前级放大器漫谈(3)


      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,以二极管整流,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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