《電子技術(shù)應(yīng)用》
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用300B膽管制作單端A類合并式功放
摘要: 1930年,由美國Wester Electric(西部電器公司,簡(jiǎn)稱西電公司)生產(chǎn)出了舉世聞名的古典直熱式三極電子管300及300A,當(dāng)時(shí)的燈絲電流有1.0A、1.2A、1.4A等多種,電子管的功率也分8W、10W、1 2W等數(shù)種,隨后經(jīng)過數(shù)年的多次優(yōu)化改進(jìn),于1934年定型為300B,沿用至今已有約80年的歷史。
Abstract:
Key words :

 1.關(guān)于300B膽管

  1930年,由美國Wester Electric(西部電器公司,簡(jiǎn)稱西電公司)生產(chǎn)出了舉世聞名的古典直熱式三極電子管300及300A,當(dāng)時(shí)的燈絲電流有1.0A、1.2A、1.4A等多種,電子管的功率也分8W、10W、1 2W等數(shù)種,隨后經(jīng)過數(shù)年的多次優(yōu)化改進(jìn),于1934年定型為300B,沿用至今已有約80年的歷史。由于該電子管內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、功率適中、內(nèi)阻較低、線性極佳,幾乎達(dá)到了完美無瑕的理論設(shè)計(jì)極限,用它組裝的單" title="端">端A類功率放大器推動(dòng)當(dāng)時(shí)的高效率號(hào)筒揚(yáng)聲器,能播放出行云流水般的聲音,傾倒了一代又一代的發(fā)燒友及愛樂者。難怪當(dāng)今有發(fā)燒友把它喻為發(fā)燒的至高境界,一顆鑲嵌在音響文化皇冠上的寶石,而且斷言“沒有聽過300B聲音就算不上膽機(jī)發(fā)燒友”,此話固然有些停激,但也說明了300B營造出的清澈透明、甜美莼真的音質(zhì)、音色的魅力所在。

  30OB的準(zhǔn)確叫法應(yīng)為WE300B3,因?yàn)樗俏麟姷膶@a(chǎn)品,其他如歐洲的、俄羅斯的或者是我國的300B均屬仿制品。雖然品種目前已不下30個(gè),但不管從技術(shù)指標(biāo)上看還是從聽感上講,和WE300B相比,至今無出其右者 。WE300B在它的發(fā)展歷史道路也是一波三折,在晶體管盛行并全國取代電子管的1988年,這個(gè)世界電子管發(fā)展歷史中曾經(jīng)輝煌了將近60年的WE300B的生產(chǎn)線元奈地停產(chǎn)了 ,停產(chǎn)進(jìn)僅存的3萬余只電子管很快被眼光深造的日本人和法國人搶購一空。由于貨物的日漸減少,成了無源之水,致使其價(jià)格迅速飆升 ,在美國WE300B被炒到了750美元/只,在亞洲更是高達(dá)1250美元/只,就這還是有價(jià)無貨。連美國一些高燒難退的膽機(jī)愛好者也不得不回過頭來求助于日本人或法國人,以高出原來數(shù)倍的甚至十多倍的價(jià)格購回。直到1992年,AT&T集團(tuán)(WE的母公司)在電子管東山再起的歷史大背景下,在各方音響迷的要求下,曾經(jīng)是超級(jí)發(fā)燒友的高層決策者們也看到了市場(chǎng)的廣闊前景,決定斥資500萬美元重建西電公司,召回WE300B生產(chǎn)線的總工程師和多位均能獨(dú)當(dāng)一面的熟練技師,重整旗鼓。他們采用新材料、新工藝,據(jù)說運(yùn)用了7項(xiàng)新技術(shù),結(jié)合異常嚴(yán)格的甚至是苛刻的管理手段,使新WE3OOB的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)更上了一層樓。如真空度就比原來提高了100倍,真空度大幅提高后,為抵抗大氣壓力,在生產(chǎn)管殼的玻璃原料中加入了人造水晶,不但使膽管看起來更加透明漂亮,也使聲音發(fā)生了微妙的變化,而且其使用壽命也奇跡般的達(dá)到了平均4萬小時(shí),以每天聽音3小時(shí)計(jì)算可用40年之久。

  令人振奮的是,就在西電公司的WE300B停產(chǎn)到再生產(chǎn)的這幾年空擋中,我國最大的電子管生產(chǎn)廠家長(zhǎng)沙曙光廠不失時(shí)機(jī)地和英國PM公司合作,研制300B并迅速在1991年初以“曙光金龍”牌正式向市場(chǎng)推出。新產(chǎn)品質(zhì)量上乘、直追WE300B的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),受到全球Hi-Fi界的關(guān)注,曾一度被稱為繼原廠WE300B之外市面上最佳的300B制品。巧合的是我國柳州桂光電子管廠同時(shí)也推出了桂光4300B(300B的另一種叫法),其聲音走向具有歐洲風(fēng)格,同樣吸弓著眾多發(fā)燒友的注意。更令人驚喜的是我國天津也在這一時(shí)間組建了全真電子管廠,據(jù)說該廠是由原北京電子管廠數(shù)位退休工程師聯(lián)手于1998年組建的民營企業(yè),桂光停產(chǎn)后一些富有經(jīng)驗(yàn)的熟練技工也參與其中,因而在世界諸多30OB中它生產(chǎn)的Full Music300B管被認(rèn)為唯一能與WE300B一決高下的電子管。無論是理論參數(shù)還是聽感,它都足以叫板WE300B,且價(jià)格比西電產(chǎn)品低得多。所以不僅在國內(nèi),就是在歐美以及日本的資深發(fā)燒友中它均受到極力推崇。

  國內(nèi)數(shù)家電子管生產(chǎn)廠家制造的300B管不僅將我國推向世界電子管生產(chǎn)大國這一寶座,也為廣大發(fā)燒友提供了一個(gè)絕佳的選擇。國產(chǎn)300B物美價(jià)廉,使普通發(fā)燒友都能玩得起,玩得轉(zhuǎn),這不能不說是國內(nèi)發(fā)燒圈內(nèi)的一大幸事。

  2.電路原理

  該電路既經(jīng)典又咸熟,它有如下特點(diǎn):

  (1)為了充分發(fā)揮300B電子管的優(yōu)秀潛能,該機(jī)在前級(jí)電壓放大以及推動(dòng)級(jí)均采用了雙三極管并聯(lián)的接法。這一接法曾一度不被一些發(fā)燒友看好,被認(rèn)為是雙管并聯(lián)沒有單只管子發(fā)出的聲音干凈利落,解析力下降。但筆者并不這樣認(rèn)為,這是因?yàn)椋弘p三極管是將兩只特性完全相同的三極管封裝在一個(gè)玻璃殼內(nèi),兩管幾何形狀、尺寸一樣,所用材料一樣,管內(nèi)真空度平等共享,所以兩管的一致性完全能夠得到保證。即使在使用中有什么變化,如逐步衰老,那也是兩只管子同步進(jìn)行,故完全可以將兩只管子并聯(lián)后看作是非常理想的單三極管,且它的技術(shù)參數(shù)得到了極大的改善,如內(nèi)阻降低了一半,輸出電流增加了1倍,逐就使得整個(gè)電路的電氣性能在不增加放大級(jí)數(shù)的情況下得到進(jìn)一步優(yōu)化,如展寬了頻帶,大大改善了阻尼特性,提高了驅(qū)動(dòng)力度,增強(qiáng)了帶負(fù)載能力等。

  

300B單端A類合并式功放電路圖 www.elecfans.com


 

  圖1 300B單端A類合并式功放電路圖

  (2)取消了大環(huán)路負(fù)反饋。負(fù)反饋這一技術(shù)曾經(jīng)被廣泛應(yīng)用在模擬放大電路中,特別是在晶體管電路中,由于晶體管的先天不足(如對(duì)溫度的變化較敏感),工作穩(wěn)定性相對(duì)較差,加入負(fù)反饋后會(huì)使電路的特性得到極大的改善。然而在電子管模擬放大電路中,人們?cè)絹碓接X得加入這一技術(shù)后有畫蛇添足之嫌,實(shí)踐也證明取消大環(huán)路負(fù)反饋后,聲音變得格外的鮮活,熱情奔放,有跳躍感,特別是對(duì)300B這只線性特好的管子,其音質(zhì)音色表現(xiàn)得更是活靈活現(xiàn),絕無拘束之感。

  (3)電源電路下足了功夫。首先是兩聲道分別有兩路獨(dú)立的電源,各行其職,互不干擾,大大提高了整機(jī)雙聲道分離度,使聲場(chǎng)和定位更為準(zhǔn)確;其次,整流管使用電子管,不但使音色更靚,膽味更濃,同時(shí)電源實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng),這對(duì)延長(zhǎng)放大管的壽命特別是延長(zhǎng)價(jià)格昂貴的300B的壽命起到了至關(guān)重要的作用。其次是兩路電源的濾波部分不計(jì)成本地使用了兩只l0H/150mA的低頻扼流圈,即采用了品質(zhì)優(yōu)良的L0濾波電路" title="濾波電路">濾波電路,因?yàn)锳類單端放大器對(duì)電源的紋波系數(shù)要求極為嚴(yán)格,用RC濾波電路是難以勝任的,不像推挽機(jī)那樣,輸出變壓器的次側(cè)上、下臂是對(duì)稱的,電源中即使有一些交流咸分也互相抵消了。最后是電源濾波部分,值得一提的是濾波電路的第—級(jí)加入了兩個(gè)凱豆牌2OuF/400V的優(yōu)質(zhì)薄膜電容。由于薄膜電容充放電速度極快,使膽機(jī)那種慢悠悠的先天弊病得到了改善,使聲音干凈利落,絕無拖泥帶水之感,解析力達(dá)到了高檔膽機(jī)才有的水準(zhǔn)。

  3.元件選擇

  膽管全部選用國產(chǎn)管,功放管選用了曙光300B-98出口型的,順便再日羅嗦幾句,在西電舊版300B停產(chǎn)到重新生產(chǎn)出新版的數(shù)年里,我國曙光廠的300B曾被英國的一家公司拿回去打上“金龍牌”,然后在世界作為WE300B的替代品高價(jià)出售,所組裝的整機(jī)的價(jià)格更是高得驚人。而有意思的是我們的一些發(fā)燒友卻一味地追求進(jìn)口膽管。筆者以為,我國已是世界電子管生產(chǎn)大國,目前至少有3個(gè)廠家在生產(chǎn)300B,柳州的桂光電子管廠于2000年停產(chǎn)關(guān)閉后,又于2007年被有識(shí)之士將整套設(shè)各購買并搬遷到我國改革開放的前沿省份——廣東省的佛山市,同時(shí)生產(chǎn)出新桂光NGG300B。目前筆者還沒有見過此管.不過聽說不錯(cuò)。我國生產(chǎn)的30OB物美價(jià)廉,已被世界公認(rèn),發(fā)燒友完全可大膽選用。前級(jí)膽管選的是北京*、曙光的12AX7(兩管通用);推動(dòng)級(jí)選用了南京20世紀(jì)50年代生產(chǎn)6H8,聲音特別厚重而不失靚麗,后來的新型號(hào)為6N8P、6SN7等。級(jí)間耦合電容" title="耦合電容">耦合電容對(duì)聲音的影響也不可小看,套件提供的是紅色的凱立牌MKP電容,有發(fā)燒友曾專門寫文章在某刊物上介紹過此電容,實(shí)踐也證明該電容的確有著不錯(cuò)的表現(xiàn),和新德克電容一樣,均為國產(chǎn)電容中的佼佼者。不過筆者手頭有數(shù)款電容,玩機(jī)的發(fā)燒友玩的就是不斷更換同一型號(hào)。不同廠家、不同品牌、不同時(shí)期生產(chǎn)的膽管;玩同一規(guī)格,不同品牌、不同材質(zhì)、不同時(shí)期生產(chǎn)的電阻、電容,特別是耦合電容,玩得有滋有味.細(xì)細(xì)體驗(yàn)不同的元件、器件的不同音色走向,練就耳朵、積累經(jīng)驗(yàn)、增長(zhǎng)知識(shí),從中得到無窮的樂趣,只有圈內(nèi)的人才有這種深切的體會(huì)。筆者手頭有德國的WMA(威馬)電容,選紅色的并印有MKPIO字樣的品種最好,價(jià)格特別低廉,拆機(jī)品才每只1元多,聲音中規(guī)中矩,多年前曾被炒作過一陣子,性價(jià)比特高,不妨多買幾只試試;美國的VQ0.1 uF/6OOV思碧油浸電容,拆機(jī)品為30~40元/只,拿在手中沉甸甸的,聲音沉穩(wěn)厚重、高、低頻的延伸也好于其他電容,只是低頻稍顯肥厚,多煲一段時(shí)間后會(huì)有明顯發(fā)送。 還是美產(chǎn)的SPRAGUE(思冒),表現(xiàn)比較全面,高、 低頻較平衡,特別是中高音耐人尋味,只是價(jià)格高一些。法國的SSOUEN SCR(索倫),也叫大S電容,在發(fā)燒友中口碑頗豐,性價(jià)比也較高,值得一用。另外筆者手頭還有美產(chǎn)黑寡婦等其他古董電容,由于種類太多,品牌不同 聲音走向各異,在此不再贅述。

  這里我要特別向發(fā)燒友推薦兩款國產(chǎn)電容,一是CZM-C電容,就是我們經(jīng)常見到的白陶瓷管,兩邊用鐵箍封焊寬引腳的那種。該電容聲音表現(xiàn)極為全面,特別是中頻甜美、高音亮麗,對(duì)聽人聲以及弦樂特別適宜,筆者用的是拆機(jī)品,需要煲一煲,不然它有那么一點(diǎn)點(diǎn)極微的沙粒聲,不細(xì)心品味是聽不出來的,但這也不能不說是一個(gè)小小的瑕疵。二是CZM-J,也有標(biāo)JCZM-J的油浸電容,顏色多為深灰色或深綠色,兩種電容的外形見圖2。該電容聲底厚實(shí)、高、低頻的延伸均好,特別是低音表現(xiàn)厚而不肥,恰好彌補(bǔ)了膽機(jī)低音欠缺這一先天缺陷,聽各種音樂它都能應(yīng)對(duì)自如,性價(jià)比也特高。如果非要找缺點(diǎn)的話,就是其體積稍微偏大,總之,耦合電容的音色走向是仁者見仁,智者見智,自己覺得滿意,那就是歸好的。

  

 

  圖2特別推薦的兩種電容

  裝配與調(diào)試

  當(dāng)拿到套件、打開機(jī)箱后蓋時(shí),看到電源部分已由廠家安裝調(diào)試就緒,300B功放管的燈絲用直流供電,5V燈絲電壓以及高壓電源的整流、濾波的阻容元件整齊地排列在一塊印制電路板上,兩只低頻濾波扼波圈、300B的920Ω/20W陰極電阻、200uF/100V電解電容以及1uF/400V的薄膜電容分置兩旁,為左右聲道對(duì)稱設(shè)計(jì);整個(gè)放大部分為搭棚連接,因?yàn)榇钆镞B接沒有介質(zhì)損耗,走線比較好安排,阻容元件可直接焊接在管腳上,使瞳線簡(jiǎn)潔而且最短,因而分布電容也最小,聲音的起來更靚。機(jī)內(nèi)連線見圖3。為了進(jìn)一步提高信噪比,輸入端的連線用了優(yōu)質(zhì)的特佛龍信號(hào)屏蔽線,屏蔽線的屏蔽網(wǎng)一端接地即可,切不可兩端接地,那樣可能會(huì)引起交流聲。各級(jí)放大部分阻容元件接地問題一定要引起足夠的重視,一這一要焊接在同一接地點(diǎn)上,也就是發(fā)燒友經(jīng)常講的星型接地,特別是棚極電阻、陰極電阻及陰極旁路電容的接地尤為重要,兩者之間不允許有導(dǎo)線存在,直接焊在管腳與接地點(diǎn)之間。因?yàn)檩斎肱飿O電阻與陰極電阻入地點(diǎn)如果距離較遠(yuǎn),兩者之間對(duì)交流信號(hào)來說存在著電位差,亦即在該管的棚、陰之間加了一個(gè)交流信號(hào)源,經(jīng)過后面各級(jí)放在,表現(xiàn)在揚(yáng)聲器里的哭聲可想而知。為了使放大器失真最低,兩聲道更加平衡,在輸入級(jí)推動(dòng)級(jí)放大管的陰極均未加旁路電容,也就是說兩級(jí)都施加了電流負(fù)反饋。同時(shí)為了確保整機(jī)的瞬態(tài)響應(yīng)特性,除取消了大環(huán)路負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)外,僅在輸入管的陰極與推動(dòng)管的屏極之間加了較淺的級(jí)間負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)。從圖上可以看到,負(fù)反饋電阻用到了30OkΩ之大。筆者也試驗(yàn)過干脆取消這一網(wǎng)絡(luò),但失真明顯增大,將這一電阻用到270k Ω,聲音仍然稍暗、偏緊,有點(diǎn)放不開的感覺,只有加到3OOkΩ,聲音既沒有明顯的失真,而且聽起來鮮活、大氣,非常耐聽。

  

 

  圖3 功放的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

  具體的調(diào)試前面說過,由于該電路經(jīng)典、成熟,用合理的設(shè)計(jì)來保證整個(gè)電路的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),只要所選配的元器件質(zhì)量上乘,并嚴(yán)格照?qǐng)D焊接,幾乎無需調(diào)整即可工作,但筆者還是對(duì)該機(jī)進(jìn)行了仔細(xì)地調(diào)整。調(diào)試機(jī)器的方法有些特殊,當(dāng)然先調(diào)電源,然后由后向前逐級(jí)調(diào)整,這樣的好處是,因?yàn)楣Ψ偶?jí)消耗電源功率占整機(jī)功率的80%以上,只有功放級(jí)大體調(diào)整后,推動(dòng)級(jí)和輸入級(jí)才容易調(diào)準(zhǔn)。一些發(fā)燒友由前向后調(diào)整,有些是先不插功放管調(diào)整前級(jí),須知這時(shí)由于負(fù)載太輕而電壓居高不下,在這樣的電壓下調(diào)整好的工作點(diǎn),一旦插上功放管其工作點(diǎn)將大幅下跌,需重新調(diào)整,較為麻煩。對(duì)功放級(jí)的調(diào)整,考慮到大多數(shù)發(fā)燒友(特別是剛?cè)腴T的發(fā)燒+IJE)都沒有專門的壩J試儀器,筆者的做法是這樣的:先初調(diào)整機(jī))使其大體能工作,將電流表串入300B屏極,測(cè)靜態(tài)電流。靜態(tài)電流穩(wěn)定后,給輸入端送入音頻信號(hào),如此時(shí)屏流變大,說明柵負(fù)壓" title="負(fù)壓">負(fù)壓絕對(duì)值偏小,否則相反。由于300B采用的是自給柵負(fù)壓的方式,陰極電阻兩端的電壓值就是柵負(fù)壓值,柵負(fù)壓的大小取決于陰極電阻的大小。300B陰極電阻的阻值一般選取在880~1000 Ω。筆者經(jīng)過細(xì)調(diào),當(dāng)陰極電阻調(diào)到92O Ω時(shí),在輸入端送入信號(hào),300B屏流變化幅度最小,說明其工作點(diǎn)大體在屏流直線部分的中點(diǎn)部位,實(shí)踐證明失真也最小。這時(shí)測(cè)得30OB屏極對(duì)地電壓為400V,屏流為70mA,陰極電壓為64V。300B的管壓(屏陰之間的電壓)為400-64=336(V);功率計(jì)算:336×0. 07=23.52(W),單端A類膽機(jī)的效率按1/3計(jì)算,即23.52÷3≈8(W)。推動(dòng)級(jí)以及輸入級(jí)的調(diào)試數(shù)據(jù)均標(biāo)在圖上,這些數(shù)據(jù)是筆者用500型萬用表測(cè)量的,發(fā)燒友若用其他表測(cè)量可能會(huì)有出入,只要差別不大可視為正常。

  實(shí)際聽音

  筆者用此功放搭配山靈SI00CD機(jī)(經(jīng)過認(rèn)真打磨升級(jí)),三分頻落地音箱(10英寸+65英寸+1英寸),靈敏度90dB,頻響30Hz~27kHz。筆者的聽音習(xí)慣也有些與眾不同,喜歡在晚上,先泡上一杯碧螺春或西湖龍井,打開系統(tǒng),放上自己平時(shí)最喜愛的CD光碟,坐在沙發(fā)上順手關(guān)掉所有照明燈,閉上眼睛,細(xì)細(xì)地品嘗。音樂需要的是用心靈去領(lǐng)會(huì),所以無論是聽鄧麗君的抒情,還是聽蔡琴的傾訴,絲絨般的順滑,使人忘卻了音箱的存在,恰到好處地將歌唱家和聽音者融為一體。鄧麗君的名盤《淡淡幽情》,將南唐末代皇帝李煜由最高權(quán)位的統(tǒng)治者一下子淪為階下囚,這一特大落差造成的心理沖擊,從內(nèi)心發(fā)出“司君能有幾多愁,恰似一江春水向東流”的哀嘆,這段富含情感的干古佳作只有通過鄧麗君突出中高音而又擅長(zhǎng)抒情的歌唱才能展現(xiàn)給聽者。她那具有磁性而又委婉悠揚(yáng)的歌聲沁人肺腑、催人淚下,同時(shí)使人神魂顛倒、如醉如癡。遺憾的是我們沒有緣分也不可能親自到現(xiàn)場(chǎng)去聆聽這位歌手的原唱,然而30OB膽機(jī)卻將這段干古絕唱表現(xiàn)得淋漓盡致、入木三分。這時(shí)不由得使人聯(lián)系到這位歌壇超級(jí)巨星的英年早逝,使人感慨萬干的同時(shí),暗暗嘆息:時(shí)光無情,人生苦短。唱片放完了,人還癡呆呆地坐在沙發(fā)上繼續(xù)沉浸在音樂的魅力之中,久久回不過神來。

  言歸正傳,聽古箏或小提琴等弦樂更能將演藝者的內(nèi)心世界毫無保留地展現(xiàn)在你的面前;聽弦樂獨(dú)奏,連后面伴奏的其他各個(gè)樂器的方位都能明顯地聽出來。筆者并不擅長(zhǎng)用語言去描繪聲音,特別像300B這只被譽(yù)為膽中之王所發(fā)出的天籟之聲,我只能說聽300B聽的就是韻味,正是這種韻味曾經(jīng)傾倒了幾代人,是80年來多少發(fā)燒友及愛樂者孜孜不倦追求的夢(mèng)中“情人”。在20年前,聽過300B聲音的則引以白豪,擁有30OB膽機(jī)在發(fā)燒圈內(nèi)更是其身份、地位、資歷以及經(jīng)濟(jì)實(shí)力的象征。但在今天,300B膽管在國內(nèi)音響市場(chǎng)并不是什么稀罕之物,難怪—些資深老發(fā)燒人士嘆言:現(xiàn)在的發(fā)燒友既幸運(yùn)又幸福。我們何不借此機(jī)會(huì)DIY一番,過把300B癮呢!

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