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用300B胆管制作单端A类合并式功放

 1.关于300B胆管

  1930年,由美国Wester Electric(西部电器公司,简称西电公司)生产出了举世闻名的古典直热式三极电子管300及300A,当时的灯丝电流有1.0A、1.2A、1.4A等多种,电子管的功率也分8W、10W、1 2W等数种,随后经过数年的多次优化改进,于1934年定型为300B,沿用至今已有约80年的历史。由于该电子管内部结构设计合理、功率适中、内阻较低、线性极佳,几乎达到了完美无瑕的理论设计极限,用它组装的单端A类功率放大器推动当时的高效率号筒扬声器,能播放出行云流水般的声音,倾倒了一代又一代的发烧友及爱乐者。难怪当今有发烧友把它喻为发烧的至高境界,一颗镶嵌在音响文化皇冠上的宝石,而且断言“没有听过300B声音就算不上胆机发烧友”,此话固然有些停激,但也说明了300B营造出的清澈透明、甜美莼真的音质、音色的魅力所在。

  30OB的准确叫法应为WE300B3,因为它是西电的专利产品,其他如欧洲的、俄罗斯的或者是我国的300B均属仿制品。虽然品种目前已不下30个,但不管从技术指标上看还是从听感上讲,和WE300B相比,至今无出其右者 。WE300B在它的发展历史道路也是一波三折,在晶体管盛行并全国取代电子管的1988年,这个世界电子管发展历史中曾经辉煌了将近60年的WE300B的生产线元奈地停产了 ,停产进仅存的3万余只电子管很快被眼光深造的日本人和法国人抢购一空。由于货物的日渐减少,成了无源之水,致使其价格迅速飙升 ,在美国WE300B被炒到了750美元/只,在亚洲更是高达1250美元/只,就这还是有价无货。连美国一些高烧难退的胆机爱好者也不得不回过头来求助于日本人或法国人,以高出原来数倍的甚至十多倍的价格购回。直到1992年,AT&T集团(WE的母公司)在电子管东山再起的历史大背景下,在各方音响迷的要求下,曾经是超级发烧友的高层决策者们也看到了市场的广阔前景,决定斥资500万美元重建西电公司,召回WE300B生产线的总工程师和多位均能独当一面的熟练技师,重整旗鼓。他们采用新材料、新工艺,据说运用了7项新技术,结合异常严格的甚至是苛刻的管理手段,使新WE3OOB的各项技术指标更上了一层楼。如真空度就比原来提高了100倍,真空度大幅提高后,为抵抗大气压力,在生产管壳的玻璃原料中加入了人造水晶,不但使胆管看起来更加透明漂亮,也使声音发生了微妙的变化,而且其使用寿命也奇迹般的达到了平均4万小时,以每天听音3小时计算可用40年之久。

  令人振奋的是,就在西电公司的WE300B停产到再生产的这几年空挡中,我国最大的电子管生产厂家长沙曙光厂不失时机地和英国PM公司合作,研制300B并迅速在1991年初以“曙光金龙”牌正式向市场推出。新产品质量上乘、直追WE300B的各项技术指标,受到全球Hi-Fi界的关注,曾一度被称为继原厂WE300B之外市面上最佳的300B制品。巧合的是我国柳州桂光电子管厂同时也推出了桂光4300B(300B的另一种叫法),其声音走向具有欧洲风格,同样吸弓着众多发烧友的注意。更令人惊喜的是我国天津也在这一时间组建了全真电子管厂,据说该厂是由原北京电子管厂数位退休工程师联手于1998年组建的民营企业,桂光停产后一些富有经验的熟练技工也参与其中,因而在世界诸多30OB中它生产的Full Music300B管被认为唯一能与WE300B一决高下的电子管。无论是理论参数还是听感,它都足以叫板WE300B,且价格比西电产品低得多。所以不仅在国内,就是在欧美以及日本的资深发烧友中它均受到极力推崇。

  国内数家电子管生产厂家制造的300B管不仅将我国推向世界电子管生产大国这一宝座,也为广大发烧友提供了一个绝佳的选择。国产300B物美价廉,使普通发烧友都能玩得起,玩得转,这不能不说是国内发烧圈内的一大幸事。

  2.电路原理

  该电路既经典又咸熟,它有如下特点:

  (1)为了充分发挥300B电子管的优秀潜能,该机在前级电压放大以及推动级均采用了双三极管并联的接法。这一接法曾一度不被一些发烧友看好,被认为是双管并联没有单只管子发出的声音干净利落,解析力下降。但笔者并不这样认为,这是因为:双三极管是将两只特性完全相同的三极管封装在一个玻璃壳内,两管几何形状、尺寸一样,所用材料一样,管内真空度平等共享,所以两管的一致性完全能够得到保证。即使在使用中有什么变化,如逐步衰老,那也是两只管子同步进行,故完全可以将两只管子并联后看作是非常理想的单三极管,且它的技术参数得到了极大的改善,如内阻降低了一半,输出电流增加了1倍,逐就使得整个电路的电气性能在不增加放大级数的情况下得到进一步优化,如展宽了频带,大大改善了阻尼特性,提高了驱动力度,增强了带负载能力等。

  

300B单端A类合并式功放电路图 www.elecfans.com


 

  图1 300B单端A类合并式功放电路图

  (2)取消了大环路负反馈。负反馈这一技术曾经被广泛应用在模拟放大电路中,特别是在晶体管电路中,由于晶体管的先天不足(如对温度的变化较敏感),工作稳定性相对较差,加入负反馈后会使电路的特性得到极大的改善。然而在电子管模拟放大电路中,人们越来越觉得加入这一技术后有画蛇添足之嫌,实践也证明取消大环路负反馈后,声音变得格外的鲜活,热情奔放,有跳跃感,特别是对300B这只线性特好的管子,其音质音色表现得更是活灵活现,绝无拘束之感。

  (3)电源电路下足了功夫。首先是两声道分别有两路独立的电源,各行其职,互不干扰,大大提高了整机双声道分离度,使声场和定位更为准确;其次,整流管使用电子管,不但使音色更靓,胆味更浓,同时电源实现了软启动,这对延长放大管的寿命特别是延长价格昂贵的300B的寿命起到了至关重要的作用。其次是两路电源的滤波部分不计成本地使用了两只l0H/150mA的低频扼流圈,即采用了品质优良的L0滤波电路,因为A类单端放大器对电源的纹波系数要求极为严格,用RC滤波电路是难以胜任的,不像推挽机那样,输出变压器的次侧上、下臂是对称的,电源中即使有一些交流咸分也互相抵消了。最后是电源滤波部分,值得一提的是滤波电路的第—级加入了两个凯豆牌2OuF/400V的优质薄膜电容。由于薄膜电容充放电速度极快,使胆机那种慢悠悠的先天弊病得到了改善,使声音干净利落,绝无拖泥带水之感,解析力达到了高档胆机才有的水准。

  3.元件选择

  胆管全部选用国产管,功放管选用了曙光300B-98出口型的,顺便再日罗嗦几句,在西电旧版300B停产到重新生产出新版的数年里,我国曙光厂的300B曾被英国的一家公司拿回去打上“金龙牌”,然后在世界作为WE300B的替代品高价出售,所组装的整机的价格更是高得惊人。而有意思的是我们的一些发烧友却一味地追求进口胆管。笔者以为,我国已是世界电子管生产大国,目前至少有3个厂家在生产300B,柳州的桂光电子管厂于2000年停产关闭后,又于2007年被有识之士将整套设各购买并搬迁到我国改革开放的前沿省份——广东省的佛山市,同时生产出新桂光NGG300B。目前笔者还没有见过此管.不过听说不错。我国生产的30OB物美价廉,已被世界公认,发烧友完全可大胆选用。前级胆管选的是北京*、曙光的12AX7(两管通用);推动级选用了南京20世纪50年代生产6H8,声音特别厚重而不失靓丽,后来的新型号为6N8P、6SN7等。级间耦合电容对声音的影响也不可小看,套件提供的是红色的凯立牌MKP电容,有发烧友曾专门写文章在某刊物上介绍过此电容,实践也证明该电容的确有着不错的表现,和新德克电容一样,均为国产电容中的佼佼者。不过笔者手头有数款电容,玩机的发烧友玩的就是不断更换同一型号。不同厂家、不同品牌、不同时期生产的胆管;玩同一规格,不同品牌、不同材质、不同时期生产的电阻、电容,特别是耦合电容,玩得有滋有味.细细体验不同的元件、器件的不同音色走向,练就耳朵、积累经验、增长知识,从中得到无穷的乐趣,只有圈内的人才有这种深切的体会。笔者手头有德国的WMA(威马)电容,选红色的并印有MKPIO字样的品种最好,价格特别低廉,拆机品才每只1元多,声音中规中矩,多年前曾被炒作过一阵子,性价比特高,不妨多买几只试试;美国的VQ0.1 uF/6OOV思碧油浸电容,拆机品为30~40元/只,拿在手中沉甸甸的,声音沉稳厚重、高、低频的延伸也好于其他电容,只是低频稍显肥厚,多煲一段时间后会有明显发送。 还是美产的SPRAGUE(思冒),表现比较全面,高、 低频较平衡,特别是中高音耐人寻味,只是价格高一些。法国的SSOUEN SCR(索伦),也叫大S电容,在发烧友中口碑颇丰,性价比也较高,值得一用。另外笔者手头还有美产黑寡妇等其他古董电容,由于种类太多,品牌不同 声音走向各异,在此不再赘述。

  这里我要特别向发烧友推荐两款国产电容,一是CZM-C电容,就是我们经常见到的白陶瓷管,两边用铁箍封焊宽引脚的那种。该电容声音表现极为全面,特别是中频甜美、高音亮丽,对听人声以及弦乐特别适宜,笔者用的是拆机品,需要煲一煲,不然它有那么一点点极微的沙粒声,不细心品味是听不出来的,但这也不能不说是一个小小的瑕疵。二是CZM-J,也有标JCZM-J的油浸电容,颜色多为深灰色或深绿色,两种电容的外形见图2。该电容声底厚实、高、低频的延伸均好,特别是低音表现厚而不肥,恰好弥补了胆机低音欠缺这一先天缺陷,听各种音乐它都能应对自如,性价比也特高。如果非要找缺点的话,就是其体积稍微偏大,总之,耦合电容的音色走向是仁者见仁,智者见智,自己觉得满意,那就是归好的。

  

 

  图2特别推荐的两种电容

  装配与调试

  当拿到套件、打开机箱后盖时,看到电源部分已由厂家安装调试就绪,300B功放管的灯丝用直流供电,5V灯丝电压以及高压电源的整流、滤波的阻容元件整齐地排列在一块印制电路板上,两只低频滤波扼波圈、300B的920Ω/20W阴极电阻、200uF/100V电解电容以及1uF/400V的薄膜电容分置两旁,为左右声道对称设计;整个放大部分为搭棚连接,因为搭棚连接没有介质损耗,走线比较好安排,阻容元件可直接焊接在管脚上,使瞳线简洁而且最短,因而分布电容也最小,声音的起来更靓。机内连线见图3。为了进一步提高信噪比,输入端的连线用了优质的特佛龙信号屏蔽线,屏蔽线的屏蔽网一端接地即可,切不可两端接地,那样可能会引起交流声。各级放大部分阻容元件接地问题一定要引起足够的重视,一这一要焊接在同一接地点上,也就是发烧友经常讲的星型接地,特别是棚极电阻、阴极电阻及阴极旁路电容的接地尤为重要,两者之间不允许有导线存在,直接焊在管脚与接地点之间。因为输入棚极电阻与阴极电阻入地点如果距离较远,两者之间对交流信号来说存在着电位差,亦即在该管的棚、阴之间加了一个交流信号源,经过后面各级放在,表现在扬声器里的哭声可想而知。为了使放大器失真最低,两声道更加平衡,在输入级推动级放大管的阴极均未加旁路电容,也就是说两级都施加了电流负反馈。同时为了确保整机的瞬态响应特性,除取消了大环路负反馈网络外,仅在输入管的阴极与推动管的屏极之间加了较浅的级间负反馈网络。从图上可以看到,负反馈电阻用到了30OkΩ之大。笔者也试验过干脆取消这一网络,但失真明显增大,将这一电阻用到270k Ω,声音仍然稍暗、偏紧,有点放不开的感觉,只有加到3OOkΩ,声音既没有明显的失真,而且听起来鲜活、大气,非常耐听。

  

 

  图3 功放的内部结构

  具体的调试前面说过,由于该电路经典、成熟,用合理的设计来保证整个电路的各项技术指标,只要所选配的元器件质量上乘,并严格照图焊接,几乎无需调整即可工作,但笔者还是对该机进行了仔细地调整。调试机器的方法有些特殊,当然先调电源,然后由后向前逐级调整,这样的好处是,因为功放级消耗电源功率占整机功率的80%以上,只有功放级大体调整后,推动级和输入级才容易调准。一些发烧友由前向后调整,有些是先不插功放管调整前级,须知这时由于负载太轻而电压居高不下,在这样的电压下调整好的工作点,一旦插上功放管其工作点将大幅下跌,需重新调整,较为麻烦。对功放级的调整,考虑到大多数发烧友(特别是刚入门的发烧+IJE)都没有专门的坝J试仪器,笔者的做法是这样的:先初调整机)使其大体能工作,将电流表串入300B屏极,测静态电流。静态电流稳定后,给输入端送入音频信号,如此时屏流变大,说明栅负压绝对值偏小,否则相反。由于300B采用的是自给栅负压的方式,阴极电阻两端的电压值就是栅负压值,栅负压的大小取决于阴极电阻的大小。300B阴极电阻的阻值一般选取在880~1000 Ω。笔者经过细调,当阴极电阻调到92O Ω时,在输入端送入信号,300B屏流变化幅度最小,说明其工作点大体在屏流直线部分的中点部位,实践证明失真也最小。这时测得30OB屏极对地电压为400V,屏流为70mA,阴极电压为64V。300B的管压(屏阴之间的电压)为400-64=336(V);功率计算:336×0. 07=23.52(W),单端A类胆机的效率按1/3计算,即23.52÷3≈8(W)。推动级以及输入级的调试数据均标在图上,这些数据是笔者用500型万用表测量的,发烧友若用其他表测量可能会有出入,只要差别不大可视为正常。

  实际听音

  笔者用此功放搭配山灵SI00CD机(经过认真打磨升级),三分频落地音箱(10英寸+65英寸+1英寸),灵敏度90dB,频响30Hz~27kHz。笔者的听音习惯也有些与众不同,喜欢在晚上,先泡上一杯碧螺春或西湖龙井,打开系统,放上自己平时最喜爱的CD光碟,坐在沙发上顺手关掉所有照明灯,闭上眼睛,细细地品尝。音乐需要的是用心灵去领会,所以无论是听邓丽君的抒情,还是听蔡琴的倾诉,丝绒般的顺滑,使人忘却了音箱的存在,恰到好处地将歌唱家和听音者融为一体。邓丽君的名盘《淡淡幽情》,将南唐末代皇帝李煜由最高权位的统治者一下子沦为阶下囚,这一特大落差造成的心理冲击,从内心发出“司君能有几多愁,恰似一江春水向东流”的哀叹,这段富含情感的干古佳作只有通过邓丽君突出中高音而又擅长抒情的歌唱才能展现给听者。她那具有磁性而又委婉悠扬的歌声沁人肺腑、催人泪下,同时使人神魂颠倒、如醉如痴。遗憾的是我们没有缘分也不可能亲自到现场去聆听这位歌手的原唱,然而30OB胆机却将这段干古绝唱表现得淋漓尽致、入木三分。这时不由得使人联系到这位歌坛超级巨星的英年早逝,使人感慨万干的同时,暗暗叹息:时光无情,人生苦短。唱片放完了,人还痴呆呆地坐在沙发上继续沉浸在音乐的魅力之中,久久回不过神来。

  言归正传,听古筝或小提琴等弦乐更能将演艺者的内心世界毫无保留地展现在你的面前;听弦乐独奏,连后面伴奏的其他各个乐器的方位都能明显地听出来。笔者并不擅长用语言去描绘声音,特别像300B这只被誉为胆中之王所发出的天籁之声,我只能说听300B听的就是韵味,正是这种韵味曾经倾倒了几代人,是80年来多少发烧友及爱乐者孜孜不倦追求的梦中“情人”。在20年前,听过300B声音的则引以白豪,拥有30OB胆机在发烧圈内更是其身份、地位、资历以及经济实力的象征。但在今天,300B胆管在国内音响市场并不是什么稀罕之物,难怪—些资深老发烧人士叹言:现在的发烧友既幸运又幸福。我们何不借此机会DIY一番,过把300B瘾呢!

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