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关于AP-1000T单声道电子管放大器 疑问之解答

作者:李鹏展 日期:2016-05-09 17:04:33  评论:0

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编者按:深圳欧琴公司150W输出的AP-1000T单声道电子管功率放大器在1995成都首届国产影音器材大展上获得:“深受好评产品”荣誉,许多发烧友来信、来函对这款功放表现了浓厚的兴趣,同时,也有一些发烧友对这款功放存有这样或那样的疑问,有鉴于此我们约请这款功放的设计者,就一些发烧友关心的问题作了解答。

文/杨玉介 李鹏展


一、为什么要用6支EL34管

现在Hi-Fi扬声器单元大部分是长音圈结构设计,音圈的大部分都在磁场之外,流过的音频电流不产生推动音盆的作用力,而是全部转化为热能消耗掉了,所以灵敏度较低。现代音箱的分频器设计大多较复杂,其损耗也是很可观,这样造成许多音箱的灵敏度在90dB以下,个别的只有80dB/mv(如ATC SCM-10)。这样,即使在距离音箱1米处听音,要达到听交响乐的现场气氛约100dB的声压,功放也要有100W的功率输出。

笔者曾经用50W的胆机推一对灵敏度在90dB/mv的音箱,试听《音响世界》制作的发烧CD《响韵》的第二首童声合唱《小白菜》时,音量旋扭开得并不大,但只要是女孩们的嗓音一拔上去,就出现“咝咝”的声音,这表明功放已经削波了。所以,要想完美的再现各种音乐原貌,功放至少要有100W的不削波功率输出。

不削波功率与不失真功率的概念是不同的,IEC的标准是10%的失真以内的功率称为不失真功率。而10%的失真度的削波失真在示波器上看时,削波的幅度已经相当大了。笔者曾用示波器监视音箱输入波形,给放大器输入1KHz的正弦波,当幅度逐渐增加时,正弦波的尖端只要出现一点削波,音箱放出来的纯音乐中就会出现一种升高音调的杂音,而这时的削波失真不过1%左右,所以,“不削波功率”与“不失真功率”有着较大的区别。

要输出100W的不削波功率,不是4支EL34作AB1类放大时所能胜任的。4支EL34一般不削波输出功率只有80W,100W时其失真已达10%;而AP-1000T用6支EL34不削波功率大于120W,不失真功率大于150W。


二、电子管应如何配对

有人问:推挽时一对管子配对尚成问题,现在用了3对管子是否配对更成问题?

这个问题涉及到胆机的工作机理,笔者想详细谈一下:

为了消除偶次谐波失真,两支推挽管的屏流变化应完全相等,并联使用的管子也要求屏流变化相近使负担均衡。但是要在栅极输入信号从零到最大值时都能满足这个要求是很困难的。这要求两支推挽管的屏流Ia-栅压Vg曲线族完全相同,而事实上是不可能的。实际上只能做到在某一点相同而在其他点相近似。亦即:电子管只能在某一点上配对,这样在哪一点配对是至关重要的。

一定屏压(及帘栅压)下的Ug = 0时的屏流Iam不受栅压作用,完全取决于阴极发射能力,两支管子的阴极发射能力如果不同,两条Ia-Ia曲线很难近似,从这点出发,应该在Ug = 0这点配对,还有一个被业界人士忽略的推挽输出变压器铁芯饱和问题。输出变压器必须遵循电工原理中的“伏秒平衡”原则。通俗讲就是正半周所产生的磁场,必须与负半周所产生的磁场相等。这样才能使B-H曲线复位,不然铁芯会逐渐进入饱和状态而产生三次谐波失真。从这点出发在AB1类推挽时亦要求两支推挽管的Ug = 0时Iam相等。

现行的在工作点附近配对的方法是不科学的。为提高输出功率,屏压及帘栅压都加得很高。为限制屏流负压很高,以EL34为例,屏压,帘栅压加到450,Ig = 0时屏流Iam实测达0.6A。要加约40V的栅负压才能将静态工作点屏流Iao降到40至50mA。而一定屏压(五极管还有帘栅压)下的Iao取决于该管的发射能力Iam及跨导S,Iam愈高Iao愈大,S愈高Iao愈小。电子管一般都有Iam高,S也高的特点。所以,如果一支Iam较低,S也小的管子,可能与另一支Iam较高而S也高的管子在工作点的栅负压下其二者的Iao相近。如果选择这样一对管子作推挽,肯定工作是不能平衡的。

现在流行每支功放管的栅负压都独立可调,在工作点附近调Iao一致。美国Conrod Johnson Premier 8X8胆机用4支EL34并联后再推挽。8支EL34用8支电位器来调节每支管子的偏压,使其在静态时屏流都相等。这种作法笔者认为问题更大。前面讲过,同样的发射能力Iam,跨导S高的管子Iao小,硬把栅负压调低使Iao上去。这样使推挽管子或并联的管子的负压不一致。这等于运动员在起跑时不在同一起跑线上有前有后,动作起来岂不乱套。怎么还能平衡的工作。

假设两支管子Iam相同但S不同,同样Iao时,S高的管子,栅负压势必要低,这样同样大小的栅极信号电压所产生的屏流变化差别较大,破坏了平衡。所以无论是推挽管子还是并联的管子,栅负压都应相等。

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AP-1000T 6支管子只有两支栅负压调节电位器,并联的3支管子栅负压相同自不必说,这两支负压电位器也是用来调节推挽的两组管子栅负压相等的。

EL34的一致性较好。同一厂生产的新管子Iam差别不大。所以6支管子配对的条件容易满足的。而S值就不尽相同。在-40V栅压静态屏流Iao各不相同,这是没关系的,并不影响指标。Iao太小或太大的管子分类6个一组再集中使用,重调栅负压。

决定平衡能否长久保持主要是看各个功率管的老化速度是否相同。同一部机上的管子在相同的条件下工作(最主要是灯丝电压相同),老化的速度应该是相近的。因此,在较长时间工作后,在正常条件下平衡不会被破坏;当然个别管子阴极材料不良,真空度不够,提前老化甚至损坏是另一回事。


三、其它

1、由于推挽的两组管子静态屏流之和并不相等,故两组管子的屏流中的交流纹波不能完全抵消。若高压供电的纹波较大,静态时就会有较大的交流声,故AP1000T的高压滤波电路较完善,采用了两支滤波扼流圈与电容构成两节滤波器。

2、AP1000T的电压放大级,因要求输出幅度较高,为减少失真,要求放大管的线性好,国际流行的12AU7、12AT7等管子不能满足要求,所以,用了国产的6N1,相比之下,在输出幅度150V-PP以上时,6N1的失真明显较小。

3、作为功放咽喉的输出变压器,是决定胆机指标及听感的关键部件。过去胆机在大功率时高频失真过大,主要原因就是因为输出变压器的分布电容及漏感的影响,所以变压器的铁芯不能过大。但又不能过小,否则,低频满功率时铁芯中的磁通密度会超标引起铁芯饱和而产生三次谐波失真。所以减少高频、低频两端的失真及扩展高、低频的响应对铁芯的尺寸要求是互相矛盾的。经过多次计算及实践才优选出现在尺寸的铁芯,并采用相应的绕制工艺,最后的整机指标为:100W输出时(8欧 2.83V RMS);失真:20Hz<1.5%;20KHz<1%;频响:10Hz 0dB  150KHz -3dB。

在高低频都取得了较高的指标,这说明输出变压器的设计是成功的。


补叙

人耳是很敏感的,一般的音响经销商和大多数买音响的人,他们多采用流行音乐(歌曲)来试音,而懂行的音响经销商和有经验的发烧友则多是采用弦乐和人声来试音,这两者到底会有什么差别呢?

通过实践会发现,一般的音响器材无论档次高低,功率大小,在表现流行音乐方面基本上还能过得去,但只要用来播放弦乐独奏、美声歌曲时,那种差别就很大了。这使我想起了那款经典音箱BBC LS3/5A,她那浓郁的中频,甜美的中高频及醉人心房的音乐感不知倾倒了多少音响玩家,成为他们的一世精品。LS3/5A的优点很多,但是它的缺点也是非常突出,如它的额定功率只有30W,本来就不易大声唱歌的LS3/5A,在听歌剧时更要把音量关小一点,否则就会时时出现“失真”现象。这说明,小提琴和人声的音域是非常宽阔的,而且能量也是很惊人的。所以,50W以下的,无论是功放还是音箱,要想不失真的完美的再现各种类型的音乐,看来还是有一定的局限。AP-1000T之所以设计成超大功率输出也正是基于声音的高传真方面考虑的。

002.jpg理论上讲,4支KT88或6550也能做出接近6支EL34的功率输出,为什么不用KT88或6550呢?

这主要有以下几个方面的原因:一是EL34的品质相对来说比KT88或6550要稳定划一。只要大家玩过胆机的都清楚这个概念。所以做多管并联使用时,EL34就要比KT88或6550优越。二是6支EL34的价格要比4支KT88或6550的价格还要便宜,故使用EL34既不失大功率输出,又能使成本降下来,可谓一举两得。除了品质和价格的原因外,第三个原因就是EL34的声音好。看看这些年英国及意大利设计生产的且广受好评的胆机产品,基本上皆是以EL34为主流的。EL34如果声音不好,品质不稳定,英国人、意大利人等也不会拿它来“攻关”,也更不会有靓声的胆机为世人瞩目。所以设计大功率的AP-1000T时,用什么管子是在做了综合性的测试、比较后,EL34才中选的。

AP-1000T的线路设计相当严谨,再加之是单声道设计,所以,虽然是3对管子并联推挽工作,但其工作稳定性相当好,调试也非常方便。据生产线上的工人讲,AP-1000T从插板、装机、到调试出厂都非常简单。从销售反馈的信息来看,AP-1000T的故障率也是近乎为零。从此可看出,AP-1000T虽然是大功率输出,多管并联工作,但其稳定性与可靠性要较传统设计的胆机(包括单管机和推挽机)为佳。这说明AP-1000T的设计是成功的。

针对AP-1000T,大陆和香港的一些发烧友也提出了一些问题:为什么用6N1、6N6、12AU7电子管,假如把这些管子换成国际流行的发烧管,AP-1000T的声音可能会更好,身价也会陡增。

诚然,这些年来只要是玩胆机的发烧友都有同感:换用不同国家、不同年代、不同品牌的电子管的确会有不同的声音表现。但这个问题在AP-1000T身上就不怎么灵验了。我们分别用进口的“6N1、12AU7”和国产的管子进行试听比较,发现声音的差别微乎其微,而且具体的声音走向则是见仁见智了。很难说进口管子或国产管子在AP-1000T上的表现哪个是最优秀的(这是在严格认真对比下的结果)。从这个事例上,我们也有一些感慨:对声音的表现起决定作用的是优秀的线路设计,而非元器件。设计合理,线性愈平直的功放,元器件对他的影响愈低。还有就是观念问题:一些国际流行管整体来说声音素质的确不错,大家争着在用,但很难保证只要是用这些流行发烧管的胆机就一定有靓声,否则生产胆机岂不太简单了吗!

有人说:小功率功放的声音甜美,大功率功放的声音较粗。实际上是,小功率功放其设计制作要比大功率功放要容易得多,大功率功放的声音“粗”不是与生俱有的,主要是设计制作不良所致。笔者曾听过多款不同品牌型号的进口大功率功放,印象极为深刻,整体平衡性好,声音细腻流畅,感染力强,毫无“粗”声可言。相反,小功率功放缺乏冲击力,声音的密度与重量感较轻薄就显得尤为突出。看看台湾、香港及美国的音响刊物的器材排行榜,那些高踞A、B级榜单上的功放,大功率功放占据了绝大多数。这些大功率功放多出自美国人、德国人之手,除了品味问题外,是否与高科技的背景有关系呢?

有人说:AP-1000T胆味不浓,说白了,就是指声音不是很甜、很浓、很慢、很柔。由于受“先人为主”传统观念的影响,胆机声音的特点似乎就应该是上述那样的;由于受技术上的所限,胆机多是高低频两端延伸不佳,动态不足,及缺乏冲击力等,和晶体机相比,胆机的“很甜、很浓、很慢、很柔”的确有其吸引人之处,听起音乐来非常舒服、耐听,也使其成了胆机的代名词。同时,胆机的高低频延伸不佳,动态不足及缺乏冲击力等,又总使人感到少少的遗憾,以至于提起胆机,人们总是又爱又恨。然而,令人奇怪和不可思议的是,在人们改善了胆机所存在的问题和不足之处时,总会招来种种的“非议”;而当胆机所存在的问题和不足之处有某种不同程度的明显改善时,似乎并不被人们所接受。这真有点像民国初年,废除女人缠足这种民族恶习一样,本是让女人活得更自然、走得更自在,不过国人一下子很难接受。好像这样做才是害女人似的。实际上,传统胆机在技术上所存在的问题和不足是明显的,而在声音的表现上又存在着明显的“失真”,这一点,每个胆机迷和发烧友都非常清楚。问题是对于解决了这些不足和失真的胆机,大家脑海里没有一个概念,以至于当这些胆机出现在人们面前时便不知所措,只能拿传统胆机作参考,来衡量其是否有“胆味”等。其实,这是本末倒置。所以说:人类要发展,技术要进步,观念一定要正确和前卫。

至于AP-1000T的声音表现,大致有以下几点最为突出:一、它的音质细腻纯净。如不告诉您,很难相信这是150W大功率胆机所发出的声音。这是接触AP-1000T最为深刻的印象。由于功率储备大,声音从低频到高频表现的有血有肉,不像一般的胆机,音质虽然细滑,但密度和量感欠缺,尤其在高低频两端。二、它的音色自然真实。AP-1000T在表现弦乐及钢琴方面有极高的像真度,尤其能把琴腔的共鸣声及擦弦质感和钢琴宏大而又不失细节的气势表现出来。这一点,一些中小功率的胆机就很难望其项背。三、它的驱动力充足强劲。在这方面AP-1000T的表现稍微储蓄了一点,为什么?因一般的搭配试听结果,AP-1000T并没有因有150W的强大功率储备而表现出风头。但当用它来推像ATC SCM-10这样只有80dB奇低效率的音箱时,就会感觉到它那源源不断的超强能量供应。ATC SCM-10不愧为驱动力方面的试金石,在它面前来不得半点虚假。四、它的平衡度稳固坚实。高中低频类金字塔式的平衡度,听起音乐来十分自然舒服,和B&W 803的搭配可谓龙凤配,无论是听小编制的弦乐和人声,还是听大规模的交响乐,AP-1000T的声音和音场坚实稳定。这是大功率胆机得天独厚的优势。五、它的空间感表现一流。这有赖于AP-1000T那超强的高频延伸力。对录音庭堂的空间表现可谓淋漓尽致。六、它的解析力晶莹清澈。老实讲,这一点并不是胆机的强项,AP-1000T不能和优秀的晶体机在这方面比拼,但比起其它传统设计的胆机来已胜出多多。

最后,需要强调的是:通过近一年和Rogers LS5/9、Studio7、HARBETH HL-5、HL-7、Spendor SP2/3等音箱所进行的搭配组合时,虽然或多或少能带来一点惊喜,但整体来说还是不尽人意,离和ATC SCM-10、B&W 803搭配所带来的表现还有一定的距离。换言之,AP-1000T在择箱方面较为挑剔。或许是因为AP-1000T所具有的中性、监听特性吧。上述那些通常被人们认为和胆机是“绝配”的箱子,用AP-1000T来推时非但如此,相反,这些箱子所存在的一些问题反而更容易被暴露出来,作为欧琴公司的旗舰胆机,这种情况很难说是喜还是忧!不过从我的使用经验来看,中、小型密闭音箱或是中性、染色低的音箱较适合用AP-1000T来推。


文/杨玉玠 李鹏展

1996-11

2007-07-27整理

注:此文章已在广州《音响世界》杂志1997年第二期上发表

    标签:欧琴 电子管 放大器 AP-1000T 胆机 EL34电子管 ATC SCM-10音箱 Rogers LS5/9 Studio7 HARBETH HL-5 HL-7 Spendor SP2/3 B&W 803

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