制能力稍欠和大電流輸出能力不足,,不過在推動耳機時的表現(xiàn)不會讓人無法接受。電子管電路的特點則是構(gòu)架簡潔,,用管數(shù)量和放大級數(shù)都少,,很有些Simple is the best的味道,也可以讓我們集中財力拿下盡量好的管子,。
下面盡量簡單地說一下電子管工作原理,,了解這些原理將直接有助于處理實際電路問題。電子管由外部的玻璃殼體,、內(nèi)部的幾個電極和連接電極的管腳組成,。二極管是最簡單的電子管,里面有燈絲Filament(跟白熾燈的燈絲看起來差不多,,通常用f表示),、陰極Cathode(緊靠燈絲的一塊金屬板或者燈絲本身,通常用K表示,,直接使用燈絲作陰極的電子管叫直熱式,,有獨立陰極的則叫旁熱式)和屏極Plate(位于最外面的一塊金屬板,通常用P表示),。電子管實際電路工作時,,燈絲上有電流通過就會發(fā)熱,當自身或加熱陰極到達一定溫度之后,,會有電子獲得足夠的能量而從上面發(fā)射出來,,這些電子將被屏極吸收,但由于燈絲或者陰極不能吸收電子,,所以這個方向不能反過來,,這個單向?qū)щ娞匦允请娮庸艿墓ぷ骰A(chǔ)。三極管是在二極管的陰極和屏極之間增加了一個柵極Grid(一片比較致密的金屬網(wǎng)格,,通常用G表示)以控制電子的運動,,而正是柵極的控制作用使得電子管擁有了放大電壓信號的能力。五級管則是在三極管的第一柵極G1和屏極之間依次增加了第二柵極G2(稱為簾柵極)和第三柵極G3(稱為抑止柵極),,目的主要在于減小各極間電容和抑止二次電子發(fā)射,。電子管各極在電路中的連接方式請參考本文后面章節(jié)中的電路部分。
直熱式雙二極管,、旁熱式三極管和五級管的結(jié)構(gòu)示意圖
?。ㄎ寮壒軓纳系较拢篜,、G3、G2,、G1,、K和f)
由于電子管玻璃殼體內(nèi)部存在空間電子流和燈絲,電子管內(nèi)部需要抽成真空(實際上也有少部分型號的電子管出于特殊需要而在內(nèi)部充以低壓氣體),,這就是電子管又叫作真空管的原因,。從實際生產(chǎn)工藝來講,電子管連接外部電路的管腳和玻璃殼體之間是無法保持理想密封而不讓空氣通過的,,所以在電子管的內(nèi)側(cè)頂部會蒸鍍上一些用于吸收氣體的消氣劑,,用以與進入殼體內(nèi)部的空氣發(fā)生作用,從而保持內(nèi)部的真空程度,??雌饋磉@些消氣劑就像是一層附著在玻璃殼體頂部內(nèi)側(cè)的銀鏡。
在實際的電子管電路中間,,由于電子管和變壓器都會發(fā)出很多的熱量,,這也會影響到元件的狀態(tài),所以電子管設備往往在開機一段時間之后才會進入完全穩(wěn)定的狀態(tài)——就放大器而言就是穩(wěn)定后聲音才會最好,。
簡單說了說原理以后,,我們就開始考慮具體的電路。
電源方面決定采用傳統(tǒng)的電子管全波整流加CLC濾波的方式,。電子管全波整流是指用一支雙二極管來把兩個極性相反的正弦交流電壓變成直流電,;而后面的CLC濾波是指使用并聯(lián)的電容和串連的鐵芯電感(即扼流圈)來將直流電壓的紋波盡量抹平。
由于用于推動耳機的電子管放大器不需要太大的輸出功率,,所以電路里使用兩級放大就足夠了,,也就是前級電壓放大和后級功率放大,而無需像大功率放大器一樣需要在電壓放大級和功率輸出級之間設置一個推動級,。考慮到實用價值,,前級電壓放大電路通常有單端Single-End和SRPP(Shunt Regulator Pull-Push并聯(lián)調(diào)整推挽)兩種形式,,單端放大只使用一個三極管,結(jié)構(gòu)簡單,,音色也最純真,,中頻尤其優(yōu)美;SRPP形式的高頻細致,,但低頻量感稍欠,,且工作時會產(chǎn)生頻率非常低的紋波,不用直流伺服電路加以控制的話不適于通過直接耦合輸出給后級,,考慮到具體情況,,所以我們采用了單端形式。后級功率放大電路簡單來說可以分為單端和推挽,由于不需要輸出太大功率,,我們也采用了單端形式,。
電子管的燈絲供電可以采用交流和直流兩種方式。交流供電的好處是聲音動態(tài)表現(xiàn)好,、對電子管壽命影響較小,,缺點是噪音相對較大;直流供電的特點則幾乎正好與交流供電相反,??紤]到耳機放大器的電壓放大倍數(shù)不大,噪音問題也不會太大,,我們決定采用交流燈絲供電,。
兩級放大電路之間的信號耦合方式通常有直接耦合、電容耦合和變壓器耦合三種,。直接耦合就是用導線直接連通前后兩級,,信號可以直接通過而沒有損耗,但由于導線兩端沒有電位差,,所以必須把前后兩級電子管的各極直流電位都提高,,以使前面電子管的屏極和后面電子管的柵極直流電位相等,考慮到電源成本和安全因素,,這次最終沒有采用直接耦合,。電容耦合可以用電容來隔離直流,使各級的工作點(電子管各極之間的直流電位差)得以保持互相獨立,,但電容會影響到細節(jié)和低頻的表現(xiàn),,綜合考慮后這次采用了電容耦合。變壓器耦合的原理與電容耦合類似,,雖然變壓器耦合的效果可以非常好,,但是傳輸變壓器比較難以買到而且價格昂貴,也只好放棄了,。
單端功率輸出級的輸出方式可以分為陰極輸出和變壓器輸出兩種方案,。陰極輸出方案由于不帶輸出變壓器,所以也稱為OTL,,陰極輸出的聲音更加透明,,聲場更好,而且成本可以做得較低,;但由于電子管輸出阻抗高,、工作電流有限,所以單個電子管陰極的輸出推動低阻抗負載的能力有限,,雖然通過多管并聯(lián)可以改善推動能力,,但是并聯(lián)輸出需要盡量精確的配對,,這是我們的財力和條件都難以企及的。反觀變壓器輸出方案,,由于輸出變壓器的阻抗匹配作用,,輸出級電路所“看到”的是變壓器初級的高輸入阻抗而不是負載的低輸入阻抗,所以推動低阻抗負載的表現(xiàn)較好,。同時變壓器由于線圈的電感,、磁體的磁滯和鐵芯鋼片的磁傳遞等作用而具有非常特別的自身音色。變壓器輸出方式是不能空載工作的,,也就是一定要先接上負載再開機,。高品質(zhì)輸出變壓器的材料和工藝使得其造價也比較高。由于這次是為高檔的低阻抗耳機而設計,,再回想起麥景圖的優(yōu)美表現(xiàn),,為了打上這個牙祭,筆者也狠狠心選擇了輸出變壓器,。
還有就是負反饋,。所謂負反饋就是將放大器輸出的信號經(jīng)過反相后送回放大器的輸入端。對于是否采用負反饋眾說紛紜意見不一,,但是負反饋的優(yōu)點和缺點是有共識的:負反饋能對放大器提高穩(wěn)定性,、降低非線性失真、擴展通頻帶,、提高輸入阻抗和降低輸出阻抗,;但也會造成瞬態(tài)互調(diào)失真和留下自激的可能??紤]到放大電路只有兩級,,信號延遲不大,瞬態(tài)互調(diào)失真也不會嚴重,,同時考慮到穩(wěn)定性和輸出阻抗,,所以這里采用了少量的負反饋。
由于其他元件參數(shù)需要先確定電子管和輸出變壓器,,所以我們把整個電路的具體參數(shù)放到選定器件之后,。
選定器件
小結(jié)一下上一節(jié)的思路:電源是膽整流加CLC濾波,放大電路是全單端電容耦合加變壓器輸出,,輔以少量負反饋 。大致方案敲定了之后,,我們再來選擇具體的器件,。需要我們特別來選擇的器件有電子管、耦合電容和輸出變壓器,,其他的如電源變壓器,、扼流圈,、旁路電容和電阻等對聲音的影響則不是決定性的。
首先來敲定電子管,。
前級電壓放大方面,,我們應該當然選用三極管,因為三極管失真較低,,而且放大能力也足夠用了,。事實上我們能比較容易買到的三極管都是雙三極管,也就是一個玻璃殼體里面裝了兩支三極管,。在音頻電壓放大領(lǐng)域最常用到的雙三極管家族大致有這么幾種:CCA/E188CC/E88CC/ECC88/6DJ8/6922/6N11,、ECC83/E83CC/12AX7/6Н2П/6N2和2C51/5670/6Н3П/6N3。之所以用這樣的形式來寫,,是因為電子管的很多不同型號其實參數(shù)相同或者相近,,而管腳意義或產(chǎn)地可能不同,可以代換使用,,只是要注意顧及到不同型號之間的差異,。以前面列舉的第二種為例,ECC83/E83CC/12AX7都是歐美型號,, 6Н2П是前蘇聯(lián)型號,,6N2是國產(chǎn)型號。E88CC家族設計用于低噪聲高頻電壓放大,,聲音大致走向是高解析力與平和音色,;ECC81、ECC82和ECC83家族設計用于低頻電壓放大,,聲音大致走向則都偏向柔美音色,;2C51家族設計用于高頻電壓放大,聲音大致走向可以說差不多在前面兩者之間,。當然出于不同取向,,各位朋友可以有不同的選擇,只是那樣的話必須要根據(jù)具體的管子參數(shù)來調(diào)整電路,。同樣也是因為有些管子之間可以互換,,我們才可以比較方便地品味不同管子之間的不同風格??紤]到個人聽音偏好,,筆者最終選擇了2C51/5670/6Н3П/6N3家族,它們的管腳順序定義完全相同,。
然后是功率放大管的選擇,。因為我們希望放大器能輕松地持續(xù)輸出1W以上的功率,而且并不打算在輸出級采用多管并聯(lián),,所以這里只能選擇五級管或者輸出功率較大的三極管,。但是因為能輸出大功率的三極管比較貴,,所以我們選擇了五級管,雖然失真比三極管要大,,但是也完全可以接受,。符合我們要求的五級管在市場上最容易買到的應該就是EL84/6BQ5/6П14П/6P14,同樣地,,EL84/6BQ5是歐美型號,,6П14П是前蘇聯(lián)型號,6P14是國產(chǎn)型號,,它們的管腳順序定義也完全相同,。
最后是整流電子管的選擇。市場上有售的很多雙二極管都符合我們的要求,,比如5U4/5U4G/5Z3/5Z3P,、5Z4/5Z4G/5Z4GT/5Z4P、5AR4和5R4等等都可以,。對同樣的交流電壓,,5Z3和5R4等直熱式整流管的整流電壓會低一些,而5Z4和5AR4等旁熱式整流管的整流電壓則會高一些,,不過差別不是太大,。上面所述的各雙二極管的管腳順序定義完全相同。
各電子管的國產(chǎn)型號結(jié)構(gòu)示意圖請見后文“實踐準備”一節(jié),。
除了型號,,品牌也是選擇電子管的重要因素,借用高手的話:“英國膽(就是英國聲),,好似一杯香濃的咖啡,,濃郁細膩,具有超強感染力,,令人著迷,;荷蘭膽,聲音順滑流暢,,充滿活力而又不失韻味,,是一種輕松自然的享受;德國膽,,聲音干凈,,直率,分析力高,,就像是得意志民族的穩(wěn)重,,嚴謹,理性的作風;俄國膽,,剛猛有力,明快細膩,,火氣大,,很有俄羅斯民族的陽剛之氣;美國膽,,動態(tài)凌厲,,節(jié)奏明快,剛韌并舉,,處處可以感受到美利堅的氣息”,。舉例來說,英國品牌有Mullard和Brimar等,,荷蘭品牌有Amperex和Philips等,,德國品牌有Telefunken、Siemens和RFT等,,俄羅斯品牌有Sovtec和OTK等,,美國品牌有WE、RCA和Tunsol等,,東歐品牌有JJ和Tesla等,,國產(chǎn)品牌有北京、曙光和桂光等,。我國的電子管技術(shù)是解放后向前蘇聯(lián)學習的,,所以國產(chǎn)膽也會有些蘇聯(lián)膽的風格,當然在經(jīng)歷較長時間的發(fā)展之后,,國產(chǎn)膽也有了自己的特點,,也有一些功率輸出管可以和外國名管媲美,不過在電壓放大管方面還有比較大的不足,,最明顯的是聲音有些朦朧,,另外高低頻的延伸稍差。
接下來是耦合電容的選擇,。對耦合電容稍有了解的朋友都知道,,這里面有非常大的學問,要散開來講就收不住了,,所以在這里筆者只打算略提一點,。在信號耦合通路上使用的電容大多是無極性薄膜電容,也就是無所謂正負極,,可以承受兩個方向上的直流電位差,。耦合電容種赫赫有名的品牌有很多,主要有Jensen,、MIT,、Rel-Cap,、AudioCap、MultiCap,、Hi-Rel,、Wonder、Kimber Kap,、Solen和WIMA等等,。Jensen的油浸電容是其拿手好戲之一,從材質(zhì)上分為銀膜,、銅膜和鋁膜三種,,檔次也是順次從高到低,Jensen油浸電容的特點在于音樂感強,、非常耐聽,,堪稱仙樂飄飄,聲音密度高,,聲場,、動態(tài)、解析力和全頻帶表現(xiàn)都非常好,。MIT聲場寬大,,中頻豐厚,低頻彈性好,,聲音致密凝聚,,音色高貴華麗。Rel-Cap是美國的一家大型音響電容制造廠,,以OEM的方式向AudioCap,、MultiCap和Hi-Rel提供產(chǎn)品,其產(chǎn)品多表現(xiàn)為音色柔美,、中低頻豐滿,、堂音豐富、能量感強,。Wonder的風格是瞬態(tài)迅速,,中頻致密、高頻柔美,、低頻結(jié)實,,音色清麗,聲場,、解析力和透明度的表現(xiàn)也相當好,。Kimber中頻甜美豐潤,細膩程度和結(jié)像能力非常好,只是高低頻兩端延伸比MIT等電容稍差,。Solen的特點是聲音柔美,、稍顯朦朧,但其全黑新品錫膜SCR修正了先前的灰色S和紅色SCR的缺陷,,聲音透明度和動態(tài)都很不錯,,只是解析力和聲音質(zhì)感稍遜于其他高檔電容。WIMA跟Solen的風格迥異,,舊款WIMA都是紅色外觀,高頻華麗多姿,,中頻實體感好,,但不夠細膩,新款黑WIMA稱為BlackBox,,聲音甜美流暢,,音色鮮活華麗,聲音密度和高頻延伸幾乎能跟MIT像媲美,,只是低頻下潛和解析力稍遜,。我們平常使用的是Solen和WIMA。
輸出變壓器方面,,我們此時需要敲定的參數(shù)是初級阻抗4K到5K,。其他參數(shù)方面,我們與其他器件一起放到下一節(jié)來講,。
至此,,我們已經(jīng)可以確定具體的電路原理圖(圖中未明確標注功率的電阻均可取1/2W,未明確標注耐壓值的電容均取400V),。由于參數(shù)推算過程會涉及到太多的技術(shù)細節(jié),,筆者不再一一陳述,而只在最后的調(diào)試步驟中提及一點,。
一個聲道的放大電路原理圖
電源電路原理圖
逛逛市場
方案和器件都基本定下了,,接下來就該去電子元件市場采購所需器件。
當然,,我們要DIY膽機的話,,需要這么一些基本工具:50W功率左右的電烙鐵、萬用表,、尖嘴鉗,、斜口鉗或者鋼絲鉗(老虎鉗)、螺絲刀,、美工刀,、直尺、電鉆(可能需要)、足夠的焊錫絲,、熱熔膠條和熱熔膠槍,。或買或蹭,,反正總得有得用才行,。
先去電子管商店看看,一般來說這些商店很可能會同時有全新和二手的管子出售,。按照既定計劃,,我們將總共需要采購一支雙二極管作整流、一支雙三極管作電壓放大和一對五級管作功率放大,。至于購買國產(chǎn)管還是進口管,、全新管還是二手管,就豐儉由人了,,當然也可以先買差一點的以后再升級好的代換型號,。一般地,整流管選用國產(chǎn)5Z3P,、5Z4P或5AR4都不錯了,,也可以選用進口的5R4或5U4等。電壓放大管方面,,全新的國產(chǎn)6N3是相當好買的,,全新的進口2C51、5670,、6Н3П則不是太好買,,也可以考慮二手的。功率放大管方面,,全新國產(chǎn)6P14相當好買,,進口的EL84、6BQ5和6П14П也還算比較好買,,遇到好的二手也可以考慮,。進口管如果管腳鍍金的話,表示品質(zhì)比普通的要好,,不過價格也要高,;國產(chǎn)管分為四個等級,M民用級,、J軍用級,、T特級、Q電橋級,,一般買J級的即可,,T級的更好,,但沒必要去刻意尋找Q級的。如果要購買二手電子管的話,,需要特別注意電子管的消氣劑,,也就是前面提到的那一層附著在玻璃殼體頂部內(nèi)側(cè)的銀鏡,如果具有水銀般光澤的話表示電子管還有很長的壽命,,如果光澤已經(jīng)黯淡或者消氣劑邊緣變得灰蒙蒙的話就表示電子管的已經(jīng)使用了比較長的時間,,如果消氣劑已經(jīng)蒼白脫落則表示電子管內(nèi)部的真空程度已經(jīng)不佳。順便說一句,,同一型號不同廠牌的電子管聲音不同,,而且即便是同一型號同一品牌,生產(chǎn)年代不同的話聲音也很可能不同,,如果要具體說來的話也是大有文章,,限于篇幅不再詳述。
接下來是耦合電容,。在筆者在上一節(jié)所列舉的品牌里面,Solen和WIMA價格比較平易,,也容易買到,,而前面幾種都是價格高昂而且難覓芳蹤。同時,,好的全新耦合電容并不容易買到,,價格也相當貴,比較可行的辦法是買二手電容,,因為薄膜電容的壽命非常長,,只要外觀沒有嚴重損壞就幾乎不用擔心報廢,當然如果買油浸電容的話要注意外殼密封完好,。所以我們要去的應該是有銷售二手電容的商店或者舊貨小攤聚集區(qū),。一般狀況下,我們都能不太困難地找到Solen的S,、新舊款的SCR和WIMA的紅MKP/MKS,、黑BlackBox,具體的選擇看個人口味,,根據(jù)電路,,我們選用一對同型號的容量為0.22uF或0.47uF、耐壓值為250V(更高也可,,但價格較高)的即可,。
音量電位器方面,我們一般選擇一只50K或者100K的雙聯(lián)電位器,。由于電位器總管電壓信號分配,,而且使用中調(diào)節(jié)頻率也相當?shù)馗?,所以應該買品質(zhì)盡量好的。品牌方面一般選擇Noble或者Alps的,。在一百多元的價位上,,碳膜電位器(連續(xù)調(diào)節(jié))比步進電位器(分檔調(diào)節(jié))的品質(zhì)要好一些,建議選用,。如果買更高檔的,,可以考慮級進電位器。當然如果只能買便宜的電位器也可以用,,只是在使用一段時間后可能會出現(xiàn)噪音或者左右音量不平衡,。
電阻方面,如果資金投入比較多的話可以買Dale或Holco等名牌,,不過一般選用國產(chǎn)的普通金屬膜電阻即可,。阻值和功率參照前面的電路圖,圖中沒有明確標識功率的則為了方便可以全部選用1/2W的,;阻值標識為范圍的則可以考慮購買幾個覆蓋此范圍的不同阻值的,,或者用串并聯(lián)來實現(xiàn)。電阻的阻值一般有1-5%的誤差,,由于電阻的價格便宜,,可以考慮多買一些阻值和功率相同的,以便制作時挑選出參數(shù)盡量接近所需數(shù)值的或便于作出微調(diào),。需要注意的是,,前面列出的電路原理圖里的放大電路只是立體聲中的一個聲道,所以實際電路中需要的電阻數(shù)量是原理圖中電阻數(shù)量的兩倍,。
濾波電容方面,,因為在電子管電路里電壓比較高,所以需要使用價格也相對較高的高耐壓大容量電解電容,。為了降低成本我們也可以考慮部分買二手的,,畢竟電解電容的壽命也是相當長的。這里我們列舉一些比較容易買到的電容:在電源部分,,可以購買使用一對二手的220uF/385V的飛利浦藍六角電解電容和一只0.1uF/400V的國產(chǎn)紅色MKP薄膜電容來濾波,;在放大電路部分,可以考慮再用一只22uF/400V的Elna或Nichicon電解電容和一只0.1uF/400V的國產(chǎn)紅色MKP薄膜電容來輔助濾波,。事實上,,如果使用容量和耐壓稍微高一些的電容也沒問題。
輸出級五極管陰極旁路電容方面,,我們考慮購買一對220uF/50V的Elna電解電容,。
220uF/385V的Philips藍六角電解電容
220uF/50V的Elna電解電容
由于電子管放大器工作時的溫度比較高,所以建議所有電解電容都選擇工作溫度為105℃的,,在實際使用中也應盡量使電容遠離電阻和電子管等發(fā)熱源,。同樣也建議多購買一點電容以備不時之需,。
之后是電源變壓器、扼流圈,、輸出變壓器和整機外殼,。電源變壓器應該選擇功率在100W左右的,輸入當然是交流220V(當然如果是在國外的話則要符合當?shù)氐墓╇婋妷海?,輸出繞組要有一個0.25A的雙280V(高壓),、一個3A的單5V(整流燈絲)和兩個2A的雙3.15V(放大燈絲)。扼流圈的規(guī)格則是10H/250mA,。輸出變壓器的規(guī)格是單端飽和電流40mA以上,、初級阻抗4K或5K、次級阻抗則選擇最接近自己耳機阻抗的就可以(常見的有32/50/64/120/250/300Ω),。具體購買方面,,我們一般可以直接到商店購買或者是向廠家訂購,就筆者所知國內(nèi)提供訂購這些東西的廠家和商家不少,,比如電源變壓器,、扼流圈和輸出變壓器可以向廣東的“牛魔王”、河北的左氏,、四川的凱立和廣東的利特公司等訂購,;能購買和訂購機箱的商家和廠家在廣東、浙江和四川等地都很多,。品質(zhì)方面,應該說國內(nèi)的電源變壓器,、扼流圈和輸出變壓器是牛魔王和左氏的比較好,,只是價格也比較高,畢竟一分錢一分貨,;機箱則各地工藝有好有差,,基本上也算是一分錢一分貨。我們也可能在同一個廠家購買變壓器,,然后在另一個廠家訂購機箱,,不過這樣的話,需要向雙方廠家都溝通清楚各變壓器的鐵芯尺寸規(guī)格,,以免到時候無法安裝,;除開預留合適的變壓器安裝位置之外,訂購機箱的時候還應該向廠家說明打算使用搭焊工藝(也可以向廠家咨詢一下建議),,并確認機箱上已經(jīng)安裝了電源插座,、電源開關(guān)、立體聲輸入插座,、耳機輸出插座,、數(shù)量規(guī)格合適的(供電子管插上面的)電子管管座,、音量電位器(品質(zhì)一般較差,只是為了測試安裝)和尺寸合適的變壓器屏蔽罩,。當然,,如果這些都在同一廠家訂購的話,就可以確保至少安裝沒有問題了,。筆者自己出于便利和成本考慮,,向凱立訂購了一臺KDP14機箱,里面包含了所有的變壓器和除管座外的附件,。
機箱
還有一些雜亂的東西,。為了實現(xiàn)搭棚焊接,我們需要一根線芯直徑在2-3mm左右的銅質(zhì)電線(取用中間的粗銅線),,長度視實際具體需求而定,,保證夠用的話要半米多,當然,,銅的純度高一些為好,。為了信號輸入插座和音量電位器之間的連接能夠保證屏蔽,我們還需要一根麥克風立體聲信號線,。還有用來進行內(nèi)部連接的線材,,我們可以采用特富龍絕緣層的鍍銀銅線(通常被稱為“特富龍銀線”),通常它們是一對互相螺旋纏繞的黑白線,。上面這些線材在二手電子市場上都比較容易買到,,價格也不會太貴。另外機箱如果沒有包含的附件也需要買,。
實踐準備
雖然在前面我們已經(jīng)做了很多理論準備工作,,但是也還要再準備好足夠的實踐基礎(chǔ)知識。
首先我們要學會辨別電子管管腳的順序編號,,因為只有知道了怎樣辨識管腳,,才能通過電子管手冊的資料了解怎樣在電路中具體怎樣連接電子管。一般我們使用的小功率放大管大都有九個管腳用來連接外部電路與內(nèi)部的各極,,而且比其他大功率放大管形體要小,,所以叫做小九腳管;而一般的整流電子管則是八個管腳,。將小九腳管翻轉(zhuǎn)過來使管腳朝上,,可以看到九個管腳沿著圓形的邊緣分布,每兩個相鄰管腳之間的總共九個間距不都是等長度的,,其中有一個間距較寬,,從這個較寬的間距沿著管腳開始順時針數(shù)下去就依次是第一到第九腳。而辨認八腳管的管腳的方法與之非常相似:八腳管的一圈管腳中間有一個圓柱狀的桿,,桿上有一個凸起,,這個凸起叫做“管鍵”,,使管腳朝上,然后從管鍵的指向沿著管腳開始順時針數(shù)下去就也依次是第一到第八腳,;實際上八腳管往往實際上沒有八個管腳,,因為有些不用的空腳根本就沒有安裝上;有些八腳管的底部已經(jīng)標明了管腳的編號,,這樣就更加一目了然了,。管腳示意圖和實物圖如下:
小九腳雙三極管6N3的管腳順序和結(jié)構(gòu)示意圖
小九腳五級管6P14的管腳順序和結(jié)構(gòu)示意圖
小九腳管管腳實物圖
八腳管(雙二極管5Z4P)管腳順序和結(jié)構(gòu)示意圖
八腳管管腳實物圖
其次是電子管管腳對應各極的識別,下面分別參照上圖對雙二極管,、雙三極管和五極管進行說明,。雙二極管5Z4P的第二和第八腳是燈絲供電,因為此管屬于旁熱式,,所以陰極和燈絲短接,;由于短接于第八腳,所以第八腳應該接燈絲供電的地線,,第二腳接燈絲供電的5V輸出,;第四和第六腳是屏極。雙三極管6N3第五腳對應的是屏蔽片,,其它八腳剛好對應左右對稱的兩個聲道,,以左邊為例:第一腳是燈絲供電,第二腳是陰極,,第三腳是柵極,,第四腳是屏極。五極管6P14的第一,、第六和第八腳實際上沒有被使用,,第四和第五腳組成燈絲供電,第三腳是陰極(內(nèi)部已經(jīng)與抑制柵極G3短接),,第二腳是第一柵極G1,,第九腳是簾柵極G2,,第七腳是屏極,。
然后我們要學會如何通過電阻上的色環(huán)識別電阻的參數(shù)。雖說用萬用表來精確測量電阻的阻值往往也是必要的,,但是如果在DIY的時候從一堆沒有標識的電阻里一個個地測量來找出自己要的,,實在是太缺乏效率了。大多數(shù)的電阻上面印著四條或者五條彩色的環(huán),,我們可以先觀察一下處于兩端的兩條色環(huán),,如果有一條色環(huán)的寬度比其他色環(huán)的都要寬、或者是離與其相鄰的色環(huán)的距離比其他相鄰色環(huán)之間的距離更寬,,那么就重新擺放電阻使這一條色環(huán)位于最右邊,,接下來就可以確定電阻色環(huán)的含義:最右邊的這個色環(huán)代表阻值精度,,跟精度色環(huán)相鄰的色環(huán)代表乘數(shù),余下的兩條或者三條色環(huán)代表阻值基數(shù),。具體的顏色與數(shù)字的對應圖如下:
電阻色環(huán)含義示意圖(此圖相關(guān)權(quán)利完全屬于原作者6DJ8,,并致謝)
1/4W、1%的10K電阻實物圖(應先左右翻轉(zhuǎn)再讀)
5W,、5%的100歐電阻實物圖
接下來是普通電解電容的極性識別(而薄膜電容比如前面的幾種容量不到1uF的則是無極性的),。電解電容在使用時必須將正極接高電位、負極接低電位,,如果接錯的話很可能會損壞,。識別的方法是電容外殼上會有一道顏色與外殼底色不同的不太寬的豎立條紋,而緊鄰著豎條的引腳就是負極,。在原理圖里,,電解電容的正極是一個空心的扁矩形,旁邊可能會有標識“+”,,負極則是一條實心的細線,。
還要弄清音量電位器的連接方式。將電位器平放,,使得其引腳朝上,、調(diào)節(jié)柄水平地朝向自己,可以看到引腳呈兩排水平排列,,每一排引腳代表一個聲道,。每排是四個引腳的話,那么沿著從右向左的順序分別是地線,、輸出,、輸入和等響度控制;是三個引腳的話,,那么就沒有等響度控制,。實際上我們所要用到的也只有地線、輸出,、輸入,。
還有耳機輸出插座的三個焊片的含義。找出一個耳機插頭,,將插頭水平向左,,那么從左到右依次是左聲道、右聲道和地線,。插座自然與插座相同,。我們需要注意的是,如果插入插頭時,插座上會有兩個或三個觸片被頂起的話,,那么我們在接入插座時要把信號線焊接到觸片頂起后仍然與插頭保持接通的那些引腳,。
最后讓我們來確認已經(jīng)學會或知道下面這些最基本的東西:焊接方法;電路原理圖識別,;萬用表基本使用,;信號輸入插座的里面是信號線,外面是地線,;三線供電插座上面是接地,,下左是零線(地線),下右是火線(相線),;保險絲和電源開關(guān)都應該接在火線上,;當然還有更多的基本知識。如果有不清楚的,,請大家參看相關(guān)介紹或者請教有經(jīng)驗的朋友,。
相信看到這里,朋友們已經(jīng)和筆者一樣開始手癢了,。好了,,就讓我們——
正式動工
特別提示:“安全第一”。
包含本方案在內(nèi)的很多電子管電路里的供電電壓都遠遠高于安全電壓,,所以特別請朋友們小心操作,,注意安全。如果沒有經(jīng)驗,,請在有實際操作經(jīng)驗的朋友的指導下進行,。
一旦所有需要的工具、材料和元件都到位,,我們就可以動工了,,考慮到可能有朋友從未焊接過電路,所以這里的部分步驟會詳細一些,。建議大家對照著前面的電路原理圖閱讀下面的步驟,,以期真正地從電路圖過渡到實際電路。
焊機的過程簡單說來就是先用粗銅絲搭起一個框架(實際上這個框架也同時作了地線),,然后將各器件直接焊接或者通過焊接連接線來完成管座,、變壓器、耳機輸出插座和地線(框架)之間的,,而整個電路通過電子管管座與電子管管腳連接,;大致順序一般是從前到后,,也就是電源,、前級電壓放大和后級功率放大。直到完成了所有的焊接之后,,我們才會把電子管插上,,然后通電開機進行測試和調(diào)整,。
筆者先給出焊接完成后的機器內(nèi)部照片(由于焊接中的臨時狀況,圖片可能跟表述稍有出入):
內(nèi)部圖片
0.22uF/630V的Solen黑SCR耦合電容
下面的步驟都以筆者本次焊機的具體情況為例來展開說明,,請朋友們在自己嘗試DIY的時候根據(jù)具體情況見機行事,。
事實上,用于搭焊的機箱大多是將各變壓器和電子管管座都安裝在了頂板上,。所以我們首先需要動一動螺絲刀將各變壓器安裝到位(當然如果是在同一廠家訂購了變壓器和機箱就不用自己動手安裝了),,然后是把機箱倒置放置,取下底板,。
然后我們可能需要估計一下電子管的安裝位置,。為了放大電路的對稱,兩支功率放大管可以分別放到電壓放大雙三極管的兩側(cè),,但是筆者所選的機箱上一共有四個小九腳管座,,于是把緊靠八腳管的這個管座空出來不作使用。之所以這么選擇是因為可以離電源變壓器(就是里面那個最大的家伙,,分居兩端的是兩個輸出變壓器,,剩下的就是扼流圈了)和整流管遠一些,減小干擾,。這里我們先做個約定:距離八腳管座最遠的那個小九腳管座為一號,,而最近的那個為四號;距電源變壓器較遠的那個輸出變壓器為一號,,而較近的那個為二號,。
好了,開始動用電烙鐵,。重要提示:在焊接的過程中,,應該通過適當調(diào)整位置或扳動焊片以避免本不應該出現(xiàn)的金屬之間的接觸短路。
請大家注意:(除音量電位器上用的輸入信號線和搭焊地線框架之外)我們在機箱內(nèi)部使用的連接線都是前面提到過的“特富龍銀線”,,為簡便起見簡稱為“導線”,;由于它沒有屏蔽層,所以我們在使用的時候通常保持同一組的互相螺旋纏繞以保證屏蔽,;筆者個人有時習慣將黑線用作高電壓和信號,、白線用作低電壓和地線,一目了然,,也建議大家采用,;“連”或“連接”通常指將導線或元件兩端焊接于特定位置;除電源變壓器輸入的走線和信號輸入插座與音量電位器的輸入信號線要沿著機箱的邊沿走之外,,其他的導線都盡量就近走直線,,長度上稍微多留一點余地就行;在焊接放大電路時,建議先完成一個聲道的完整電路后在進行另一個聲道電路的焊接,,以免左右聲道走線混淆,。后文中都如此所述,請容許筆者不再重復說明,。
我們先完成交流電源輸入和電子管燈絲供電的焊接工作,。在這一段里,除有特別說明的之外,,“輸入”和“輸出”指的都是電源變壓器的輸入和輸出焊片,。交流地線連接方面,我們用導線連接交流電源輸入插座的零線和電源變壓器的輸入地線(一般有“地”字樣的標識)即可,;交流火線連接的通路上有個電源開關(guān),,開關(guān)可能是上下?lián)軛U式或者旋鈕撥段式的,前者很簡單只有兩個引腳,,后者有多個引腳就先把旋鈕撥到開的位置然后用萬用表測量出哪兩個引腳接通,,然后用導線連接交流電源輸入插座的火線和開關(guān)上的前述兩個引腳之一,再用導線連接開關(guān)上另一個引腳和電源變壓器的220V輸入(有“220V”的標識),。燈絲供電方面,,我們采用交流供電:直接用導線連接5V輸出和八腳管座第二腳,同樣再連接5V輸入旁邊的0和八腳管座第八腳,;接著找出電源變壓器的兩組雙3.15V輸出,,“3.15V 0 3.15V”的標識代表同一組雙3.15V輸出繞組,意思是對應的三個焊片分別是3.15V(正相),,中心地線和3.15V(負相),;先用導線把三號小九腳管座的第四和第五腳分別與同一組的雙3.15V輸出的兩個3.15V焊片相連接;然后用導線將一號小九腳管座的第四和第五腳分別與二號小九腳管座的第一和第九腳相連接,,再用導線將二號小九腳管座的第一和第九腳分別與另一組雙3.15V輸出的兩個3.15V焊片相連接,。在整個焊接過程中我們都可以及時地在焊接前后用熱熔膠來固定導線和電容等元件。
接下來我們需要想辦法用粗銅絲把搭焊用的框架給構(gòu)造出來,。不過由于這次的電路比較簡單,,所以基本上一個“工”字形的簡單框架就夠用了。首先我們要搭出一個“二”字形的框架,,一般可以在這么幾個地點里面選出四個作為粗銅絲的落腳點:①一號小九腳管座的中心銅片,、②四號小九腳管座的中心銅片、③一號輸出變壓器的“0”標識焊片,、④二號號輸出變壓器的“0”標識焊片,、⑤八腳管座的一三五七共四個未用管腳中間最靠近①的那個、⑥電源變壓器的雙高壓輸出繞組中心抽頭焊片(就是兩個“280V”標識中間的那個“0”對應的焊片)和⑦電源插座的接地片,,最后采用了前四個地點,。具體說來,,先用直尺測量①②之間的距離Acm,然后加上4cm得到Bcm,,使用斜口鉗或者鋼絲鉗剪下Bcm的粗銅線,在頭尾各2cm的地方折出直角,,然后分別焊接在①②兩點,;接下來如法炮制用粗銅絲連接③④兩點,不同之處在要平行著焊片來焊接,,以增強焊接強度,,所以彎折銅線的時候每一端都需要在平面內(nèi)折出兩個直角,大致呈“乙”字形,。焊接完成后就成了一個“二”字形,,之后再在①②銅絲的中點附近的a點用第三根粗銅絲幾乎垂直地連接③④銅絲,為了增強焊接點的牢固程度,,可以把第三根粗銅絲的兩端都折成小鉤,,這樣可以增加焊接的面積。完成后,,一個“工”字形框架就有了,。我們用導線把⑥點和a點連接起來,然后把電源變壓器上兩組雙3.15V輸出中各自的中心0抽頭焊片用導線連接,,再與剛搭建的地線框架用導線就近連接起來,。由于搭焊用的框架離頂板的距離有3cm左右,而焊接時實際上很可能會有下上重疊出現(xiàn),,所以接下來我們在焊接的時候一般按照從下到上的順序,,這個需要在焊接的時候見機行事。
電源方面,,我們已經(jīng)完成了交流輸入和燈絲供電,,現(xiàn)在就接著完成整流和濾波電路部分。順便說一句,,為了預防粗心讀錯電阻阻值或者萬一電阻失效,,筆者建議在焊接之前用萬用表確認一下阻值。我們把最大的兩個飛利浦藍六角電解電容分別水平放置在機箱空地的兩端,,引腳朝內(nèi),,而且第一腳(正極)位于各個引腳的正上方以便于在此焊接更多的元件,可先使用熱熔膠來固定電容,。將電源變壓器的兩個280V輸出分別與八腳管座的第四和第六腳用導線連接,,用一個100Ω/2W的電阻連接八腳管座第八腳和飛利浦電容第一腳,再用一個100K的電阻連接電容第一腳和地線框架,。隨后用導線連接飛利浦電容第一腳和扼流圈(與電源變壓器相鄰且位于中間的那個“變壓器”)的輸入端(靠近中心的那個引腳),,再用導線連接輸出端和后面濾波電解電容的正極,,電容的負極與地線框架直接用導線連接。實際上作濾波的還有無極性的薄膜電容,,它們是與電解電容并聯(lián)的,,所以我們按照電路原理圖把薄膜電容的兩個引腳分別與電解電容的兩個引腳用導線連接即可。在焊接的過程中,,電容和電阻的過長引腳應該剪斷,。同時注意在焊接過程中應盡量使電容遠離電阻和電子管等發(fā)熱源。在對空間上非常接近的多個元件進行連接時,,可以把要焊接的引腳先擰在一起再行焊接,。(圖中有一小片電路板,這是為了方便并聯(lián)多個小容量電解電容而使用的,,實際上并不是必須這么做)
到目前為止,,大家應該已經(jīng)知道了電子管、變壓器,、電阻和電容的識別和連接方法,,也從前面的焊接講解中了解了怎樣順著電路圖來完成電路的焊接。只要保持足夠仔細,,再加上參照照片,,接下來我們就可以獨立地按照電路原理圖亦步亦趨地完成大部分電路的焊接。
這里特別講一下輸出變壓器(也就是分別位于兩端的那兩個)的連接,。每個輸出變壓器都有四個有用的焊片,,兩兩位于鐵芯的兩側(cè),分別標記為B+,、P和0,、xx(這里的xx指確定的數(shù)字,不一定是兩位),。B+是指整個電源電路輸出的直流高壓,,這個焊片與扼流圈之后的電解電容正極相連;P當然是電子管屏極的意思了,,也就是這個焊片直接與電子管屏極相連,;這兩個是輸出變壓器的輸入,這一側(cè)如果有更多的焊片就讓它們空著不用,。0和xx則是變壓器的輸出,,應該接負載也就是這里的耳機,所以0對應的焊片用導線連接后把導線直接焊接到離耳機輸出插座地線焊片最近的地線框架處(這兩根線在地線框架上焊接在同一點),,而xx對應的焊片則與耳機輸出插座上對應聲道的焊片相連,。如果這一側(cè)只有這么兩個焊片的話,xx的數(shù)值應該與耳機的阻抗比較接近,;如果有更多個焊片的話,,則應該選擇一個跟耳機阻抗相對比較接近的來使用,,其它的就空著不用了。順帶著耳機輸出插座的連接也講了,,不過還有一點,,那就是耳機輸出插座的地線焊片也要用導線與整個地線框架相連接,同時注意這根導線與分別連接兩個輸出變壓器0焊片那兩根導線在地線框架上焊接交匯于同一點,。另外別忘了負反饋這一部分,,應該把6.2K電阻的一個引腳與對應聲道的耳機輸出插座
輸出變壓器
再提一下音量電位器的接法。首先是信號輸入插座和音量電位器的連接,,先準備好長度合適(應該可以隨著線材彈性而沿著機箱的邊線放置)的麥克風立體聲信號線,,用美工刀分別從兩天剝掉2cm長的外皮,,然后把屏蔽層(最外面的一圈銅絲網(wǎng))卷成一束,,再分別把兩端里面的兩根信號線(白線和紅線)的絕緣外皮剝掉1cm不到;然后找兩段前面剪斷的電容或電阻的引腳,,其中一段用來連接兩個信號輸入插座的地線焊片,,另一段用來連接音量電位器的兩個聲道的地線焊片;接著把準備好的麥克風信號線一端的屏蔽層焊接到信號輸入插座的地線上,,然后把白色和紅色信號線分別焊接到信號輸入插座的信號焊座上,;另一端上,再把信號線的屏蔽層焊接到音量電位器的地線引腳上,,最后把白色和紅色信號線分別焊接到音量電位器兩個聲道的輸入引腳上,。然后是音量電位器和電壓放大管的連接,首先向前面一樣準備好一條長度合適(幾個cm左右,,即取直線距離再留一點余地)的麥克風信號線,;接著把一端的屏蔽層焊接到音量電位器的地線引腳上,然后把白色和紅色信號線分別焊接到音量電位器兩個聲道的輸出引腳上,;另一端上,,再把白色和紅色信號線分別焊接到二號小九腳管座的第三和第七腳(6N3家族的兩個柵極)上,最后把屏蔽層就近焊接到地線框架上,。
最后,,我們把機箱外殼接地。為了方便,,可以用扼流圈的一顆固定螺母將一根導線的一端固定在機箱殼體上,,再將導線的另一端焊接到電源變壓器的雙高壓輸出繞組中心抽頭焊片(也就是構(gòu)架搭焊框架一段中的③)上。當然也可以像圖片中那樣專門使用一根粗銅線來連接搭焊框架和機箱外殼,。
講了這么多,,相信大家已經(jīng)可以完成焊接工作。仔細檢查之后,,就可以將機箱翻轉(zhuǎn)過來,,記得搖晃幾下把殘留在里面的金屬碎屑等抖出來,。不過不要急著蓋上底板,因為我們還有最后的一點工作要做——
最后調(diào)試
特別提示:開機之前一定要確認耳機已經(jīng)插上,。
考慮到安全因素,,在帶電調(diào)試電路過程中,請注意避免雙手同時接近機內(nèi)連接線,,在測量兩點之間的直流電壓時,,可以分別測量兩點與機箱外殼之間的直流電壓,然后求得所需值,。如果要更換元件,,請確認整機電源已經(jīng)切斷;在檢查問題時,,如不必要接通電源的話就切斷電源,;調(diào)試時每次開機之前,都請檢查一下是否可能因為觸碰等等原因而出現(xiàn)短路,。
應該說,,一個焊接裝配完成的電路必須經(jīng)過調(diào)試才能夠真正投入實際使用。方便起見,,正常情況下在這里我們只要測定一下電源輸出電壓和各個電子管的工作點即可,。下面筆者都是以自己 的機器為例來說明。
首先插上電子管,,在測試時,,最好能保持整機底部朝上,不過要小心電子管的頂部是否可能被壓到,,可以用書從合適的位置把整個機箱墊高,。然后連上電源,把耳機插進耳機輸出插座里,,再戴上耳機,,最后把音量電位器關(guān)到最小,就可以開機了,。
開機的時候變壓器罩如果發(fā)出輕微的震動聲是正常的,,之后電子管的燈絲會很快亮起來。通常這個時候我們還會從耳機里面聽到“嗡嗡”交流聲,,然后在隨后的幾秒鐘里逐漸變小,,這是因為電子管和輸出變壓器中的電流有一個逐漸穩(wěn)定的過程。通常只要焊接的過程完全正確,,一般就不會出現(xiàn)嚴重問題,,不過在剛剛開機的時候我們還是應該注意觀察一下有沒有明顯的異常情況發(fā)生,比如有電子管燈絲沒有亮起,,電子管屏極(最外面的黑色金屬板)發(fā)紅或者是有元件燒壞的不正常氣味等,。當發(fā)現(xiàn)問題的時候,,我們首先要用萬用表電阻檔檢查有沒有不應該存在的開路(即斷開)和短路,如果有元件燒壞的話要立即替換后重新檢查,。
如果燈絲沒有很快亮起來,,那么就應該關(guān)閉電源,然后對照前面焊接部分的說明來檢查燈絲供電和供電繞組中心抽頭接地是否有錯,;如果正確的話就用萬用表測量一下電子管燈絲的電阻,,如果電阻在幾百歐以上則說明燈絲有問題(當然這種狀況發(fā)生的可能性相當小),;還是沒有問題的話就開機用萬用表交流電壓檔測量電源變壓器的燈絲繞組是否有故障,,測量方法是用黑色表筆接機箱金屬處或者搭焊框架,紅色表筆接所測位置,,下同,。
燈絲都正常亮起的話,我們再用萬用表直流電壓檔測量電源輸出高壓B+,,這時應該測試與輸出變壓器B+焊片相連的飛利浦電容的正極與機箱外殼之間的電壓,。測出來的值應該在300V或者多一點點,,如果偏高的話,,可以選用稍大的阻值的2W電阻來替換原先的100歐電阻,直到B+的值比較正常,。
如果功率放大管屏極發(fā)紅的話,,在確認B+正常的前提下,分別檢查與功率放大管陰極和電壓放大管陰極相連的電阻是否正常,,同時注意排除短路可能,。如果都沒有問題的話就用萬用表直流電阻檔測量輸出變壓器B+與P焊片之間是否短路或斷開、連接耳機的兩個焊片之間是否短路或斷開,,只要有一個短路或者開路就是輸出變壓器不正常,。還是沒有發(fā)現(xiàn)問題的話就用同樣參數(shù)的電容替換與陰極相連接的電解電容。
如果在耳機里聽到莫名其妙噪音(不是“嗡嗡”的交流聲)的話,,要首先檢查與電壓放大管陰極相連的幾個電阻是否正常,,沒有問題的話則要檢查其他電阻、變壓器和B+電壓值是否正常,。
前面已經(jīng)說過,,通常只要焊接的過程完全正確,一般就都不會出現(xiàn)嚴重問題,。比較容易出現(xiàn)的一個小問題是交流聲,,耳機里面始終有“嗡嗡”的聲音。這時我們要立即檢查各處接地(也就是與搭焊框架相連接的焊點,,主要是電源變壓器各個“0”標識焊片,、電位器地線和機箱)是否穩(wěn)妥,。如果沒有焊接問題的話可以嘗試更換部分接地點的位置、改變機內(nèi)導線的捆扎,,通過這樣的嘗試,,問題應該可以得到緩解或者解決。當然還有可能是電源變壓器的漏磁干擾了輸出變壓器,,如果能把變壓器移到離電壓變壓器遠一些的地方往往可以解決,;還可能是家中三線供電插座的接地并不好,這個就不是我們能輕易解決的了,。
如果上面的問題特別是交流聲都沒有出現(xiàn),,那筆者可要恭喜了。不過不要忘了檢查高壓B+的電壓值,。
接下來我們用萬用表測量一下電壓放大管的屏極和陰極之間的直流電壓,,也就是第四與第二腳之間的電壓和第六與第八腳之間的直流電壓,如果兩者相當接近,、都是比較接近而不超過150V就正常了,;再檢查一下電壓放大管的屏極電流,也就是分別測量與第四腳和第六腳相連的100K電阻兩端的直流電壓,,再除以100K的電阻,,得到的電流值在5-7mA就可以了,電流如果偏大的話則可以用稍大阻值的電阻替換10K電阻,,偏小的話就用導線把10K的電阻短路掉,,之后再測量看看。在測量的時候,,請注意所測量的必須是雙三極管的同一聲道的各個極,。
用萬用表測量一下功率放大管的屏極和陰極之間的直流電壓,也就是第七與第三腳之間的直流電壓,,如果在比較接近而不超過250V的話就很好了,;再檢查一下功率放大管的屏極電流,也就是測量與第三腳相連的220歐電阻兩端的直流電壓,,然后除以220歐,,得到的電流值以在35-40mA范圍內(nèi)為好,電流如果偏大或者偏小就用阻值稍大于或者小于220歐的功率2W的電阻來替代原先的220歐電阻,,替換后還要在重新測量看看,。
這些步驟都完成了之后,接上音源,,再放上一首熟悉的曲子,,這時的你相信會遇到驚喜的。
這個電路還有可以完善的地方,不過需要我們扎扎實實地學習過電子管放大器設計和模擬電路基本知識之后才能完成,,這應該是我們的進階目標之一,。
好了,歡迎進入奇妙無窮,、博大精深的音響DIY世界,。