深度剖析天進(jìn)BewitchNo.2A3膽機(jī)
來源：本站 時(shí)間：2006/11/21 點(diǎn)擊：26833
天進(jìn)BewitchNo.2A3膽機(jī)，參照國(guó)外2A3名機(jī)電路，精心設(shè)計(jì)。結(jié)合數(shù)字音源低失真、寬頻響、大動(dòng)態(tài)的特點(diǎn)，將膽機(jī)指標(biāo)提升到二十一世紀(jì)的水平。其電路設(shè)計(jì)超凡脫俗，既尊重膽機(jī)歷史，又不拘尼于歷史常規(guī)。吸取名機(jī)電路精華，又溶入現(xiàn)代電子技術(shù)和電子工藝材料，提高了膽機(jī)性能指標(biāo)。綜合No.2A3的電路設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)工藝有以下特殊之處：
1．從頭至尾全部低µ三極管。
2．2A3工作擇優(yōu)選用A類推挽。
3．前級(jí)電路吸取名機(jī)“威廉遜”之精華。
4．迎合本世紀(jì)初“NO.NFB”之世界潮流，合理選擇負(fù)反饋系數(shù)β。
5．新型高導(dǎo)磁材料，新工藝使電感耦合爆發(fā)新生命。
6．超寬頻的輸出變壓器。
7．印刷電路裝配工藝，使分布參數(shù)的寄生耦和減到最低。
8．嚴(yán)格的調(diào)試工藝，完善的測(cè)試手段。
本機(jī)超寬頻頻響、超低失真、強(qiáng)勁的低音振憾力，直逼DC功放，而特有的膽味使聲音甜美，圓潤(rùn)有是石機(jī)無法比擬的�？胺Q“二十一世紀(jì)的威廉遜”。
一、超低失真的設(shè)計(jì)取向
雙三極管6SN7自從1945年被英國(guó)名機(jī)威廉遜放大器應(yīng)用以后，開始被音響生產(chǎn)設(shè)計(jì)者所青睞，其后麥景圖，仙童等名膽機(jī)幾乎都有其蹤跡。6SN7的特點(diǎn)是低µ，低內(nèi)阻，大動(dòng)態(tài)，在所有三極管中驅(qū)動(dòng)輸出是線性、幅度最優(yōu)秀的，此特點(diǎn)可以從其特性曲線中直觀發(fā)現(xiàn)，歷來A類，AB1類輸出50W以下的膽機(jī)無一例外的選用6SN7作電壓驅(qū)動(dòng)級(jí)。威廉遜放大器中用6SN7擔(dān)任直耦前級(jí)放大，P-K分割倒相，倒相驅(qū)動(dòng)放大等所有前級(jí)電壓放大任務(wù)，其低失真、寬頻響得到世界音響界的首肯。天進(jìn)BewitchNo.2A3膽。采用了類同的電路，但針對(duì)本機(jī)2A3輸出級(jí)的特點(diǎn)，作了適當(dāng)改進(jìn)使之輸出驅(qū)動(dòng)電壓更高，前級(jí)失真可接近于零。
2A3的特點(diǎn)是眾所周知，其固有低內(nèi)阻，寬頻響特性遠(yuǎn)非威廉遜放大器中接成三極接法的KT66所能比擬，美中不足也只是輸出功率略低于威廉遜的20W而已。
No.2A3放大器采用A類推挽，當(dāng)屏極電壓為300V，采用固定柵負(fù)壓-62V時(shí)兩推挽管屏流總共靜態(tài)值為80mA，負(fù)載阻抗3.5KΩ（屏一屏）輸出有效功率15W。此工作狀態(tài)是RCA公司推薦的典型工作狀態(tài)，也是應(yīng)用最為廣泛的，效率較高且失真最低的運(yùn)用方式。在無任何負(fù)反饋條件15W輸出的非線性失真僅為2.5%，是其它輸出管難以達(dá)到的指標(biāo)。RCA推薦的另一種典型應(yīng)用狀態(tài)為2A3 A類單端輸出級(jí)，在同樣B+電壓柵負(fù)壓-45V時(shí)輸出功率3.5W，顯然2A3 A類推挽輸出遠(yuǎn)超出單端A類的幾倍，究其原因是A類推挽時(shí)將2A3工作點(diǎn)由-45V下移為-62V，相應(yīng)的提高了驅(qū)動(dòng)電壓幅度，當(dāng)然使效率大幅提高。此種運(yùn)用方式頗類似于多級(jí)管輸出級(jí)的AB1類，但RCA在其發(fā)表資料中聲稱此狀態(tài)非AB1，而是A類。因?yàn)?62V的工作點(diǎn)并未越出2A3線性區(qū)的中部，相反是單端運(yùn)用時(shí)2A3屏極功耗限制了其線性區(qū)的發(fā)揮。
A類推挽的優(yōu)勢(shì)是不容置疑的，首先它消除了輸出變壓內(nèi)的恒定磁通，提高初級(jí)一定匝數(shù)的電感量，此點(diǎn)是膽機(jī) 低頻響應(yīng)特性的關(guān)健。天進(jìn)No.2A3輸出變壓器初級(jí)電量可達(dá)到30亨利以上，容許初級(jí)對(duì)稱直流電流可達(dá)200mA，此為該機(jī)頻響下潛到20Hz以下的有力保證。A類推挽使絕大部分偶次諧波失真被輸出變壓器所抵削，使總失真率僅為2.5%。至于說偶次諧波失真是膽機(jī)有特殊膽味的根源，此說法欠妥。膽機(jī)之柔和，動(dòng)聽并非偶次諧波所致，而在于其軟過載特性，當(dāng)信號(hào)過載時(shí)石機(jī)的波形是削頂成為棱角分明的平頂，而膽機(jī)過載形成輸出波形成緩變的圓頂形，使人感覺不到刺耳的尖噪聲。此種緩變波形的頻譜分析認(rèn)為與偶次諧波所致波形等效，因此說膽味是偶次諧波的功勞實(shí)在是顛倒了因果關(guān)系。
推挽電路特別是A類推挽，使三極管屏極電源紋波在輸出變壓器中得到充分抑制，即使全波整流后只用電容濾波也不會(huì)有明顯噪聲。本機(jī)采用π式電感電容濾波使交流噪聲壓至無可覺查的程度。
電感耦合式驅(qū)動(dòng)級(jí)是本機(jī)設(shè)計(jì)上大膽的創(chuàng)新。2×6SN7的前級(jí)電路性能無可挑剔，線性，頻響均為一流，所以成為威廉遜，麥景圖等名機(jī)首選電路。上述名機(jī)大多采用多級(jí)管輸出級(jí)其驅(qū)動(dòng)電壓要求最高不過2×40VP-P，而本機(jī)的2A3是有名的食客，需要2×60VP-P以上的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，此輸出電壓是任何小功率電壓放大器的禁壓，如果再采用RC耦合就更難以實(shí)現(xiàn)。威廉遜放大器為了輸出2×38V的驅(qū)動(dòng)電壓，6SN7是超限使用，屏極電路供電電后為450V，當(dāng)開機(jī)瞬間陰極無電子發(fā)射，此電壓無電流。450V電壓直接加在6SN7屏一陰極間，強(qiáng)電場(chǎng)沖擊損壞陰極，破壞電子管的真空度，威廉遜此舉純屬是無奈之法。試想達(dá)到38V尚且如此，60V又如何達(dá)到呢？事實(shí)上此點(diǎn)正是2A3、300B的應(yīng)用瓶頸，一臺(tái)2A3、300B功放機(jī)成敗之類關(guān)鍵是如何解決此60VP-P以上的驅(qū)動(dòng)電壓，根據(jù)日本《無線與實(shí)驗(yàn)》雜志近年電路介紹驅(qū)動(dòng)2A3、300B不外乎有以下兩法：一是音頻輸入變壓器驅(qū)動(dòng)，二是用功率管驅(qū)動(dòng)。音頻變壓器有其特殊優(yōu)勢(shì)，首先變壓器初級(jí)可得到極大的交流負(fù)載阻抗，提高放大管增益，與此同時(shí)卻有極小的直流電阻，使放大電子管有效屏極電壓接近電源電壓，從而使輸出信號(hào)幅度大為提高。其次是變壓器的初次級(jí)變壓比可以使放大管的等效放大系數(shù)µ提高N倍（N=變壓器變比）。為了得到高增益和平坦的頻響變壓器必須有足夠大的初級(jí)電感以使低頻增益提高，而且還應(yīng)盡量減小繞組間分布電容以確保高頻響應(yīng)的延伸，欲使耦合變壓器本身頻響達(dá)到10HZ~50KHZ±2dB都是十分困難的事。日本產(chǎn)中檔輸入變壓器其初級(jí)電感為20H（有25mA直流磁化電流）其變比為1：0.8+0.8典型頻響為25Hz-50KHz±2dB，其重量達(dá)0.79kg可見其體積不小和繞組之復(fù)雜程度。變壓器耦合低頻，高頻頻響還受初次級(jí)間漏感的影響，為減少漏感，分布電容必須采用分段，分層夾心繞法，以致工藝相當(dāng)復(fù)雜。
采用功率管作電壓驅(qū)動(dòng)級(jí)也并不理想，即使是輸出1W的小功率管，在高負(fù)載阻抗時(shí)可以輸出大于60V的驅(qū)動(dòng)電壓，其非線性失真已超2A3輸出級(jí)的失真度，適用意義不大。天進(jìn)BewitchNo.2A3采用 扼流圈形成的電感耦合方式，既有較高的負(fù)載阻抗，又有極低的直流電阻，使6SN7的動(dòng)態(tài)范圍得到充分的發(fā)揮，當(dāng)6SN7屏一陰極有效電壓280V時(shí)最大輸出信號(hào)可達(dá)140VP-P，同時(shí)該級(jí)對(duì)稱放大增益可達(dá)2×14倍，前級(jí)倒相器只要有2×7 VP-P的輸出電壓既可使驅(qū)動(dòng)信號(hào)電壓達(dá)到2×100 VP-P以上，輕松解決了2A3推挽輸出級(jí)的驅(qū)動(dòng)。
扼流圈組成電感耦合有變壓器偶合的所有優(yōu)點(diǎn)，但卻有無變壓器初次級(jí)漏感導(dǎo)致的頻響不均和高音失真的弊端。在日本的膽機(jī)電路中十分流行。
扼流圈耦合的高輸出電壓特性，高電壓增益特性還減輕了前級(jí)的負(fù)擔(dān)，2A3 A類推挽固定柵 負(fù)壓為-62V（屏壓300V時(shí)）根據(jù)膽機(jī)A類放大的定義驅(qū)動(dòng)信號(hào)電壓最高峰值不允許超過62VP-P，V4 6SN7的增益為14倍，所以V4輸入信號(hào)只需4.43VP-P，倒相器V3b的增益為0.85倍，所以V3b輸入信號(hào)應(yīng)為5.2VP-P，前級(jí)放大部分本身電流負(fù)反饋系數(shù)不足1%，可以忽略，當(dāng)無環(huán)路反饋時(shí)本級(jí)增益約為8倍，則求出開環(huán)輸入靈敏度為5.2v/8=650mv，調(diào)整環(huán)路負(fù)反饋為近似6dB達(dá)到本機(jī)額定輸入電壓。可見V4、V3兩只6SN7其輸入電壓均小于5V，其中V3b倒相器輸入管為5.2VPP，但p-k倒相器具有50%本級(jí)負(fù)反饋系數(shù)不存在產(chǎn)生失真的問題。
根據(jù)6SN7的特性當(dāng)輸信號(hào)低于7VP-P對(duì)應(yīng)輸入信號(hào)為0.5VP-P時(shí)非線性失真可以忽略。使該放大器產(chǎn)生非線性失真的機(jī)率只在后兩級(jí)，2A3輸出15W非線性失真最大為2.5%，驅(qū)動(dòng)級(jí)輸出最高電壓的一刻非線性失真也不會(huì)大于1%，因此稍加少量負(fù)反饋即可達(dá)到HI-FI低失真指標(biāo)。本機(jī)實(shí)測(cè)滿功率15w輸出時(shí)非線性失真不超過1%，當(dāng)輸出7．5w時(shí)非線性失真降低為0.3%。
二、超寬頻響的決策
膽機(jī)頻響的擴(kuò)寬不如OCL、OTL石機(jī)電路那么容易，在DC石機(jī)功放頻響已達(dá)0Hz-100KHz±1dB的時(shí)代，面對(duì)寬頻響數(shù)字音源大多數(shù)膽機(jī)停留在二十世紀(jì)中期的頻響寬度，以致使部分發(fā)燒友認(rèn)為:欲聽大編制古典音樂非石機(jī)莫屬，只有欣賞人聲、弦樂才選膽機(jī)�；诖�，膽機(jī)這種古老的產(chǎn)品如何在保持應(yīng)有的特點(diǎn)，與時(shí)具進(jìn)讓膽機(jī)煥發(fā)新的生命力，是當(dāng)前膽機(jī)從業(yè)者的首要任務(wù)。天進(jìn)BewitchNo.2A3在擴(kuò)寬頻響方面下猛料取得重大突破：
1、關(guān)鍵部件——輸出變壓器，扼流圈
輸出變壓器歷來是膽機(jī)頻響的瓶頸，否則放大系統(tǒng)頻響再寬也被此瓶頸卡住。要提高輸出變壓器的高端頻響，低端頻響寬度有完全矛盾的現(xiàn)象，延伸低端頻率下潛要求初級(jí)電流量越大越好，當(dāng)鐵心質(zhì)量已定時(shí)增大電流量意味著匝數(shù)成平方倍的增多，而匝數(shù)增多必然使匝間，繞組間分布電容增大，使高端頻響下跌。電感耦合的扼流圈也有相同的矛盾。為此經(jīng)常采用的是分段分層繞組布局，降低分布電容和漏感，同時(shí)使初級(jí)繞組兩部分有良好的對(duì)稱性，本機(jī)中扼流圈的初級(jí)電感達(dá)到100H以上，以中心抽頭為準(zhǔn)成對(duì)稱繞法。輸出變壓器則分層，分段以兼顧高低端頻響。
在電路上也充分考慮使扼流圈，輸出變壓器有平坦的頻率特性；
只有上述傳統(tǒng)方法還不足以改善整機(jī)頻響，在電路結(jié)構(gòu)上采用印刷板前級(jí)布線，有效降低交插耦合，以至多達(dá)四級(jí)的放大器無一高頻校正電容，而確保無高頻自激產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)高音無意外衰減，輸出變壓器初級(jí)也無高頻旁路，加上扼流圈，輸出變壓器的精密繞制工藝使本機(jī)高端頻響提升為82KHZ-1dB，無疑已達(dá)到DC放大器的指標(biāo)。由此可知本機(jī)原件布局，布線以及重要部的屏蔽是經(jīng)過周密設(shè)計(jì)的，放大器的低頻相移極小，高音頻交插耦合也極小，是本機(jī)寬頻響，高穩(wěn)定度的保證。
扼流圈電感耦合極易出現(xiàn)頻響曲線的嚴(yán)重不平衡，其中原因有三：其一是扼流圈的電感性使其阻抗隨頻率升高而增大，結(jié)果在1-3KHz的中音范圍產(chǎn)生曲線的上凸，嚴(yán)重的不平衡度超過±5dB。二是隨頻率上升分布電容容抗降低，導(dǎo)致高音衰減，三是電感和本身以及電路布線，元器件分布電容在某一頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生諧振峰，對(duì)頻響曲線的平直形成極大的影響，上述三點(diǎn)對(duì)本機(jī)來說，6SN7、2A3低內(nèi)阻特性使之有極大的緩解，例如100H的扼流圈對(duì)電容的影響。2A3內(nèi)阻只有800Ω對(duì)輸出變壓器頻響改善也相對(duì)有利。
另外根據(jù)2A3特性，固定柵負(fù)壓應(yīng)用時(shí)，柵極電阻應(yīng)以50K為限，否則易損壞2A3。此兩只電阻等效并聯(lián)于耦合電感兩部分繞組之間，對(duì)扼流圈阻抗隨頻率的變化率也降低，頻率特性越于平坦。
2、三點(diǎn)轉(zhuǎn)折頻率的參差布局
V3的直接耦合具有直流傳輸特性，除此而外決定本極頻響的只有以下三個(gè)時(shí)間常數(shù)電路：首先是V4、V3的RC偶合電路，其轉(zhuǎn)折頻率f1由C8、R24（C9,R23）決定其低端轉(zhuǎn)折頻率f1約為3.4Hz。其次是C11、R27（C12、R26）其轉(zhuǎn)折頻率為f2約為7.23Hz，輸出變壓器初級(jí)電感30H，2A3內(nèi)阻800Ω，負(fù)載阻抗3.5KΩ時(shí)，計(jì)算轉(zhuǎn)折頻率約為4.27Hz為f3。上述三個(gè)低頻轉(zhuǎn)折頻率呈參差分布，使總頻響曲線下降斜率小于6dB/OCT，共-1dB的頻率為10Hz左右，既有足夠的低頻延伸，又有極為穩(wěn)定的相位特性，足以保證放大器的穩(wěn)定性和寬頻響。為了保證三個(gè)轉(zhuǎn)折頻率的準(zhǔn)確性，電路中所有耦合電容器采用名牌音響專用電（法國(guó)蘇倫），其不僅有極低的損耗tanδ，也有極低的電感和ESR，一般稱發(fā)燒電容的典型特性是低tanδ和ESR，此特性對(duì)放大器頻響和音質(zhì)都至關(guān)重要。
三、交流噪聲幾不可聞
天進(jìn)BewitchNo.2A3有近90dB的信噪比，多年來膽機(jī)交流聲是難以斬盡殺絕的，膽機(jī)無訊號(hào)時(shí)交流聲素以耳朵到揚(yáng)聲器1英尺內(nèi)無交流聲感覺為高檔機(jī)。普通機(jī)則以一米以聽不到交流聲為標(biāo)準(zhǔn)。我以一款效率為90dB的音箱耳朵貼進(jìn)喇叭交流噪聲幾不可聞（而且本機(jī)還用的交流點(diǎn)燈）。完全達(dá)到了高保真所要求的信噪比指標(biāo)。
四、客觀測(cè)試和主觀聽音的美的結(jié)合
客觀測(cè)評(píng)指標(biāo)雖然不能完全表現(xiàn)音響效果，但首先應(yīng)肯定的是：客觀測(cè)試極差的音響決不可能有良好的主觀聽音評(píng)價(jià)，而測(cè)試結(jié)果指標(biāo)高的音響主觀聽音評(píng)價(jià)絕不會(huì)很差。
用BewitchNo.2A3搭配了三款音箱—B＆W Signature 805,JBL 4312A和spendor2/3（音源為micromega CD132），這三款音箱各有不同的靈敏度和聲音特點(diǎn)，但BewitchNo.2A3匹配它們都顯出兩個(gè)特征，其一是聲音幼細(xì)而柔順且透明度極高，高聳入云的弦樂拉到最高音域處，絲毫不刺耳嬌艷的令人難以自持，播放女聲更是呵氣如闌、芬芳遍室，盡顯2A3直熱式三極管的優(yōu)點(diǎn)和魅力；其二在搭配B＆W Signature 805和spendor2/3這兩對(duì)比較難推音箱時(shí)，其力水也源源不絕，播放大動(dòng)態(tài)的交響樂時(shí)，氣定神閑、層次分明，的確令人嘆為觀止！
本人從事膽機(jī)研究半個(gè)多世紀(jì)，國(guó)內(nèi)外名機(jī)可以說也閱機(jī)無數(shù)�？陀^的講BewitchNo.2A3是一部從設(shè)計(jì)到校音都相當(dāng)成功的電子管放大器，值得膽機(jī)發(fā)燒友關(guān)注。
—摘錄2006年《電子報(bào)》40、41期
作者簡(jiǎn)介:
中國(guó)膽機(jī)界當(dāng)之無愧的泰斗級(jí)人物，從事電子管放大器研究和生產(chǎn)60余年，自1958年以，在國(guó)內(nèi)外多家雜志和報(bào)紙發(fā)表文章上百篇，著有《世界電子管手冊(cè)》，《電子管功放設(shè)計(jì)和裝調(diào)技術(shù)》，《常用電子管應(yīng)用手冊(cè)》等書籍。
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