电子管前级的打造和管子的选择
电子管前级的打造和管子选择
刘高斌 《音响技术》1998年01期
音频在信号进入功放前进行预处理，这已成为了业界的共识。电子管前级的打造简单，花费又不高，而且用其与电子管功放或晶体管功放搭配能柔化数码声的“硬度”而得到较为通透的效果。本人在打造胆前级时，几经摩改最后定型于本刊97-3期上，在摩改中用料一次次提高。较老的西门子金脚E88CC都借来参加较试，历经6N8P(6SN7GT)、6N10(12AU7)、6N1、6N2(12AX7)、6N3(5670)等，都各具特色。但从解析力上而讲，用6Nll搭配6N10最好，声音也最为柔滑，G2和G3都用6N10，并把其跟随范围作调整，算是此电路应用的最佳状态，通透度、力度感，在较试过的管子中表现最好，可以说是一素质较高的前级。胆管前级的电路是很多的，但照方配药不一定会得到满意的结果，我们要注意一些问题：
1．管子参数、形状的影响及特性曲线的应用
管子的参数的影响已为我们共识，如跨导S大的声音要劲力一些，有的还有前冲情况，6J5就有此感觉。6N2线性不太好，但却被认为是胆味浓烈的管子，对晶体管功放的柔化非常突出，听起来发酥，具体讲就是小提琴的松香味更浓，这些大家都可以感受得到。
屏流大一些，低频的厚度会增加，不管是功放还是前级，一些佳作的屏压用到了极限值或稍超过极限值，既增加了输出也增加了屏流值。虽说是电压放大，但也不能一味地追求较高的增益而使管子处于欠流状态(低于推荐屏流值)。管子形状对音色的影响，最初是听老烧友们谈到的EL34与KT88时所言，经一试，它们确实有些不同，后采又对6J1～6J5、FU-5～FU811、6P3P、6P1进行比较。当然，这些只是大体上的比较，具体的细处还得慢慢地去晶。听音乐，除了去感觉音乐的内涵外，用不同的管子去领略作品的音色味，这也是晶体管机所不及的(指换管子而言)。电路中工作点还可以设计成机外可调方式，更可增加聆听比较的灵便性。
再从管子的屏极特性曲线来看，应取曲线平直和曲线的间隔均匀度高的管子，如6Nll、6N10等三级管和6J1等这些常见的管子，并且把工作点选在曲线的最佳区域，这主要是为了获得较低的失真，但实际应用中6N1、6N2、6F2等曲线并不好的管子却在很多名机上见到，McIntosh的MC-275上，新旧款电路中都有12AX7(6N2)，这些从低失真率采说是不太行的，这可能是为了迎合一些特殊的音色要求吧!
除此而外，应用中还应注意屏栅特性曲线以及跨导曲线。如果这一点不注意是不行的。首先来看输入动态范围的大小和降低输入失真的问题。查阅电子管手册，可以看到6N2在选择屏压为250V时其输人电压不应超过1．5V，大于此值(绝对值)，就使信号落在曲线的弯曲区域，信号一进入就会引起输入失真而且也因6N2的内阻较高，放大因子μ值大(输入范围也小)，这就是我们通常把6N2用于级数较少的扩大器中的原因。6N11在150V的屏压时，输入范围可以达到—4V左右(工作点选择—3V处)。而6N10在屏压为250V时，却可以达到—10V左右(工作点在—5V处)。这也决定了6N11 应用时应放在级数比较靠前的位置，而6N10却可以放在输入级，也可以放在靠后的地方，甚至放在推动级，有一款无输出变压器功放(见《电子报》合订本93年P214)，功率管用的就是6N10。下表是一些管子的输入范围：
μ：放大因子 Ua：推荐屏压 Ua／u：最大输入范围 Ugo：不失真输入范围
而且这些工作区域也正好落在手册给出的跨导值区域，使得工作中，跨导才不会有较大的变化。它还关系到输入灵敏度问题，曲线陡的管子只要输入较小的信号电压就能获得较大的屏流，反应非常迅速，也使得这些管子在动感上比低跨导的管子要更胜一筹。这更说明了要得到比较大的“劲力”，栅极的控制能力是不容忽视的。另外，择管时还应注意到管子之间的输入电容Csr和极间电容Cak，因寄生电容有下列关系：
Cs＝[Cak]G1＋[Csr]G2＋CW
Cw为装配电容。根据密勒效应，则有
Cs＝[Cak]G1＋[Cgk＋（1＋k）Cag]G2＋CW
因此，为了不影响高频的延伸，应选择这些电容较小的管子，也是人们比较垂青6N9P(6SL7)、6N10(12AU7)、6N8P(6SN7GT)等管子的原因。下表是一些管子的参数。
2．对SRPP的意见
手中的刊物中前级电路介绍得多的要算是SRPP电路了，其优点是可想而知的，用在输入级，一方面是输出阻抗低，对下一级信号的驱动力强，且对后接阻抗低的衰减式音调网络有利。二是阻抗降低使分布电容分流作用下降，改良了高频区幅频失真，展宽高频响应。但是也存在一定的缺点，一是低频要比三极管屏极输出接法差一些，二是一个电路中重复用的次数太多，也会引起不良的影响，实践中发觉所用次数越多低频的量感会变脆，而且不厚实。本人曾按(无线电与电视)96年第5期上“SRPP分析与应用”之作仿制过纯用SRPP作功放输出的功放，使尽浑身解数都未把其低频弄得令人满意。用料和焊接都无错，输出变压器也多次绕制，但收效不大。引入较大的负反馈都无见效，后来才考虑到用在功放级的SRPP使得阴极被带上正高压，查表才知其高压已接近管子阴极的极限承受力。所以，这是个比较有说服力的教训，任何照方配药的打造都可能会产生后患，动手前应对电路考虑考虑。在做SRPP电路时尤其要注意阴级的高压值。以免造成阴极和灯丝之间的击穿，造成损失，特别是6DJ8、E88CC等。一般情况下，笔者提倡SRPP用在输入级比较好。以下是一些管子阴极与灯丝间允许的最大正高压值：
另外，通过实验还证明，单用一级SRPP作前级放大，乐声前冲得太厉害，加入了一级缓冲器后，声音圆滑得很多，且继承了SRPP的清爽性，极富魅力。“金牛”牌胆前级就是用SRPP+缓冲器阴极输出的例子，但也仍然还有改进的余地。总之，一款电路的优良性是具有条件的，是有一定的适用范围的。
3．英格尔胆前级FS660与6411的应用
应用四、五极管作前级的例子是很多的，如6F2、6J8P、6J5等，在音频放大应用中得到了很好的效果，而用6J1的却不太多，英格尔的FS660前级就很有特色，是6J1作三极管应用在前级音频放大的佳作之一。据赵志英先生称，此电路为日本人须藤氏所设计，只略作改动，电路图如图1，须藤氏此人在(实用电子文摘)上作过介绍，是日本胆派高手之一。此电路很简单，成为英格尔的低价位拳头产品之一，用于自焊也是比较可行的。其管子矮小，是制造薄型前级的首选管。从6J1三极管曲线可以看出此曲线跟6N10等极为相似，从曲线可测其跨导，内阻等跟6N10相似，但管子外形却没有6N10大。6N10(12AU7)也是一只烧遍胆界的优秀管，惹人喜爱的曲线使其有了广泛的应用。通过应用，6J1代替也有很好的表现，能代替6N10，声音还更加清丽一些，不拖泥带水(这跟6N3也有关系)。按说后面的阴极输出器也应该用6N10，可却用了6N3(原用6N4)，这是一只中跨导(S)管，内阻却比6N10低2个千欧以上，一是可降低输出阻抗(Ro=1／S)，二是选择较高一些的跨导，对降低输出噪声也有好处(不用6N11、6N6在(音响技术)97年3期上拙文有述，此处不再赘言)。此前级试听结果是低频感比SRPP(6N11)+缓冲器(6N10)要厚些，中频相似，高频延伸稍次(用<雨果发烧碟一)测试)。用于听音比较的系统为“音乐传真”-A2甲类功放+BOSE401音箱。样机外壳为梨木雕制(意大利Urison Research-Mystery One和$msrt．845外壳就是用樱桃木雕制，外观极具魅力，我们的土炮要登大雅之堂，也需打扮)，用分体电源供电。另外要注意：作三极管应用时，因6J1的输入范围没有6N10的宽，要注意这一点。原电路用了直耦方式，为了防止异常，制作时改为电容耦合。题图照片为样机实图。
图 1
4．“绝对线性放大器’和音乐传真X10-D系列缓冲器
最近在某些刊物上看到称叫“绝对线性放大器”的电路如图2，说是专利，其实与前面提到的禾输出变压器电子管功放的某些地方是相同的，只是取消了环路负反馈而已。
此电路与SRPP相似，但不同之处是输出选在G2管阴极电阻下端，G2管是G1管的“纯”有源负载。三极管的内阻相对较低，当作负载后，G1的增益就由所加屏压和G22管(内阻)和R2决定，也就说明了此电路的增益不大，属于“甲类”缓冲器(buffer)。增益小的结果是特性曲线引起的非线性失真相应就小，“绝对”是不可能的。在绝对线性放大器的打造中，R2用10k可调电阻，用不同的管子试听结果就有不同，G1用6N10，G2用6N2，R2调到2k时，与其他胆前级电路区别不大，只增益稍大。而G1用6N11，G2用6N10，R2取1～2k时，与音乐传真A2甲类功放搭接，觉得胆味很薄，有点象NAD302功放，但不影响解析力。
说到缓冲器，音乐传真的X10系列电子管前级是很好的例子，其中X10－D最便宜。两只E88CC接成三极管A类，其增益不大，但经此器后，晶体管会变得相对温柔一些，既有晶体管的劲力也有胆管的暖和，是使用晶体管而又想听点胆声的烧友的理想搭档。
打造前级时还需注意供电部分的质量，这已有很多人谈过。
5．管子的并联使用
在用6N2时，因6N2的内阻大，当时手中没有高阻值大功率电阻，为降低其内阻而将其并联使用，不想此作得到了意想不到的结果，分析力提高，一改6N2的温暖，而就变得有些清丽。其实很简单，这得利于跨导的倍增和内阻的倍减。
想到6J1的好处，可将其并联起采作三极管使用，此时跨导约为10，内阻降到约3．5k左右，相当于6Nll。试听结果是用于输入级时动感好，低频有弹性，但空气感稍差，低频要比6Nll瘦一些。这时才想到英格尔FS660对6J1的屏级供电是160V，于是把屏压改成160V，果然仍有改观，再加到200V(电子管手册极限值)低频的弹性十足，且要厚实得多，味也有一定的功底。这可能是在不改变负载的情况下，增大屏压也相应增大了屏流值。不过使用寿命也会相应短一些。在有此参考之下，把6Nll并联后放在前述本刊97年3期上SRPP电路中G1管处，G2、G3用6N10，分析力意想不到的好，动态感、速度直迫纯晶体管机几乎与纯用晶体管机时接近。20多的跨导，对微弱信号的迅速反应得到了充分的反映和表达，迈克尔·杰克逊的“救救地球(Heal the world)”在力度中显得富有感情。实验中还知增益不能太大，否则会使寄生电容增大，造成高频变坏。
6N2等管子有待实验，但会有较好的结论的。
后语：为了得到较高的信噪比，把灯丝电压整流滤波，但又会影响动态感；要求有较大的放大系数μ值，输入动态范围又要受影响；有较大的增益，又会引起幅频失真；引入负反馈又会使瞬态受损，等等这些都具有矛盾性，实际应用时，都需要相互兼顾，只要运用得当，就会出好声。