再次制作和田茂氏前级放大器

-.z.1．为什么要再做和田茂前级前级放大器的作用是对来自音源的弱信号进展放大和/或阻抗匹配再送入后级功率放大器。由此作用可知，在一套音响系统中，前级非常重要。它的好坏对整套系统的音质、音色起着决定性的作用。在发烧友中历来就有"前级出声、后级出力〞之说。电子管前级因没有胆后级价昂难做的输出变压器，元件也较少，历来是胆机发烧友们的竞相制作的对象。然而，做出一台音质、音色俱佳的好前级却决非易事，因前级的放大对象是微弱信号，又处在系统的前端，它的些许音色变化和音质失真均会对整个系统的声音产生严重的影响。所以，它往往被发烧友称之为"出声容易校声难〞。以本人为例，虽然也做过几台前级，但仍对其心存畏惧。但DIY的精神就应是不断挑战自我、不怕失败，不断实践。在有限的条件下精益求精,穷其心智和技艺追求完美的作品。在DIY胆机发烧友的制作实践中，被大家做的比拟多的前级有SRPP、马兰士7、马蒂斯、Audio-Note7、和田茂氏等线路。上述几个线路我大都做过，也在不同场合听过其它烧友或厂家的机器，应该说是各有千秋，这一点胆艺轩的文章"经典电子管前级线路的特色"文和"高保真音响"1996.10期何远大先生"5款常用电子管前级各有不同音效"的文章应该说总结的较为全面了。在这几款线路中，让我最钟情的还是和田茂氏线路。喜欢它的原因有：〔1〕其线路、构造合理、完善，〔2〕声音比拟平衡、全面，〔3〕噪音控制比拟容易。上图为发表于日本刊物ラジオ1969年2月号上的和田茂前级(含RIAA及线性放大)

由上述线路分析可知：和田茂前级放大器从本质上讲还是Marantz7

的变型。在当时，它的设计思想颇为先进，如：①废除了音调控制电路以及其它滤波器；②输入输出端子全用金属插座而不采用针型插孔；③不再采用以母线一点接地而改用就近接地；④除信号外，不让一切交流分量流入底板；⑤注意控制残留噪声⑥准确设定均衡曲线。实际上，这些原则在目前现代电子管前级放大器上仍正在广泛应用。和田茂前级放大的第３级采用的SRPP是其精华所在:

它提高了放大器对重负载的驱动能力,降低了输出阻抗,也解决了阴极输出器在降低输出阻抗时引出的高频最大输出电压下降问题。第一次做和田茂前级约在10年前，我按一老烧友手绘的线路图。此后，又在"音响世界"总第23期拜读了洛航先生的"三款经典前级的比拟"，这是我国音响杂志上较早介绍和田茂的文章。它系统地分析比拟了其工作原理、声音特点。还介绍了印板图和电源线路。回忆起来，这些年我陆续做过8台不同的和田茂前级。其主要差异在电源线路，机箱构造，布局以及元器件选用上。是利用四个机箱不断改良变化而来。它们是：〔1〕晶体管整流、CRC滤波、交流灯丝、E型电源变压器、印板焊接、合体机箱。〔2〕晶体管整流、CLC滤波、交流灯丝、E型电源变压器、印板焊接、合体机箱。〔5〕晶体管整流、CLC滤波、充气二极管稳压、交流灯丝、E型电源变压器、印板焊接、合体机箱。〔6〕晶体管整流、CLC滤波、晶体三极管稳压、直流灯丝、环型电源变压器、印板焊接、合体机箱。〔7〕晶体管整流、CLC滤波、VMOS稳压、恒流源直流灯丝、环型电源变压器、印板焊接、合体机箱。〔8〕胆整流、CLC滤波、晶体三极管调整、胆取样放大稳压、交流灯丝、环型电源变压器、电源局部印板、放大局部搭棚焊接、分体机箱。〔9〕胆整流、CLC滤波、胆调整、胆取样放大稳压、E型电源变压器、全搭棚焊接、交流灯丝、分体机箱。〔10〕帮朋友按第〔7〕方式又做了一台,阻容元件及机内线不同。现在回想起来，当时的制作多是幼稚和盲目的，不怕大伙笑话，最初的一台机器机箱是我用0.5mm的镀锌铁皮自已折的，元件也多用的是一些低档拆机件。此外，本人身处内地。见识和交流都有限，系统其它局部也只能算是一般。早期的制作在声音上、工艺上确实不敢恭维。但这些不成熟的实践也使我初步了解了和田茂前级的声音特点及电源、元件、机内线材对其声音的影响。随着时间推移，金钱消耗和经历的积累，我对和田茂前级的改良欲望有增无减，制作的投入也随之增加，后期制作的三部机器也被我及朋友抱到不同地方去试音，包括与一些商品胆前级比试。后两款机器在声音素质上应该说也到达了一定的水准。按一位曾经营过胆机的JS朋友说："抵的上**牌的中档前级了〞。然而，在听过一些较高档前级后，对我的土炮和田茂的不满之情又油然升起，虽然说它的声音较平衡和大气，但在高频的细致和飘逸，韵味和大动态时的层次、线条,气势上还存在较大的缺乏。人说，挑战并战胜自我是所有事情中最为困难的，如何在原来的根底上更上一层楼这个问题三年来一直困扰着我。其间也陆续做过一些其它的前级，但客观地说，还没有一部超越三年前的那一台和田茂。两年前，我买了电脑，上了胆艺轩，在坛上结识了诸多高水平的胆机发烧友，从他们身上我吸取了许多制作胆机的理念和技艺，也感受到了高手们虚怀假设谷、实事求是、热情助人的风范。更弥补了我身处内地，见识和交流缺乏的缺憾。在广阔胆友的帮助、启发下，重新再做一台和田茂氏前级的热情又再次燃起。2．一些总体思路既然有了前面的经历教训和超越自我的念头，这一次制作前的构思是非常缓慢和痛苦的，不同的线路、布局、元件选用、机械构造，要加强什么？防止什么？到达什么？无数的排列组合、想法交织在一起，化不掉、解不开。有时甚至到了夜不能寐的田地。在这期间更得到了不少胆友富有实际意义和无私的指教和帮助。心存感谢啊！这次做和田茂前级，总体上的构思是：〔1〕用后期制做中较成熟的胆整流胆稳压、，CLC滤波，E型或C型铁芯电源变压器的电源线路。〔2〕在充分弄清各种元器件线材性能和对声音的影响下，有的放矢地选择品牌和取值。〔3〕本着"哪怕有微小的改良，也要去做〞的原则，认真处理每一处细节。〔4〕根据前级系放大微弱信号这一特点，着重在减振、避振上下功夫。〔5〕采用合体式机箱、裸机方式。〔6〕最终的声音应是较平衡、工整、细致、大气,音乐感好的。3．实做线路更正:在负反响回路串有3μ/400V电容,图中未画出.图2整机线路图准确地说，这款线路并非开场的线路，是在校声完成后整理而成。其电源线路是参考电子管仪器稳压线路设计，并在屡次装机试验中不断修改完善的。电源在一台放大器中的重要作用已为广阔发烧友所认同和重视。有一种颇为流行的说法是:放大器实质上就是台电源调制器!端的是言简意骇,一语中的。在我的学习和实践中体会到,一个放大器及其供电电源必须做为一个有机结合的整体考虑。从*种意义上说:在声音取向确定后,*个放大线路必然只有少数几个和它最合拍电源。单独说**线路什么声音是不够全面的,而应结合电源一并表达。个人理解放大局部与电源结合后就处于一个相互调制、相互作用的状态,这个相互作用的"度"就决定了放大器最终的声音,窍以为是一个系统阻尼状态问题,过阻尼或欠阻尼均很难到达平衡工整的声音或到达非常个性化的声音。这一阻尼状态会在声音的回复时间等特征(瞬态、控制力、速度感及各频段速度一致性等)上直接表达出来。所以在线路构造设计、元件类别及参数选取和校声阶段均应格外注意二者之间的搭配。比方说内阻很低纹波很小线性极佳的开关电源与*些放大线路配合后就有高频过亮、过快、不耐听的问题,*些机器使用开关电源后靓声必然在其一或二者上采取了相应措施。按我不完整的实践,为使问题简单化,宜遵循"线路要简单，电源要准确(这样一来势必复杂)〞这一设计制作前级的方针。这点与简洁至上这一原则似有矛盾。但窃以为简洁至上是一个战略方针,落实到具体制作上还应具体问题具体分析。由图可见：〔1〕本机电源使用了双节CLC滤波以提高滤波效果,在扼流圈电感量和电容容量上做了相应的考虑。在以往的实践和与发烧友的交流中，感到这两个元件的品质和参数对声音的走向至关重要，它往往影响着声音的平衡，瞬态响应和速度。做为电源和电压的储能器件，必须在选取和取值上予以高度重视，比方在电感量和电容量取得较大时，声音会变得较厚，但却是一种不自然的"厚〞，同时，瞬态和速度降低，声音显得较"死〞。而过小时，声音又会向反方向开展。当然，扼流圈又分E型、C型〔或双C〕、干式和油浸。滤波电容又有油浸、电解、薄膜之分。它们也代表了不同的声音取向。反响到取值上也有不同的讲究。所以终究如何取值，还是要具体情况具体分析。〔2〕取样放大管采用了6J9〔6688，E180F〕，它的特点是跨导很高，到达了17.5mA/V,

在锐截止五极管中应是最高的之一。由跨导这一参数的定义可知，跨导高的管子，取自输出电压的栅极电压变化会很"灵敏〞地反映到其屏流变化上进而控制调整管的工作状态以保证输出电压的高度稳定性。当然，跨导高的管子在应用上也存在易受干扰，易自激等缺陷，这就要在线路设计上、制作工艺上采取相应的补救措施才行。同时也设计了EF86电路做为备选试验方案。〔3〕调整管准备了国产6C19和GEC

A2293，这两只管子都是低内阻三极管，在稳压器上应用广泛。6C19阳极电流为105mA，A2293为120mA,6C19的阳极最大耗散功率11W,A2293为15W。整个线路构造称得上是一"标准〞的胆稳压线路，在以前的电子管设备、仪器上被广泛应用。〔4〕在本机上采用"外取样〞方式，即直接在放大器的B+输入端取样,这样可减少线路损耗，确保电压的准确、稳定性。此外，也在防冲击、浪涌、干扰上采取了相应电路、工艺措施。4．布局布局有许多观点和流派，但我尚未见过有一个统一而有科学依据的理论学说及系统试验数据来支撑它们。依在下之管见，应考虑四个方面：〔1〕信号放大回路和电源供应回路的走向泾渭清楚、合理。〔2〕机械重心平衡，机械振动的影响较小。应尽可能地将受振动影响最大的弱信号放大管置于振动源的中性轴(或点)或较远处。〔3〕美观，操作和安装维修方便。按照以上原则，本机布局如图2。由图可见，这次的布局遵循以下具体原则。〔1〕信号放大回路远离电源局部。〔2〕信号放大回路和电源回路线路走向流畅，无往复、穿插。〔3〕机械重心在前、前方向根本平衡,放大局部远离振源。致于是否美观，恐怕会有诸多的见解，在这儿就不罗嗦了。图3布局示意图有人会问，为什么不采用分体机箱设计？许多发烧友的实践〔包括在下本人〕、文章和厂机都说明采用分体机箱设计可很大程度上减轻电源和放大器之间的电磁、振动干扰。也可以不受或少受一个机箱的体积限制，把各自局部〔尤其是电源〕做的完善一些。但按我之管见，分体设计也存在一些弊端：比方搬两个机箱不如搬一个方便，对发烧友DIY的机器，反复折腾调整是经常性的，所以，这个缺点也不容无视。再如电源与放大局部之间的过机连线，虽然这条线只有0.5~1m长，但它的材质，屏蔽也是一个不可小瞧的问题，再加上两个机械连接的头、尾插，其接触电阻、连接可靠性，都曾令我头疼过。从玩机步骤上考虑，此次做的和田茂还是台试验机。故没想能机壳上过多投资。5．减震措施众所周知：放大器，尤其是放大微弱信号的前级，对振动是十分敏感的。有害的振动轻者可劣化声音，造成附加音，重者会严重影响信噪比，甚至造成自激使机器不能正常工作。所以，无论是厂机还是土炮发烧友DIY的机器都在减震上采取了很多措施。按我实践的体会及观察，这些措施归纳起来，无非是刚或柔。或刚柔结合。比方，有些机器采用了厚铝，厚铜，甚至是铸铁等高刚性材料来做机箱或盘面。这应归于"刚〞之列。又如，有些机器采用木质机箱，或用弹簧、橡胶来减震。或在机箱较空处贴皮革、毛毡、橡胶来吸收振动。这些，管见可归于"柔〞之列。还有"低重心〞避震法,通过布局减小震动影响等等。上述种种，都是发烧友们在不断的实践、理论分析总结中得出的经历。具体到我制做的这台前级又采取了什么措施呢？在方案阶段，我也考虑过无数种可能的方式。比方用铝合金铸造或焊接、加工一个机箱，但它超过了我的预算和时间允许范畴。再比方说，也想过把电源和放大局部做成"半柔性"连接......。都因种种困难没能实施。最后用的招实际是"刚、柔〞结合的方法。大致如下：〔1〕把电源变压器这一最大的振动源先安装在一块厚铸铝板上再与机箱连接。〔2〕把放大、稳压局部的电子管先安装在一块厚铸铝板上，再通过弹簧与机箱相连。并采用低重心安装。〔3〕整流管也是先安在一小铝板上，再用(2)方法与机箱连接。〔4〕前级放大器的"咽喉〞—电位器采用了与〔1〕相似的方式。〔5〕机箱底盘使用2mm钢板，盘面采用了3mm铝板防止了因板材过薄引起的振动。〔6〕对放大局部的盘面考虑该部位对振动的敏感性在其下面贴上了橡胶板。〔7〕变压器与厚铝板，扼流圈的固定采用螺钉、弹簧垫圈防松动。〔8〕放大管12A*7加了屏蔽防震罩，虽然这方法牺牲了一些外观上的"美观〞〔看不见电子管工作时的光辉〕，但从试下来的情况看，从背景的宁静程度、细节等方面改善效果明显。6．元器件这是DIY发烧友们感兴趣和争论最多的话题之一。对这个问题，个人管见是：不要过分迷信*一种或一类元件在声音上的效果，必须通过合理搭配，有的放矢的应用才能到达应有的效果。在本机制作上：〔1〕电源变压器用了一只折自英国旧仪器上的双C变压器。当时选它的意图一是它的电压很准确〔如次级高压绕组的对称性很好〕，再者也想试一下这种从构造上介于E型和环型之间的变压器用在和田茂氏前级上的效果。〔2〕扼流圈为两只PARMEKO牌的油浸双C8H/30mmA扼流圈。〔3〕滤波电容Mallory和Sprague，在容量取值上做了反复的试验确定。〔4〕放大局部的电阻全用了IRC，电源局部全用了RJ五色环电阻。〔5〕耦合电容：Solen。〔6〕退耦用的电容也做了些试验。〔7〕音量电位器为Nobel2×250K。〔8〕机内信号线、电源线用Kimber8TC喇叭线线芯，一些次要部位使用一般工业用多芯铜线。灯丝线用QZ漆包线绞合。〔9〕RCA插座为CMC。电源插座、开关、保险管座、管座，选了一些被以往装机验证可靠耐用的品种。7．焊机全搭棚焊接，见下列图。图4内部局部照片图5内部局部照片图6内部照片根据我的实践和观摩一些发烧友焊的前级，我觉得焊前级与后级应该有所区别：〔1〕应尽量减少和缩短连线，可能的话尽可能采用"点对点〞焊接，这样可减少不必要干扰和音染。〔2〕接地宜采用"星型接地〞方式，不宜采取长母线接地方式。此举可有效减少交流噪声。〔3〕严格注意两声道元件排布和接线长度、走向的一致性，它对左右声道的平衡和音像定位有至关重要的影响。〔4〕对易振动较重的元件固定应足够重视。以免引起有害的振动。〔5〕严格做好隔离屏蔽.8．测试及校声图7和田茂前级测试这次前级制作分为两步,第一步先焊好电源局部,在其技术指标调试满意后再焊制放大局部。这样做的目地是防止电源和放大局部问题混在一起使调试校声复杂化。电源局部调试稳压电源按图焊好后,先测试了稳压前后的纹波差异以及稳压电路本身的工作点、元件参数对负载变化及输出电压、纹波的影响,但在纹波测量过程中,碰到毫伏表的表针摆动,无法准确读数的问题。问题的发现过程:按设计电路焊好电源局部后,接入假负载,调到额定输出电压,使用GW

GVT-427毫伏表测试纹波,但在测量时发现指示在20mV-70mV之间以1-2Hz频率摆动,无法得到一个准确读数。先断开滤波与稳压部份,单独测了滤波部份,发现问题主要出在滤波上,先后更换了电容,改变了电容值,把扼流圈用其直流电阻2-3倍的电阻替代,在电解电容上并联薄膜电容,毫伏计表壳接地.........等措施.这些措施采用后,对摆动有影响但未能根本解决,其中,增大电容值及在电解电容上并联薄膜电容似乎影响较大.又换了另一台厂机(仅滤波未稳压)做了一样方法的测试,一声道摆而另一声道不摆.但使用示波器观察却不见此摆动.

在这种情况下我开场疑心这台427交流毫伏表是否因其灵敏度高,可测试频率宽导致甚低频及高频信号也被测出,而这些频率的纹波变化引起表针摆动"用手头890+数字万用表用其交流档(上限400Hz)测试测不到摆动.但是890+表的精度有限,不能做为测试依据。遂买了块FLUKE15B万用表,借了个自耦变压器,又进展了上述的测试.结果仍与GW

GVT-427毫伏表测试相似------纹波值较高且波动。在这种情况下,判断原线路设计不十分合理。遂重新设计调整了稳压局部线路------改变了基准稳定电压/取样放大管帘栅级分压网络..........再次做了调整测试,结果如下:

1.电网电压变化对输出电压影响(电压调整率):电网电压/输出电压(V/V)220./277.0210/276.9

200/275.8230/277.0240/277.0;

2.负载变化对输出电压的影响(负载调整率)

用自耦变压器调定电源进电压220V,负载电阻在12.4K-20K间变化,输出电压277.0-277.1V;

3.纹波:用15B测2.2mV(稳定),用427测摆动;

4.此时用15B/427测稳压前经滤波直流电的纹波,均在一定范围摆动;

5.输出电压调节范围230V-299V。故此可见,设计良好的稳压电路可有效降低纹波,改善电源外特性,稳定电压.整机初步测试放大局部焊好后先通电检测一下各工作电压，无异常后做了初步测试，测试用仪器〔使用50KΩ电阻做假负载〕〔1〕信号发生器：SAMPOFG1617

〔2〕示波器：KIKUSUICOS5041

〔3〕毫伏计:GWGVT-427

〔4〕万用表:FLUKE15B数字式、MF14指针式。校声过程校声初期先试验了稳压局部不同的取样放大管和调整管组合:

组合1:E180F+6C19

组合2:EF86+A2293

组合3:E180F+A2293

其中E180F和EF86试用了多种品牌。这三种组合均可到达预定的技术指标,但在声音上却有较大差异。经反复试验最后确定为组合3,与之