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天进音响Bewitch SN3008牛前级剖析
时间:2009-3-10 12:51:52  来源:摘自2009年《无线电与电视》1期 郑国川  点击:16044

  上世纪中期,音响放大器前级系统发展到顶盛时期,为了兼容当时五花八门的声频信号的重放,前级系统的电路越来越复杂。在数字光学录音出世以前,声频信号的声电转换`传输采用多种不同的软件和相应的重播设备,使其各有不同的输出特性,仅信号电平可从1mV以下到最大近1V,输出阻抗可从几Ω到几百KΩ。重放频率范围虽均为声频,但各种录音`传输设备为了改善重放效果,都采用不同的录音频率特征电路予以校正,欲在重放中还原,则放音过程必须采取与录音相反的校正特性。为了使音响放大器能兼容所有信号源的重放,前级放大器系统除输入信号选择开关以外,还需设有针对各种信号源的输入阻抗匹配电路、电平预校正电路,以及放频率特性校正电路。对特殊录音软件,为了防止大信号过荷失真,录音中还加入音频动态压缩电路(黑胶唱片、电影胶片),放音过程中必须采用音频扩展电路予以还原。
   数字录音技术的成熟,完全改变了信号源的录放流程。以目前的CD片而言,其宽频响、大动态、高保真、高输出达到前所未有的高水平。因CD录音过程中无需任何校正电路,所以重放过程可以简单的直接进入宽带放大器,除音量控制以外无需任何调控、校正电路。近年来,CD成为音频重放的主流软件,音响放大器几乎成为CD重放专用机,消费者几乎极少拥有其它音频信号源,在此环境下,音响放大器生产商也将音响放大器简化为极简单的宽带高保真放大器,成为名符其实的专用CD重放机。此类放大器设有输入选择开关,以便选择不同的信号源。即使只用于CD的重放,前级放大器是否就可以淘汰?非也,CD的重放不仅没有淘汰前级放大器,反而对前级放大器提出更高的要求,设计前级放大器电路,必须考虑以下几点:
   1. 适中的电压增益。CD重放输出信号峰值可达2VRMS,将前级放大器的输入灵敏度取其1/5(400MV),正常情况CD输出电平控制在1/3以下,输入前级放大器的放大电路,有利降低机内的失真。因此,CD重放加入20dB前级系统是有利的。
   2. 前级放大器输出级应有低输出阻抗特性,以保证大动态信号的驱动力能力。CD信号的动态范围已近100dB,是目前录音软件的极限。为避免峰值信号时产生附加失真,前级放大电子管宜选用低µ、低内阻三极管,如不采用负反馈电路,不宜采用µ»40的高µ管。
   3. 前级放大器应有高的信噪比,CD机的信噪比一般都是90dB以上,为避免破坏如此宁静的环境,前级放大器应有90dB的信噪比。这对前级放大器的屏蔽和电源的宁静度提出高的要求。   
    天进音响上述理念为原则,在目前音响发展的基础中,设计出适合新形势需要的前级系统。电路设计准则是,全力发挥CD软件重放的高保真、宽频响、大动态、的优势。前级放大器的电路由两大部分组成:
   1. 宽带平衡/不平衡驱动放大器,提供所需主通道增益和宽带大动态平衡/不平衡输出。输出级采用A类单端变压器藕合。
   2. 整机供电采用双150VA的电源变压器,提供充足的能量,三级直流放大器控制调整管300B组成的高压400V直流稳压器,以及向该机全部电子管灯丝提供直流供电的12.6V稳压器。
   以上两大部分的电路特点介绍如下:
   宽频放大器的特殊设计
   该前级的放大基本电路是:第一级12AU7 SRPP放大,第二级12AU7并联与变压器组成单端输出,两级之间直接耦合。第二级12AU7内部并联目的是使该级的屏极电阻降低一倍以更好驱动变压器,拓展频宽。第二级的放大电路形式与300B单端功率放大无异,只不过输出功率极少,但驱动后级足够。
   纵观整个放大线路,一级和二级采用直流耦合,整个放大线路没有一颗音频耦合电容,消除了电容对声音的音染,还原纯正“牛”的声音。故该机输出变压器素质是整机成功的关键之一,下面我们就来分析分析输出变压器的特点:
   变压器的压变比为25:1    输出负载阻抗600Ω。为什么选择压变比为25:1?对于25:1变压器输出负载阻抗600Ω反射到初级的阻抗为375K,375K的负载对于12AU7分流相当小几乎恒流工作,12AU7在250V屏压,8mA屏流下几乎是恒流工作,也是恒µ状态,此时的失真率几乎为0。同样的条件5:1输出负载阻抗600Ω反射到初级的阻抗为15K,此时的12AU7负荷很重,工作在功率放大状态,在输出2VRMS失真率达0.2%。用25:1的变压器12AU7的负载更轻,可以说12AU7不用力。在这种状态下12AU7的优秀表现是必然的。12AU7驱动25:1变压器的表现优良,SRPP电路1.36VRMS就可达到满功率输出,在输出1.36V时SRPP电路的失真率也极低。那些失真率高的电路将会失去透明度而不可取。
   照此推断更大的压变比不是更好?比如66:1,选择66:1的变压器,按前级的要求输出的电压应大于2VRMS,那么变压器的初级应提供132VRMS的电压,这个电压对于绝大多数小功率信号放大管都是行不通,25:1是理想的选择,在输出的电压2VRMS,变压器的初级应提供50VRMS的电压,这个电压对于绝大多数小功率信号放大管都力所能及,而且留有余量。变压器组成单端输出必需选用低内阻的三极管,低内阻三极管的放大倍数大都在15-22之间,常用有12AU7,5687,12BH7,6SN7。该前级选用12AU7并联,放大倍数17。对于25:1变压器本级的增益是0.68倍。通常希望前级有大约10倍的增益,那么第一级的增益应有14-20倍。这个增益12AU7也可满足要求。为了得到比较纯变压器的声音,取消偶合电容,两级直流偶合无负反馈,以减少音染。第一级的电路形式非常讲究,首先直流稳定性高,失真率小。SRPP电路就非常适合,因为SRPP电路对于直流漂移有很好的抑制作用,12AU7做成SRPP稳定性高,失真率低,增益有14倍,选25:1变压器作输出前级的总增益约10倍。
   高压变比的变压器能有出奇的效果归功于初级的交流阻抗高, 25:1变压器的性能对整机的表现力有至关重要影响,25:1变压器的性能由三大指标来决定:1.频宽2.线圈直流电阻3.输入容限。
   频宽主要由变压器的三大参数来决定:初级电感量,分布电容,漏感。对于三大参数每一个都互相矛盾,增大初级电感量同时也增大了分布电容和漏感,减少了漏感同时也增大了分布电容。25:1变压器输出负载阻抗600Ω反射到初级的阻抗为375K,375K的阻抗要重放7HZ的低频大概需要150H的电感量,无论矽钢片有多么好的性能,绕组的圈数总要几千匝,况且矽钢片中还要留出磁缝以抵抗磁饱和,单端变压器比推挽变压器难做就是多了一条磁缝,同样的线圈,单端变压器比推挽变压器的电感量小。几千匝的初级绕组寄生的分布电容和漏感是一个巨大的数字,使变压器的高频性能变得很差。如何减少漏感和分布电容这是非常考设计者功底的事,天进音响采用独特的绕法,使之达到了7Hz-70KHz-1dB的惊人频宽。
   为了变压器具有平衡输出,特别绕制平衡次级绕组。平衡次级绕组的要求是无论在任何频率都要平衡,即使在可闻域以外,在测量很多厂家的平衡输出变压器,都发现在高频的某一频率开始出现两臂信号不对称。这是漏感和分布电容的不对称引起的现象。解决方法是绕组的结构必需对称,也就是两个绕组的绕制必须具有同等精度。如何保证精度,要靠高精度的绕线机,高素质的操作员,高稳定的温湿度。实测该在变压器7Hz-100KHz-1dB对称度达到100%。
   线圈直流电阻是越小越好,小到什么程度才达到目的,一般说来希望小于交流阻抗值的十倍,这样它的损耗就可以忽略。25:1变压器的初级阻抗375K直流电阻2.2K,次级阻抗600Ω直流电阻26Ω。不要以为前级就不要高的阻尼系数,它和后级一样有控制力的问题。高的阻尼系数有利于前级控制后级,令音场稳定。
   输入容限在MC升压牛中非常讲究,但凡铁芯都有磁饱和,磁化非线性会使声音大小变化时失真率不一样,出现音场不稳定,严影响动态。选用高磁饱和的钢片,并增大铁芯的体积,使工作点远离磁化非线性区。高品质铁芯足以远离磁化非线性区。

   电源的特殊设计
   电源在前级中的重要性是举足轻重的,一切信号的还原再生均来自电源。很多顶级前级无不例外的对电源上下足工本,可以说放大部份做的再好,没有优秀的电源做保障,也会功亏一篑。Sn3008的稳压电路在整个前级电路占去2/3的位置,可见设计师对电源的重视程度。
   前级放大要求电源低噪音,低内阻,高速度。该前级由于放大线路采用两级直流耦合,对稳压电源高稳定性提出了更高的要求。选择真空管高压稳压电源就非常合理的,一般真空管高压稳压电源都是一级高放大倍数误差放大,然后直接推动调整管,这种方式的速度不高,高放大倍数的真空管内阻都比较高,而调整管的输入电容比较大,致使高频响应差。要达到高速度就要重新设计。速度对前级为什么这么重要,主要影响前级的动态。除反应速度外,电源的频率特性还与电源输出阻抗有关,既然是输出阻抗,即不只是电源纯直流电阻,而是与频率有关的交流阻抗。稳压过程的输出阻抗与稳压器中控制放大器的频率特性有关,当此放大器频响上限较低时,负载电流的变动频率超过其频响,形成采样放大器失效,稳压性能降低,甚至失效。理论上说线性稳压器的频率特性,上冲、下降速度应与放大器的性能相适应,才能发挥其稳压效果。
稳压电源原理上也是一功率放大器,它有着功率放大器的一切特征,其中频率响应就是稳压电源的速度。那么高速度的高压稳压电源就是一台宽频响的直流功率放大器。按照这种理念,稳压电源采用低噪音、低内阻的6922和12AU7组成的两级差分误差放大,产生足够的放大倍数,再由12AU7阴极跟随器驱动调整管300B。它的开环带宽为0-30KHZ,闭环后超过100KHZ。调整管的要求是低内阻,可以做调整管的真空管很多,如2A3、6080、6336,选中300B是它的音色合300B的功耗巨大,为保证充足的电能供给,采双电源变压器。
讲究的内部搭棚工艺
    全机电路原件采用古老的钩式搭棚,钩式搭棚的特点是,钩好以后零件脚已经相通,和现代的搭棚方式不同,现代的搭棚零件脚要靠焊锡来连接,这样做起来会快很多,但并不是搭棚方式初衷,跟线路板没有本质区别。
尽量减少焊锡对音色的影响,焊锡只不过是胶水。再好的焊锡毕竟是第三种金属,前级对它非常敏感,音色会变得生硬,钩式搭棚是两个原件绞合在一起,已经相通,加入焊锡后会对锡进行短路。钩式搭棚能不仅使信号的通路大大缩短,从而使干扰减少,信噪比提高。而且对声音的正面影响是不言而喻的。
   听音
   用SN3008搭配了多款后级:MARANTZ 9 、BAT VK-60 、Mark Levinson NO.332  甚至配国产的大功率晶体机(音源为  PROCEEDIII  ,音箱JBL L143,信号线cardas mc gold ,喇叭线cardas mc gold  ), 感受到三项非常清楚的声音特质:
   1. 高密度的凝聚力, 所有的声音都有重量感,而且音像形体玲珑浮凸。无论是小提琴、钢琴演奏,或人声,都一样有这种感觉。听交响乐时,让人觉得整个乐团演奏的力度强了许多,弦乐线条也刻画得极为清晰。就象一辆奔驰600轿车,不管你以60公里/小时低速行驶,还是以250公里/小时狂飙,,感觉都是如履平地,稳如泰山。
   2. 快速反应与极佳的控制力,就让人觉得音乐很活鲜,很有朝气,毫不拖泥带水。
   3.  声音非常干静,很纯、很透明、没有毛边的感觉。听中乐有空灵的感觉。
   不可否认,用到这种级别机器,玩的就是一个“吹毛求疵”。于是我找来三款名前级同场竞技:Ayre K-1、ARC Reference Two、AUDIO NOTE M6。几款前级特点展露无遗,口味上可以各有所好, 但中频的厚润和宽松,低频的解析力和弹跳力SN3008竞然是全场之冠。而高频的弥漫和飘逸也只有AUDIO NOTE M6有的一比,的确令人啧啧称奇!
   煲机时间很重要
   Sn3008前级把玩了3个月的间,非常有体会,正如厂家所说,头20天是个痛苦的过程,每天声音都有变化,以每天煲机4小时计, 20天后,声音表现趋于稳定,达到九层。到两个月后声音全部开声,再无任何变化。发烧友在煲机过程需要点耐性。
整机参数:
频率响应:7Hz-50Hz-1dB
输入阻抗:250KΩ
输出阻抗:10Ω
输入灵敏度:222mV
增益:19dB
消耗功率:150W
信噪比:>90dB
尺寸:宽420X深450 X 高150MM
重量:20Kg

 

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