和田茂氏电子管前置放大器

KING

有師兄話成日見到"和田茂氏"呢個名字出現,但唔知咩黎,搵到編好詳細文章分享比大家!

轉載 : 膽機文摘
http://www.yunwt.net/2wz1.html
http://www.yunwt.net/2wenzai_pre/pre10.htm


由於電子管(俗稱“膽”)在音質、音色上有著優異和獨特的特色，另外也因為其電路較簡單穩定，製作與調試都比電晶體機更方便，因此電子管在音響方面的應用近十年來又再興起，特別是在業餘土炮發燒圈裡更是熱度高漲。
  電子管的Hi—Fi功放應用電路早在五六十年代就達到設計的高峰了，經過三四十年後，現在常見的應用電路和電子管基本上還沒有什麼改變，與當時的面貌相差無幾，土炮發燒友如能自己選讀自修一些有關於電子管理論常識，定能事半功倍。
  電子管在音響應用方面，最簡單而又最實用的地方莫過於用它作前級信號放大，因為前級無需要複雜和昂貴的輸出變壓器，這點比用作後級功放簡單得多。同時也由 於它需要的工作電源電壓高，放大倍數較大，即使放大到幾十伏電壓也不會因為電源電壓限制而造成削波失真，在這方面就算是Hi-End級的電晶體前級也無法提供如此高的輸出信號!
  筆者十年前因購買的CD音源是較早期的16bit機種，出於電子管能給尖利幹硬的數碼聲增添音樂韻味、改善聽感，也因電子管前級較易製作及回報率高，多年來也嘗試製作過不同線路音效的多款電子管前級，當然也不是指望能研製出什麼偉大經典線路，但最少也能享受製作的樂趣。
  在電子管前級中，在50年代末推出的Marantz 7的地位可以稱得上至高無上，現在玩電子管的發燒友中沒有聽過Marantz 7的大名者，相信已經沒有多少人。Marantz 7的主線路如圖1所示，(本刊在1999年第2期有詳細仿製文章。)電路中，VRl、VR2用作電壓放大，VR3接成陰極跟隨器作為信號緩衝，VR3的作用相當於用NPN管連接的射隨器。Marantz 7電路最大特色就是整體環路回饋設計，這也是Marantz 7賴以成名的一個主要因素。但由於Marantz 7輸出端是接上一個三級陰——陰型負反饋網路，此網路高頻高端阻抗約在20kf~以下，這顯然太小了，這種設計無疑對VR3造成相當大負擔。另外，為了防止高頻自激，Marantz 7在VRl和VR2之間接上一個22PF電容，構成高頻局部負反饋，這種設計也降低高頻放大倍數。
  Marantz 7這個傳統線路在高頻端造成高頻開環增益不夠，負反饋對高頻失真的改善並不是十分理想，但令人感到困惑的是電子管發燒界對它的主觀音效感受相當高。不少見多識廣的資深發燒友認為：與當代最出色的電子管前級例如Audio Research SP—11，Convergent SL—1，Matisse Reference、c－j Premier 7(Seven)等前級相比，Marantz 7並非無敵，至少它的分析力與高低頻伸延度就不見得特別出色，而分析力和頻域延伸度卻是Matisse和Audio Research的強項。儘管Marantz 7的聲底異常通透，瞬變表現令人滿意，但它最吸引人之處還是那種難以言傳的中頻音色美。筆者相信不少人都認為它的音色屬於陰柔型，但實際上，Marantz 7的音色還是偏向陽剛一派，它能將音樂中的光輝、力感發揮無遺，重播銅管樂時，樂器的“亮度”也有十分的耀人光輝，播放弦樂時，琴聲柔韌而有實質感，人聲感情更是豐富。這與法國名牌Jadis膽機將音樂中的陰柔美感淋漓盡致表現可以稱為異曲同工之妙，如果Marantz 7不作任何修改，音色平衡度會偏高，但只要最後一級的耦合電容值為0．33～0．47μF時，其音效之佳已足以令人滿意。

也有人將圖1的線路作如圖2那般修改，將回饋網路由VR3輸出處改到VR2的屏極輸出處，這對高頻開環增益有一定的改善，圖2的線路也形成今天仿製Marantz 7的主要線路之一。在這個線路的仿製中，VR1、VR2、VR3筆者均採用北京生產的出口管12AX7A。12AX7A的放大倍數很大(μ＝100)，屬於高μ管。但12AX7的內阻也較大，VR3也採用12AX7時並非是最好選擇，在那部搭棚的Marantz7中，筆者曾用12AU7、6SN7代換過，此時高頻有所改善。在這裡12AU7可用6N10或ECC82代替，它們的管腳是一樣的，燈絲可採用6．3V和12．6V供電，用直流12．6V供電時正負電加在4、5腳上，而9腳懸空，如用6．3V供電時，可將4、5腳短接作為一端，9腳作為另一端即可。


如圖2的這部改進型的Marantz7聲音質感濃烈，音色鮮美順滑，其音效受發燒友的評價頗高，它的高低頻重放的表現尚可稱得上乘，有一定的延伸度和力度感，但中頻更佳，與兩級6SN7負反饋放大線路相比，Marantz 7線路更勝一籌。這部馬蘭士7及下面介紹的和田茂氏前級是筆者目前使用最頻繁的電子管前級。
  60年代，  日本人和田茂針對Marantz 7的上述問題，開發出一款如圖3所示的線路，發燒界取名為“和田茂氏前級”，這個線路是以12AX7兩級放大加一級用12AU7作SRPP陰極輸出的線路。對於圖1的Marantz 7線路來說，負載除了下一級的輸入阻抗外，也有回饋網路，這就造成VR3的交流負載相當重，特別是對於高頻。和田茂氏的前置放大器的前兩級和Marantz 7的電路結構有些相似，而且都是在60年代後期推出的，兩者的差別就在於前者用VR3、VR4接成SRPP陰極跟隨器代替Marantz 7中的VR3，作用依然是緩衝器。但由於在最後一級使用了與SRPP相似的SRPP陰極輸出跟隨電路，這種SRPP陰極輸出跟隨線路在這裡與普通的電壓放大級不同，它沒有電壓增益，作用只是減少輸出阻抗和擴流，使其負載能力遠比共屏極接法的跟隨器大得多，不論在高頻回應還是在信噪比上都比共屏極接法要好。與Marantz 7比，它大大改善了低高頻回應，信噪比也有不同程度提高，在音效方面顯得更均衡及全面一些。


在和田茂氏線路中，VR3、VR4用的是ECC 82(6N10，12AU7)作為一個緩衝器，內阻更低的ECC82顯然比ECC83(12AX7，6N4)要好些。由於和田茂氏的前級電路把放大功能獨立出來，由ECC83負責放大，同時又用一款SRPP型緩衝跟隨電路與後級分開，這比起前一段時間流行的SRPP放大電路結構先進不少，與現在常見而且大家也樂於採用的SRPP電路相比，和田茂氏放大電路無論音質或音效都是稍勝一籌。
  它的線路實際和Marantz 7、McIntosh的C—22甚至Audio Research的SP—10、JadisJP-80等都是同一個系列的變型產品，但由於它出現時已經是電子管時代走向沒落之時，因此和田茂氏前級沒有Marantz 7那麼出名，即使音效表現再好也難逃厄運。進入80年代後，當初數碼音源存在的一些問題使電子管得到復興，同時也使高水準的電子管前級如Marantz 7、和田茂氏等前級再次受到追求高品質人士的注目，據國內的斯巴克公司稱他們目前最新的旗艦前級SC—6LS也採用這種線路。
  現在筆者談談這款和田茂氏的前置放大器的製作。
  現在製作電子管放大器，不少人採用搭焊法，採用搭焊法總要在主機殼上開一個直徑與電子管座相當的孔用以安裝管座，而對許多人來講，要打一些直徑為16mm(小七腳管)以 上的孔是很難的事，而用電路板法做起來雖有些麻煩，但將管座直接焊在線路板上，不但很美觀，而且製作也方便，將來更換不同的膽管時只要管腳相同的情況下就 沒有太多的麻煩。而這款前級的印刷板設計者想得較為周到，在線路印刷板的燈絲腳座的焊點均是分開，兩腳通過用簡單的跳線來解決換用不同膽管(如ECC88、6DJ8、6N6T等)的接點差異。
  該線路在原基礎上作進一步改進，前級電源設計如圖3所示，電源變壓器的功率容量應不低於80W，高壓次級可選擇在235V×2～280V×2之間。本機整流從簡單有效出發，採用兩個6Z4並聯高壓整流輸出，以降低電源內阻，提高動瞬態和反應速度。作為放大器的重要組成部分，用電子管整流的好處就是可以有效地防止高壓開機瞬間衝擊電子管，提高電子管的壽命。
  電源用穩壓時，有人認為加進穩壓不好，其實這只不過是人為設計不當所致，筆者一向也認為對於電子管前置放大器用電子管穩壓最好。當然，用電子管穩壓會消耗 部分電能，同時其信噪比會比用電晶體穩壓有一定的惡化，但電子管穩壓這種古老的設計，仍然有著其不可忽略的優勢。我們都知道用電子管整流的設計在重播效果 上會較有音樂化的表現，而用電子管穩壓的設計就有較為厚實的低頻和較強勁的動態，這種設計雖然無可避免在信噪比方面作出一點妥協，用戶可能會聽多一點“白 噪音”，但換來的卻是更從容自然的重播，這點優勢我們可以在美國兩大主流膽機之一的Audio Research的新一代旗艦產品ReferenceTwo(售價達八萬元)上改用電子管穩壓中見到。在本機的實際製作中，穩壓管可用兩枚WY4P串聯，再通過5W／15k電調器調整輸出電壓，或者乾脆用一個WY4P和一個WY3P串聯，得出大約280V左右的高壓。接好扼流圈後，調W2，接上負載，測試輸出電壓對地在270～275V之間即可。事實上，此機就算B+在200V～300V之間變化，也能正常使用。
　
此機的燈絲電源用交流電。燈絲用交流6．3V供電時，要選用帶遮罩層的雙芯絞合線來傳導，12AX7、12AU7的燈絲接法均是4與5腳相連接入燈絲供電一邊，另一邊接9腳。燈絲電源有一端是接地的，遮罩層與接9腳的芯線相連，一起接入9腳用跳線與地線相連，也可以在繞組出線處或燈腳處用遮罩層直接與C點相連，也可以在燈絲繞組線圈並人一個100Ω／3W的電位器，中間接地與C點相連，調節交流聲到最小即可，此時應將原來燈絲接地點斷開，採用何種方法視實際交流聲大小而定。製作中須注意12AU7的中上面那個VR3電子管陰極工作電壓為145V左右，對燈絲高壓高出百餘伏，比手冊中陰極對燈絲限制值為90V高出不少，當然，此時直接由9腳接地亦能工作，但會縮短電子管的壽命，請用分壓電阻把燈絲12AU7的9腳運作於90V或直接接到D點，防止燈絲陰極擊穿，提高電子管的壽命。
  本機的燈絲6．3V繞組共有三組，其中6．3V／1．5A供兩個6Z4工作，而兩組6。3V／1A，則分別供兩個12AX 7和兩個12AU7工作，連接時應採用並聯方式，且接線宜採用如圖4的並接法，這樣可提高兩聲道間的分隔度。該機的電源中有一個5H　0．1A的高性能扼流圈，有關扼流圈，有不少人均認為是古老設計，在今天電容做得較好的情況下不宜再用，但筆者認為採用扼流圈設計的電子管放大器，相對之下聲音無疑更具有一種音樂味的魅力，也寧靜一些，故此在這裡依舊應用。圖5是組裝好這部放大器的實物照片。
  原電路中輸出和回饋用了2個10μ／400V的電解電容，可在該電容並上一個小的聚丙烯電容或完全用聚丙烯電容代替。實際製作中可減低或直接取消回饋網路的10μ／400V電容，而將回饋點接在輸出電容後。本電路的設計者採用後者，當然，焊制時也可加入一枚容量在2．2μ～5．6μ的回饋電容，使工作更穩定一些。本機採用這樣的接法是考慮到對瞬態和動態有些説明，但並非這種接法就較好，如果後級輸入沒有耦合電容時，它的輸出端容易出現微弱的直流電，從而使功率放大器的保護電路頻頻起動。因此，倘若後級沒有輸入耦合電容，建議在輸出端串接一個約3．3μ左右的高品質金屬化聚丙烯電容，以增強穩定性，同時該電容對音色的調整也有一定的作用。輸出級耦合電容如圖5中的A，  容量可取2．0μ～10μ，其容量的大小取決於後級輸入阻抗。用10μ時覺得聲底過於厚重而活潑不足，有滯慢的感覺，而用1μ則低頻不足，結果是選用2．2μ～4．7μ+0．22μ，  取其中庸之道，效果較好。此時和輸出耦合電容C4並接的C3焊在銅箔面。
  本機線路輸入由RCA輸入經轉換開關後直人音量控制再接到線路板的輸入端。製作時請按圖示選取精度較高的元件，除了R2、R3、R6、R9電阻用3W的碳膜外，其餘均用1W的金屬膜，主線路的耦合電容則是選用西德的WIMA音訊MKP聚丙烯系列。而電源線路中的濾波電容均是進口的軍用級標準高壓濾波電容。各元件的引腳在焊接前要刮擦乾淨，保證焊接牢靠準確。音量電位器W1宜選用高品質的如ALPS藍色塑封100k×2(如圖6中的C點)，ALPS電位器以壽命長著稱，但它的左右聲道阻值並不十分對稱，因此如有條件時，選用時需經挑選，以保證聲道平衡。
製作時須注意，  由於穩壓管WY4P／WY3P有一定的高度，所以主機殼淨高度應不低於11cm。該前級的面板如圖5照片所示，只設計有一個6檔輸入開關，一個音量控制器和電源開關，該線路板設計做了多項改良，採用星形接地形式，左右聲道地線互不干擾，最後在C7與C8的交匯點上相連通過一根直徑1．3mm的漆包線一點接地，如圖6照片中的A點，B為扼流圈。該前級背面，具有兩組RCA輸出，方便接駁不同的後級。


圖7的照片是本機所用的電子管，左邊豎著的是兩枚國產整流管6Z4J，後面豎立的是南京出品的60年代WY3P／J，而主線路所用的是美國12AU7(中間兩枚)和日本NEC的12AX7(左邊兩枚)。關於電子管，選用自製時要求要用軍用級(J級)的產品，音效會不錯，但筆者發覺國產的6N4與12AX7雜訊相對較大，而其穩定性與進口管相比要差一截，有時候用國產管會出現的一些輕微的問題，但換上進口管後這些問題卻蕩然無存。因此，從音質出發，如有條件筆者仍建議用進口管，同時如想再升級，可通過簡單的方法，如將前面的12AX7換成12AU7後，這樣，中μ管的特性會使整個線路在工作性能上更為穩定一些，而且此時不論在輸入範圍，失真和信噪比方面均有不同程度的改善，音色也更中性一些。


剛通電試機時，此機的噪音有點大，但開機半個小時後，噪音有所減小，在音量全開時離揚聲器約0．5米時已聽不到噪音，證明我們對原來線路板的信號走向作進一步的改善還是比較成功的。
  在用《蔡琴老歌》(飛碟唱片．UR—8516)試人聲時，蔡琴在“癡癡的等”一曲中咬字正確，嗓音圓潤而有磁性，但此時和田茂氏前級與經典Marantz 7相比的人聲表現相對清淡中性一些。Marantz 7以中頻明豔著稱，而和田茂氏在中頻方面則顯得似乎更均衡自然一些，用它聽蔡琴，恰似一封纏綿的情書，隨意不露痕跡，如在空中流蕩般娓娓道出。
  用它重放編號為HRP754—2的“雨果發燒碟(一)”的“夜深沉”時，它的琴音表現力與Marantz 7相比質感依然，二胡的韌勁更足，低音潛得更低也更乾淨一些，曲中的碰鈴聲清脆異常，音色變化層次豐富，伴奏樂器適當分明，音象定位表現相當好。  
在該碟的“鷗鷺忘機”一曲中，擦弦聲極為真切、而琴音表現溫暖醇厚。而在“古箏斷弦效果”曲中，箏弦驟然斷開時，空氣像被利劍劃破，讓人不自覺地感到心撕裂緊張，正符合原曲悲怨之調，這些細節在和田茂氏前級的重放下筆者認為它比Marantz7似乎更具分析力，空氣感也更強一些。
  在觀察它對大場面重放的控制及驅動力中。我用一張《TchaiKovsKy1812》(CLASSIC CD—80041)的“1812”和“Capriccio ltalien”作聆聽，此時清脆的鐵三角、真炮錄製的炮聲、炮彈出膛的細微摩擦聲以及軍民同慶的音樂感染力，都讓聽者感受它不凡的解析力以及高頻延伸度。
  音質方面，此機既保持了Marantz7線路的豐潤而富有音樂味的特色，但分析力及高低頻回應都比Marantz7佳，動態也十分好，音場、透明感表現出色，信噪比相對較高。這是筆者組裝過的各種線路中表現最平均及全面的一款。
  相對中頻濃烈的一代名器Marantz 7來講，和田茂氏前級線路無疑音效更全面一些，也更中性一些。它的音色取向儘管充滿膽味，但聽慣一些類似Marantz 7音色取向的發燒友開始可能不太接受它這種相對中性一些的聲 底。筆者最為喜歡它的不失音色的分析力和高低頻延伸力，在同一張軟體的重放中，它的確讓自己聽到更多的細節，而自己一向追求的音樂感染力也不會因為它的聲 底異常通透而減弱。當然，和田茂氏前級並非十全十美，最起碼，在聽某些人聲和絃樂時，我會用到自焊的Marantz7細細欣賞，有時候美麗的音染儘管不夠Hi-Fi，但也會令人著迷。
  筆者一直看重器材配搭，儘管對電子管很少談及，但也是電子管放大器的忠實欣賞者，在這裡希望與各位分享一下膽機的樂趣。一向以來電晶體發燒友批評電子管放大器失真率高和信噪比較低，認為這樣引致減低音樂的透明度及音樂質感線條等，但如果能聽一些高水準的Marantz 7／9或300B或845單端A類放大器的聲音效果，相信沒有人認為它們有分析力差和通透度不足而使音樂缺乏線條或質感等話題。
  事實上，音響也是享受生活的一種方式，通過換機換線改善聲效是一種享受及藝術，同時也反映發燒友喜愛變化及追求完美的特性，故可不必拘泥於誰能全面勝過誰。喜歡電晶體的發燒友，有誰又敢保證自己一定永不會改聽電子管放大器呢?我自己也當然不能保證本人永不會改用電晶體放大器(事實上，筆者膽石兼聽)。不過，主觀而論，以我們寸土寸金的居住環境而言，普通家庭很少會擁有一間獨立的有吸音及隔音設備的聽音室，在四個牆壁都為膩子灰牆的家居環境，對於大多數的普通發燒友而言用膽機作為聆聽工具，相信更為適宜。
  對長期使用電晶體放大器的發燒友，如想換換另一種口味，也有一定經濟實力的，不妨購買那些如Jadis、Audio Research等名牌電子管放大器，如只是抱著試一試心情的 話，也可購買價廉質高的國內如大極典、斯巴克等電子管前後級等的產品，但假如想自己一試身手，享受動手的樂趣，相信電子管前級放大器是最佳的試劍石。最 後，筆者再次強調使用中只要配搭得宜，良好音效並非難求；同時也更取決於個人修養及喜好，喜愛好哪類音樂及音效，如要活潑爽朗，可選6N11 SRPP；如要醇和通透，可選Marantz 7；如要更醇厚，可選6SN7作兩級放大；但如要面面俱到，則推薦選用和田茂氏前級。但願拙文能給讀者一定的啟示作用。

kl122002

都有想入膽機的意思, 只是每當想到個膽會自已燒, 真是好苦惱.

KING

kl122002 發表於 2015-4-11 14:03
都有想入膽機的意思, 只是每當想到個膽會自已燒, 真是好苦惱.

正常膽去使用係唔會咁易燒,祇有殘膽或壞膽先會快燒!

Tomy

kl122002 發表於 2015-4-11 14:03
都有想入膽機的意思, 只是每當想到個膽會自已燒, 真是好苦惱.

我自己少少經驗，

部audio space 8i mk3
玩促4年，賣咗都未換過胆，

部audio space cd盤玩到而家
超過5年都未換過胆，重玩緊，

部luxman aq38u買番嚟幾個月，
D胆無壞，屎忽痕換晒D胆，
玩咗約3年，重玩緊，

其實胆壽命係以萬小時做單位，
如果唔摩機，D胆無噤易燒嘅。

Tomy

不過會令你心思思，
成日想換胆(破財啫)。

KING

Tomy 發表於 2015-4-11 14:26
不過會令你心思思，
成日想換胆(破財啫)。

絕對同意!

KING

Tomy 發表於 2015-4-11 14:24
我自己少少經驗，

部audio space 8i mk3

我兩部膽前都玩左幾年,未有一支膽壞過,
房部M7我仲成日攞黎當測膽機黎試膽添!哈哈!

kl122002

Tomy 發表於 2015-4-11 14:24
我自己少少經驗，

部audio space 8i mk3

是SQ-38u 吧? 這台說是不錯的機.
我也想過入手, 只是因為親身經歷過燒膽一幕, 自已個種意外感至今難忘.

我仲成日以為只唱到一年已經係最盡.
甘樣講, 膽機都應買得過.

KING

kl122002 發表於 2015-4-11 14:57
是SQ-38u 吧? 這台說是不錯的機.
我也想過入手, 只是因為親身經歷過燒膽一幕, 自已個種意外感至今難忘.  ...

咁恐怖,係咪燒功率管呢?

喜喜天使

再請教下king sir如果平玩和田有無推介,淘記太多選擇要留意邊方面