谈谈前级放大器
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谈谈前级放大器
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谈谈前级放大器
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　　在音响系统里，前级放大器所发挥的功能并不复杂，它只是负责切换讯源、处理讯号与控制音量，这就是音乐信息在进入后级前的最后一道处理程序。它的连接位置，介于讯源器材与后级放大器之间，故前级放大器所扮演的角色――负责将讯号整理与调整。　　设计上，前级放大器可以简单也可以复杂。　　简单的前级只需要具备讯源输入、讯源选择、控制音量便行。换言之，简单的前级只要有一个讯源切换开关和音量电位器，加上一个机箱及输出入端子就成。　　复杂的前级集中很多的功能：设计师可以在讯源输入里，针对每一种输入加上一个缓冲电路，以隔绝前级与讯源之间的缓冲接口；讯号经过切换开关之后，则以最复杂、最严谨的处理方式，进入一个庞大的电路架构，包含缓冲、等化、调整等等步骤，最后再经过另一级缓冲电路，将阻抗降低之后，才连接到输出端子。当然，这种设计可以使用简单的IC，也可以使用大量晶体管架构电路，想用真空管的话，当然可以在机箱内塞入满满的真空管，外加上电池供电等等额外的设计，只要具备前级的功能，是没有什么限制的。　　简单还是复杂？前级放大器的设计形式和用料，像厨师手里的材料一样，可以不同搭配、不同的作法、不同的烹饪方式、泡制出来不同的口味；电子设计师也像厨师一样，当然也可以使用任何电子材料，任意搭配设计与作法，设计制造出一部前级放大器，回放出来的声音的音色，各有各不同的多种结果。记得80-90年间，Burmester就有一部808，稍后Mark Levinson的Cello出了一部Pallet Suit额，成为复杂前级放大器的典范。Mark Levinson的Cello Suite　　简单的被动式前级、夸张复杂的全功能型前级我在这里不谈（事实上我在十多年前翻译过一篇Counterpoint的唱放前前级，共享了17枝真空管，夸张复杂之极），我们将焦点集中在标准的前级应该具备哪些基本架构。　　前级放大器又称「前置放大器」，通常设定的放大倍率为10倍，故也又称「10倍放大器」，人们简称为「前级」。　　是任何器材皆必备的，前级仅使用讯号线输出入，目前市面上的前级采用的输入端子，除了Mark Levinson早期的机型使用Lemo头之外，其的多数是单端的RCA端子，或是平衡的XLR端子。这种三孔插头与数码转换器使用的「AES/EBU」平衡头完全相同，请留意名称上的差异。XLR、平衡头、Canon头指的是插头本身，而「AES/EBU」指的是数字传输的格式；看到前级上XLR头，就说是「我的前级具有AES/EBU插头」，会闹笑话的。一些欧洲器材偶然会使用特制的输出输入端子，Linn、Naim都曾经使用过多孔DIN插头，它们与平衡头一样，具有负端先接地的功能，因此在未关机的情形下，可以直接拔除讯号线而不会发出杂音，使用单端RCA头的用家绝不可贸然一试。　　讯号由输出入端子进入前级之后，利用电路板或隔离讯号线，将讯号引导至切换开关，切换开关负责切换输入的讯源，透过数个切换开关的搭配使用，也可以控制录音输出的讯源种类，方便您一边听音乐，同时录制另一讯源的音乐。讯号经过切换开关之后，再进入左右声道平衡控制电位器，音响使用的平衡电位器为特制的MN型，此种电位器设计特殊，向左边旋转时，左声道的音量维持不变，但右声道则随着角度逐渐衰减，旋钮转至最左边时，右声道恰巧没声音；同理，向右边旋转时，左声道逐渐降低音量，藉此达到控制左右声道音量的目的。正常的使用之下，并不需要调整左右平衡，因此部份前级逐渐省略这项设计，或者将左右平衡电位器隐藏于机箱角落，反正它不常用到。　　经过平衡电位器之后，讯号接着进入音量电位器。音量电位器也使用专用的A型电位器，这种电位器依照对数特性制造，使旋钮旋转的角度，可以随着耳朵的感受而线性增加。正常使用的音量电位器，应该转至那个角度才属正常？这没有一定的答案，要看整体器材搭配的总增益而定。音箱效率高、后级增益大者，前级所需负担的放大倍率就得降低，音量开一点点声音就很大了；反之，单增益前级由于放大倍率仅有一倍，因此往往把音量开到底，仍然还有不够大声的缺憾。正常而言，旋钮位置由九点钟方向至十二点钟方向之间皆正常，转动时也最顺手。
　　讯号经过音量电位器之后，便直接进入放大电路。放大电路有繁有简，设计形式不一。放大电路输出之后，有的前级会设计哑音Mute继电器，藉此控制前级讯号的输出与否，经过Mute开关之后则直接连至输出端子。　　前级的运作架构就是：输入→讯号切换→左右平衡→音量控制→放大电路→静音开关→输出。主动与被动的差异　　「主动」(「有源」)的意义在于电路中使用主动组件，主动式前级便是有源前级，是必须插电才能工作的前级。有前级不需要插电的吗？有的，这就是被动式前级。　　从电路架构上分析，被动式前级其实就是省略了「放大电路」过程，讯号输入之后，经过讯号切换开关，进入平衡控制（或者将此功能省略），再使用一个音量电位器控制音量，最后直接输出。就控制音量的角度而言，它仅能衰减而无法放大，就阻抗匹配的功能来说，它也无法扮演缓冲的角色，因此被动式前级是最经济也最直接的前级。First Sound是最有名的被动式前级之一，内部仅由切换开关与音量控制器组成，由于没有任何主动组件，因此S/N比相当高。Jeff Roland的Synergy也是楚楚之典范主动与被动之间各有哪些优缺点呢？。　　主动式前级具备放大电路，可以将输入的讯号放大后输出，因此增益绝对充足有余；被动式前级除非使用被动式升压器提升输出电压，否则是永远不可能达成放大的任务。就缓冲与阻抗匹配的角度来看，主动式前级由于具有主动组件进行讯号放大，因此可以将阻抗特性较高的讯源，转换为较低阻抗的讯号输出，易于驱动后方的后级线路。这也是被动式前级所望尘莫及的要求。被动式前级充其量只能衰减，在音量全开的情况下，等于讯源直入后级，其中并没有任何缓冲的作用。假如使用升压器将电压放大，放大之后的结果也必须遵照质、能不变的物理原理，而增加了输出阻抗。因此几乎没有任何一部被动式前级愿意使用升压器进行电压放大，顶多使用一颗音量电位器控制音量罢了。　　既然被动式前级缺点这么多，为何还有存在的必要呢？　　因为被动式前级没有放大电路，其讯号通路直接，能够将讯源器材的讯号以最简短的路径直接输出给后级，这就是人们采用被动式前级的初衷。由于不使用主动组件，因此没有任何的失真、音染、噪声、相位飘移等问题，也由于使用机械开关，因此被动式前级也没有增益频宽积的限制，正常设计的被动式前级可以传输数MHz的讯号，尤其是噪声以及S/N比规格两项，几乎没有任何主动式前级可以匹敌。各有优缺点吧！只要该前级适用于您的系统，是没有什么不可以的。真空管前级　　依照电子材料发展的历史来看，最早发明的电子组件是真空管，隔了数十年之后半导体发明，半导体之中先以锗晶体问市，之后才是硅组件的天下，等到制造硅晶体团的技术成熟，才有集成电路（IC）的出现。因此前级使用主动组件的过程，是跟随着半导体组件发展的历程而进步的。最早的前级扩大机全部是应用真空管设计，从电源部份开始，变压器输出交流电压后，便以进行管整流以及管稳压的动作，真空管的整流特性与稳压特性并不理想，因此早期的真空管前级声音普遍也不理想，哼声中夹带着嘶声噪音，S/N比不高、频宽也不够，不过对于当时而言，这已经是不错的产品了！　　电子组件不断进步，扩大机的电路水平也逐步提升，半导体发明之后，以半导体取代部份真空管，效率不高、功能不佳的真空管整流与管稳压，逐渐被半导体组件所取代。体积小、动作稳定的半导体，制造出了稳定的电源，前级扩大机的性能也提升不少，背景噪音大幅度降低，S/N比马上提高不少，哼声消失了，聆听音乐开始进入更高级的享受。　　至目前为止，大部份的真空管扩大机仍然以半导体稳压为主。其实对于声音而言，真空管确实是无可取代的好组件，它的体积虽大，但却有其独特且无法取代的音色，温暖、醇厚，都是管机常见的特色。坚持使用真空管放大的Audio Research以及Sonic Frontiers，两家的前级几乎全为真空管设计，但不可否认的是，它们设计师仍然偏好使用半导体进行整流与稳压的工作。真空管的电路架构，早在二十年前就已经发展完成，差动、串迭、推挽、倒相，无一不在早期的真空管前级中出现。使用相同的组件要达到相同的目标，方法不外乎是那几样，因此对于现代的真空管设计者而言，电路的创新反而不再是追求的目标，为真空管线路提供一个稳定、干净的电源，搭配质量优秀的被动材料，便能让真空管好好的工作。最后，再藉由零件的搭配，进行调整声音的工作。　　有的真空管前级线路很复杂，有的仅使用一支真空管，这其中有什么差别？难道管子越得越多声音就一定越好吗？这答案当然不一定，目前前级当中真空管使用最多的可能是Sonic Frontiers Line 3，它是Sonic Frontiers最高级的前级，一口气用了12支真空管；而也有不少真空管前级，仅使用一支双进行放大，如Audio Research LS-2。前级使用数量的多寡当然不能表示声音一定好，严谨的态度进行规画与设计，否则真空管的音染、失真等问题，还没开声就已经难以收拾了。设计者进行高级器材的规划时，必然考虑到线路架构与其价格的等级分布，即使以相同的理念设计出不同等级的产品，价位高的声音必然要胜过旗下机种。真空管使用多寡与声音没有绝对的关系，设计者不过将器材设计得更完整严谨，以赢取消费者的信赖罢了。　　真空管前级的巅峰之作，多年前Audio Research的SP-11以及最近热门的Sonic Frontiers Line 3。Sonic Frontiers喜欢使用精密的半导体稳压，配合真空管放大，声音兼具晶体机的透明度与管机的厚度。混血真空管前级　　混血前级曾经流行过一阵子，最早Luxman推出了以真空管及晶体管电路的Hybrid线路。混血前级的发展，主要目的在于截长补短，将半导体以及真空管的优点结合在一起，所形成的号召设计。　　当半导体组件成熟的运用于音响电路中时，真空管似乎一下子失去了原有的地位，没有人对于体积庞大的真空管提起兴趣，音响器材不断标榜着全半导体、全晶体管的设计。但早期的半导体在制造以及线路的构成上，很难避免的会让声音变硬、变冷、甚至于变吵。于是开始有音响迷回头重新寻找管味，原来，音响迷需要的不仅仅是优异的特性，更重要的是回放声音的音乐性。真空管比较有音乐性吗？　　这当然无法论定，但对于当时而言确是不争的事实。Luxman率先把真空管摆入晶体管线路当中，让真空管负责一级的放大，藉由真空管的独特音色，「感化」晶体管的声音。Audio Research在推出了半导体前级不获好评之后，也重新回头检讨真空管受欢迎的原因。声音，其实才是音响迷注重的焦点；技术，不过是附属的噱头罢了。　　Audio Research想到，FET与真空管同属于高输入阻抗组件，但FET却拥有真空管难以企及的频宽，但早期的FET声音偏冷，而真空管却洋溢着温暖的气息，何不将两者的长处融合，于是Audio Research使用FET输入，在输出段加入一支6922真空管，这就是脍炙人口的LS-2胆石混血前级。　　LS-2的成功推出，确实为混血前级设计开出一条成功的道路，目前市面上仍有许多混血前级，它们同时拥有高频宽的特性，S/N比与晶体机无异，用家还能自行换管调声，反正只要声音好，殊途也同归。　　Audio Research喜欢使用半导体与真空管的混血设计，打开内部之后可以发现真空管与晶体管、IC供列于电路板上。晶体管前级　　晶体管前级当然不限于场效应晶体管（FET）或双极性晶体管（BJT），晶体管的发展就是为了更好的规格而来的，因此当晶体管制造技术逐渐成熟时，音响的用料也朝向全晶体管的方向发展。晶体管与真空管的线路架构虽然类似，但却大不相同。晶体管体积小，可以在有限空间的电路板中大量使用，因此可以将线路设计得更严谨、更精密，不同的晶体管拥有不同的特性，适度的搭配便可以创造极佳的效果。　　晶体管线路的发展仍然来自于真空管架构，差动是最长使用的放大方式，单差动、双差动、电流源、达灵顿、串迭等等电路技巧，可以依照设计者的喜好像拼图一般逐步建构，最简单的晶体管放大电路为单端放大，以一颗或以两颗晶体管直接放大；也可以利用复杂的架构，缜密且严谨的盖出高塔。Mark Levinson、Cello Encore、Palette以及Krell、Thershold等公司，是最喜好使用大量晶体管制造器材的公司。　　他们使用晶体管有几个特色：　　一、数量其多无比，可以使用两颗的绝对不会以一颗解决。　　二、偏好双极性晶体管，虽然在特性上FET拥有较佳的性能，但也许是习惯加上喜好，一部前级从头到尾几乎全是双极性晶体管。　　三、对于电源供应相当讲究，以晶体管为主的稳压线路，其实就可以达到相当优秀的性能，使用低杂音零件所制造出来的直流电源，杂音特性足以与电池相比。但完美之外还要更完美，Mark Levinson、Cello等设计师，嗜好以多层次稳压，电源从变压器输出之后，以整流，再以电容进行稳压，好戏从这里才开始，利用精密的晶体管稳压电路，稳压之后再稳压，一连两三次的串联稳压，让电源涟波完全没有发生的机会。　　近代这几家嗜好以晶体管设计前级扩大机的厂家，也开始尝试加入FET以及IC的设计，电路架构依旧复杂无比，但声音却拥有极高度的透明感与分辨率，细节多到吓人的地步，却不见古早晶体管生涩的表情。可见，空凭电路架构与材料种类，并无法推断其声音的绝对表现，过去总有人说：FET的声音较清亮，MOSFET的声音具有真空管味，晶体管生涩没弹性，现在这些说法已经完全不正确了。　　Mark Levinson、Krell以及Cello等厂商，酷爱使用大量晶体管堆砌线路，打开机箱一看，尽是满满的电阻与晶体管。 IC前级　　有人说6DJ8是为音响而设计的真空管，那么NE5534应该就是第一颗专为音响而设计的IC。1981年对IC设计而言，尚不到发达的年代，Philips的子公司推出了NE5534 IC，宣称特别为音响用途而设计，特点是采用双极性晶体差动输入，低阻抗输出，适合在前级线路中使用。NE5534是一颗运算放大器OPAMP，它将放大器线路浓缩于一颗八支脚的IC内，只要附加几颗电阻以及防止震荡的电容，就可以构成前级放大器中所需要的放大电路。消息一出确实轰动业界，原本要使用不算少量零件构成的放大电路，竟然可以使用一颗IC取代，不禁让设计师看了傻眼。不过当时大家普遍不相信IC的声音，总认为它的特性甚差，声音不理想，因此并没有人愿意真正拿OPAMP来做前级的主要放大组件，除了MBL 6010之外。　　早期的OPAMP特性确实相当不理想，它的回转率低，杂音特性不佳，还得依照不同的电路给予不同程度的补偿修正。但现代的IC性能可不能同日语，现代专为音响而设计的OPAMP，具有如FET及真空管高输入阻抗的优点（具有数M奥姆的输入阻抗，其实比FET还高），同时也有BJT低输出阻抗的优点（可以降至数十奥姆，也比小信号晶体管还低），它的回转率高达数千V / μs，输出中点电压低不可测。不必加装交连电容也可以直入后级，它的频宽更是惊人，直接拿来放大射频讯号也没问题，价格低廉特性超强，早已经成为音响设计必备的放大组件。　　虽然现代的OPAMP特性极佳，但体积却依旧小巧，设计师认为如果一部前级内仅以几颗OP构成，卖得了大钱吗？因此IC前级的发展不在于声音，而是有没有办法卖高价钱。这世界上肯定没有任何前级比MBL 6010更幸运的了，一部前级仅使用十来颗NE5534 OPAMP，身价却高达六十余万元，德国人确实有一套。　　MBL 6010与McIntosh C100皆以NE 5534做为主要放大组件，所不同的是，mbl 6010的线路相当简洁，而McIntosh C100则使用大量OPAMP盖成一部两层楼的作品。数位前级　　这是前级发展的新趋势，但碍于技术的研发并不容易，因此能够设计数字前级的厂家并不多。数字前级意味着控制与放大皆采用数字的方式进行，以前级的功能来说的确不必如此麻烦复杂，但尝新总是发展的原动力。数字前级如何工作？模拟讯号输入前级之后，利用内部的A / D转换，将模拟讯号转成数字讯号，再依据音量控制器的大小数据，以DSP进行运算，再以数类转换器的技术将计算之后的数字数据转成模拟讯号，再输出至后级扩大机。如此兜一圈是不是很浪费力气？但Accuphase认为，他们推出DC-300的用意在于宣告，模拟前级他们拥有高完成度的C-290V，为了因应数字时代的来临，推出复杂处理程序的数字前级正是迈入下一个挑战的开始。　　就两声道的世界而言，数字前级的确多此一举，但Accuphase其实已经见到了未来。多声道的流行是不可避免的趋势，多声道等于环绕系统，从讯源的解读开始，就必须仰赖高度计算的数字技术，现今每一部环绕处理器必须使用数字化设计，利用数字技术解出每个声道的讯号之后，再利用模拟的方式进行放大。何不尝试直接以全数字化处理，将译码后的声音数据直接转换为输出，而省略了前级放大的部份？如此即可达到更直接的效果，对于音质的提升应该有实质的帮助。　　其实数字前级的概念早在多年前就已经出现了，只不过这些数字前级存在于数类转换器之中。Vimak DS-2000应该是第一部融合数字前级的数类转换器，我们暂且不谈论这部数类转换器的种种设计，光就内部附属的数字前级进行解说。Vimak DS-2000的数位前级是这样的：在DS-2000内部拥有一个高位的DSP运算器，将CD数据以128倍超取样之后，再依据面板上的数字音量控制器，直接改写数字数据，进而决定DAC芯片的输出。换句话说，DS-2000的讯号输出正是DAC芯片的直接输出，而非经过音量电位器的衰减，它提供了最简洁路径的设计，也提供了最直接的音质。当然，Vimak的设计者来头可不小，这些数字技术对他来说并不困难，音响世界缺乏了Vimak，让很多数字厂家松了不少口气！　　最出名的数位前级是Accuphase DC-300。
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简单的电位器调零
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内容提示：简单的电位器调零，调零电位器，电位器，数字电位器，可调电位器，电位器接法，电位器封装，3296电位器，电位器型号，3362电位器
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为什么音量电位器从20K换成50K声场会变小、结像变大？
给杰仔的HA2.8耳放换电位器，他的套件里面用的是20k的步进式电位器，我换成50k的ALPS电位器
换完之后一听，发现结像变大了不少，而且声场小了一圈，很是奇怪。
其它方面的素质却都是明星提高的，比如透明度好了很多，细节清晰了很多。
请问为什么会这样子？
另外再问个问题，图中接地电阻R1、R6起什么作用？去掉之后素质貌似高一些，但声音也会冲一些
希望有人帮忙解惑，多谢了 (^_^)
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07:39 上传
声道隔离度不高，听上去音场就窄，剩下的自己去想。
这些东西大多数可以脑补 [s:2] [s:2]
引用第1楼xmlhifi于 07:53发表的 :
声道隔离度不高，听上去音场就窄，剩下的自己去想。
你是说50K电位器内部串扰更厉害吗？
引用第3楼hakase于 15:21发表的 :
你是说50K电位器内部串扰更厉害吗？看我的帖子
有人说ALPS是耳放和前级的精髓，我猜他的意思就是互扰造成的音染对最后声音起到很大作用。
通过调节放大器输入阻抗即可控制串扰程度，对听感也有相应影响。LZ把R1和R6去掉，相当于把放大器输入阻抗调节到最大，那么这时的串扰也是最严重的。
串扰的影响正如LZ所言，会造成声场缩小、结像变大（变糊），但听起来也会有密度增加、细节清晰度增加的效果。
这种由电位器声道间寄生电容造成的串扰如果很严重的话就会有一个有趣的现象：由于串扰程度随频率变化，在听小提琴时会感觉小提琴中低音时结像靠左边，但拉到高音时结像会向中间移动，仿佛演奏者一边拉琴一边左右移动一样。
引用第4楼2b青年爱发烧于 20:22发表的 :
看我的帖子
谢谢2b君的技术好贴~！
声场的变化，或者我觉得用音源看过去的输入电阻发生变化来解释也可以？
引用第6楼hakase于 02:21发表的 :
谢谢2b君的技术好贴~！
声场的变化，或者我觉得用音源看过去的输入电阻发生变化来解释也可以？输入电阻从20K提升到50K，音源的失真只会减小（但以我经验，以一般的音源带负载能力10K以上失真变化已非常小），这种失真微量的减小不大可能会造成听觉上的变化。
输入阻抗高了呗
参考胆机 [s:2]
输入的阻抗变化了
应该是输入阻抗提高，楼主可换更大的试试。
电位器 R变大了,跟後面的C 加起来便是低通滤波................. 没有看到C?
引用第10楼白老大于 23:27发表的 :
RC.......我也同意这个。但是上面2B也讲的很不错
) 粤公网安备 98号
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