音頻擴大機進階篇(下)
音量衰減器的阻值及品質
前級擴大機具有音量調整功能,所採用的音量衰減器又位居訊號路徑上,故對音質表現有直接的影響;大致上音量衰減器可分成傳統旋轉式、馬達驅動式、電阻級進式及數位控制式幾種。
旋轉式音量以日本ALPS最多見,其材質是碳膜(或金屬皮膜?),品質穩定價格也低廉,日本東京光音TKD及英國P&G則都是導電塑膠式conductive plastic。導電塑膠音量價格較高,英國P&G價錢更貴,一只音量衰減器有時可以買一台CD唱盤。歐美進口機常用一種白色小型音量衰減器,其材質是陶瓷,但也有導電塑膠式,外觀完全相同,得依型號辨認,美國Dale及法國Sfernice都有這種產品。馬達驅動則是配合遙控,與材質無關,據筆者所知,好像只有ALPS生產馬達帶動式音量。
級進式音量是用波段加裝電阻製成,音質優劣,除取決於電阻外,波段的段數更是重要。個人認為23段的級進式音量是個安慰劑,十多年前日本Sansui早就證明一定要71段以上才有實際效能,沒71段至少也要49段。多年前,英國Hi-Fi News&RR雜誌上有人做實驗,以電阻分段式與P&G相比,結論是要128段才可以!
數位控制式音量已逐漸出現在高價位歐美機種上,它具有兩個意義,一是數位控制精度大幅提高,二是即使純聽音樂不玩AV,遙控操作勢必不能避免。
音量衰減器有阻值及曲線之分,用於音量大小調整,不論傳統式、級進式或數位控制式,都應該是對數型,通常是A type。有些國產品故意用直線型B type做音量衰減,轉一點角度音量就很大,讓消費者誤認擴大機推力十足,其實是音量在搞鬼。對數型A type在某些國家是S type,這並無統一標準。但音量衰減器如同相機的鏡頭,不要最大也不要最小,若轉至中間附近位置,比較容易得到較好音質。
晶體機前級的音量衰減器,阻值都不會很高,大概在10K左右,其值與後級負載阻抗有關。日本YAMAHA曾發表過白皮書,聲稱音量衰減器阻值以8.2K為最佳,但此阻值勢必要訂製。真空管前級之音量衰減器,阻值比較高,有時高到100K以上。能不能用低一點阻值的音量?國內管機製造商雖多,據筆者瞭解,他們只是依照前人做法,根本不敢嘗試低阻值音量衰減器,其實用10K絕無問題。
10K沒問題,是指阻抗匹配沒啥問題。但當訊源機器有DCV直流輸出時,10K的音量衰減器就比較容易引起雜音。假設某CD唱盤有2V直流輸出,它會在10K音量衰減器上流過0.2mA電流,造成2mW雜音。若2V直流輸出不變,當音量衰減器改用100K,則只會造成0.2mW的雜訊。
音量衰減器是可變電阻,阻值誤差比固定電阻高出許多,大約是20%。立體聲前級通常只採用一只兩層式音量衰減器,此時就要考慮連動誤差的精確度。阻值誤差和連動誤差是兩回事,不可混為一談,故以三用電表測音量阻值沒有什麼特別意義。連動誤差以dB表示,一般品大約在3dB左右,高級品是1dB,若特別要求訂製,可以降低到0.5dB。
連
動誤差高,在實際使用上會不會一聲道聲音大、一聲道聲音小?音量衰減器,左旋到底及右旋到底,這兩段區域的連動誤差最高,愈往中間位置轉就愈平順。向左
旋,音量最小,但衰減率最高;向右旋,音量最大,衰減率最低。這兩段狀況很極端,應避免停留。所以「九點鐘位置聲音就很大」不是什麼了不起的事,十一點鐘
位置才比較好聲。
關於音量衰減器的阻值,雖然10K沒問題,但考慮衰減量,我的看法已與以前不同,20K似乎比較理想。因為5K~10K的衰減量大約是70dB,20K~50K是80dB;衰減量應該不低於80dB。
平衡式輸入的目的
Jeff Rowland曾發表過一篇文章,說明平衡式的好處,可消除共模失真,提高共模拒斥比CMRR。其實降低CMRR的方式有很多種,例如施加穩壓,或採用高阻抗恆流源,根本之道是不要採用差動放大以徹底消除共模放大。前述非差動式的推挽輸入就不會產生共模放大,Jeff Rowland似乎也逐漸瞭解,在最top前級擴大機上,反而改用變壓器做平衡式接續。
目前最流形的RCA端子,最被人垢病的是拔插時產生脈衝,以及高頻響應不夠,不適合數位及視頻輸出。但這幾年RCA插頭插座也進步許多,高級品都是鐵弗龍teflon絕緣,電容量都比以往低,所以CD及DVD的同軸數位輸出不一定非得採用BNC插座。但BNC及三端Cannon/XLR平衡式端子都可以鎖或扣緊,比RCA接觸確實。BNC插入時是負端先接,拔出時是正端先離,故不會產生脈衝。有一種具專利的RCA插頭,也是插入時負端先接,拔出時正端先離,也不會產生脈衝。
平衡式接駁,除正相訊號及地端外,還要多出負相訊號。正相訊號是Hot,負相訊號是Cold,地訊號是GND。純平衡式前級,其放大電路應有四組,每聲道兩組,此時音量衰減器為四聯式。由於純平衡式前級製作不易,故一般具平衡式端子的前級,常採用簡單的反相電路,將正相訊號反轉為負相訊號。不用反相電路,用變壓器也可以,因此時是1:1傳輸,不需電壓增益。但質優變壓器不便宜,例如Jensen,比反相電路還貴許多。後級的平衡式輸入有時音質不佳,主要的原因是未做阻抗修正,因為正確的阻抗補償也非易事。但長距離傳送,確實仍以平衡式訊號線接駁較佳。
惱人的哼聲與絲聲
許多英國製擴大機,或是大多數真空管機,在無訊號輸入時就會透過喇叭發出哼聲或嘶聲。這種多出來的聲音理應避免,它絕對會對正常樂音造成不良影響,消費者應養成基本判斷能力。方法是:先將CD唱盤電源切掉,將前級音量旋鈕左旋到底,然後貼近喇叭聽高音及低音單體有無異聲發出,人耳距離喇叭30公分時應該聽不到任何哼聲及嘶聲。可是喇叭效率有高有低,高效率喇叭的嘶聲hiss-s-s-s及哼聲hum-m-m-m都比較明顯;這也與環境(背景)噪音有關,用儀器實測比較準。
第二步,將前級音量慢慢右旋至最大,若哼聲及絲聲仍聽不到,是優良品;若哼聲及絲聲隨著音量轉動變大,就特別小心。有人一生伴隨哼聲聽音樂,但聽到的並非正確的music,自己卻渾然不知,還到處吹噓。
不僅哼聲及絲聲,早期有些擴大機在切換訊源時,還會因脈衝發出「碰」的聲音,這絕對是設計不良所導致。有些機器以繼電器做切換,根據莫非定律,表示原設計可能有問題。
大功率後級在開機時,常會因主濾波電容器瞬間充電讓屋內電燈「暗」一下,有時也會帶來電流衝擊,而且開機、關機次數多,也容易燒毀電源開關,因此都有保護措施。少數前級擴大機未設電源開關,電源線接上就永遠處於工作狀態。此時千萬不要以延長線來關機,那是很危險的。
低輸入阻抗的優缺點
真空管及FET、MOS FET都是高阻抗元件,但與電路的輸入阻抗無關。Pass單端採用MOS FET,但輸入阻抗僅10KΩ,而Cello則高至1MΩ,1MΩ=1000KΩ。將輸入阻抗壓低,阿貓阿狗都會做,但將輸入阻抗拉高,然後又不會出問題,就很困難。從純技術觀點來說,降低輸入阻抗是保護自己,也就是說,若該機提高輸入阻抗,放大器工作可能會不穩定;故以技術能力言,Cello優於Pass。
後級的輸入阻抗低,前級會比較難推,但影響還不是很大,而且低輸入阻抗後級也不多見。高輸入阻抗,最明顯的缺點是雜音大,若能做到完全沒有noise,那就是本事高。
電源分離及電池供電
進口高價前級擴大機,差不多都是兩件式,多出來的就是電源供應機箱。由穩壓電路到放大電路的連線,絕對是愈短愈好。因此電源箱應只有整流及濾波,其電壓送入放大器機箱後再做精密穩壓。有某國內廠商銷售真空管前級,電源獨立供電,但哼聲依然無法去除,就是穩壓與放大器相距太遠。電池供電也是一樣,電池特性更難掌握,更應再經穩壓。
穩壓電路有簡單也有複雜,某些電路並不要求精密穩壓。一般說來,前級都有穩壓,後級大多沒有穩壓,如果有,也不含輸出級在內。因為整台後級都施加穩壓,那穩壓比放大器還複雜。
其實電源不一定要獨立裝箱,將放大器和變壓器裝在一起,只要處理得好,一點哼聲都不會有;若處理不當,電源分離也依然毛病百出。此道理很簡單,就如同有些綜合擴大機,其音質比前、後級分離還要好聲。
採用電池做主電源,音質表現通常會比較好,但市面上能買到的鉛蓄電池,體型都很龐大,而且也需要充電電路。真空管機的高壓比燈絲電壓重要,但高壓幾乎不可能採用電池供電。另一種選擇是電腦不斷電系統,但要選購On-Line在線式,它的輸出是正弦波而不是類正弦波。
被動元件的選用
若是國產品或套件,類似電阻、電容這些被動元件,很少人會用台製品,因消費者會排斥。其實國外很多銷售發燒電容、鍍金端子、發燒線材的公司,常只是擁有品牌及辦公室,工廠就在台灣、印尼或馬來西亞。德國Restek就採用台製電阻,但音質並不差,整體表現比Holco還棒!
電阻的選用,重要的不是誤差低,而是雜音低、電感量低,某些時候特別要求是無感電阻。
因電阻引發雜音的機率並不高,擴大機發出嘶聲,常是因變壓器、接地不良、高輸入阻抗,及電流設定不當所引起。在擴大機中,電容也很常見,有平滑濾波、反交
連、旁路及交連幾種作用。生產電容器的廠商也很多,品質及價格也不同。我知道國內有某位評論員極度厭惡日製電容,但試聽採用日製電容的英、美進口機,卻每
次都是滿紙讚美;完全在欺騙自己、消遣讀者。
有一陣子在台北光華商場地下二樓可買到Avalon、Infinity、McIntosh喇叭分頻器中使用的名牌電容,它們都是台製品。你會憂慮它的品質嗎?無此必要,因為台商是根據國外列出的規格製作,品質絕無問題。現今資訊發達,時日一久,消費者終究都會知道真像。
改機及自己裝
有人專門做改機生意,但決定改機前請做好心裡準備:就算是只更換電源線,也會喪失代理商提供的售後服務。改機有不同的層次,低手只能換換電容、電阻或焊錫,常是改變而非改善。高手是先瞭解電路及電壓、電流的設定,然後才動手修改。由於廠製機是大量生產,為降低成本難免有所妥協,故改機也有其道理。但改機應尋求高明,否則花了錢只能換取不一樣的聲音,那不如不改,還能保有售後服務。
高手不多,低手卻不少。電路搞不懂,就只會改保險絲、電容器。我曾經改過英國Cyrus 2綜合擴大機,它的MC唱頭放大器有哼聲也有嘶聲。若是交給低手改,一定是把電容器加大,似乎這是唯一途徑。我不是低手,檢查過後發現是電流設定過大,將1.5mA弄成15mA;也就是說有一只恆流源電阻裝錯了!應該是12K,原廠插上1.2K,故電流值提高10倍。將正確電阻裝上後,哼聲及絲聲都不見了。所以高手改機,一定是從電路下手,而不是從元件更換下手。
自
己動手裝也是方法之一,國內各式音響套件品質也不差,也有完善的組裝說明,非科班出身的入門者也能一次就成功。但現在的自己裝,已不是為了省錢,有時比買
進口機還貴,它可以提供高音質及滿足你的成就感,例如本公司供應的套件,比日本原裝進口還貴。當然在品牌形象上,購買進口機還是遠比自己動手裝有面子。
一個小小的測驗
入門篇及進階篇看完後,希望你能將高阻抗負載與低阻抗負載分清楚,後級是前級的負載─屬於高阻抗負載,喇叭是後級的負載─屬於低阻抗負載。文末來個小小的測驗,很簡單,用想的就行,不必動用紙筆。
假設你有前級、後級、喇叭,但聆聽室很深,深到20公尺。而為了連接此三件器材,此時閣下只有兩種選擇:一是18公尺長訊號線配2公尺長喇叭線,二是2公尺長訊號線配18公尺長喇叭線;請問你選哪一種接線方式?
正確答案是第一種,訊號線可以長,但喇叭線要短,因喇叭是低阻抗負載,連接線愈短愈好。我使用的前級至後級訊號線具方向性,公司裏的訊號線長度是5公尺,家裏更長到7公尺;放心,no problem!