David Lin 6DJ8 Headphone Driver文/Fred Peng |
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目前耳機驅動器式樣繁多，從最簡單的單晶體驅動，OP 驅動，至真空管驅動，晶體 Push-Pull 驅動。但都有許多限制及缺撼。真空管直接驅動者不免有輸出變壓器或輸出電容，前者不是體積太大價格太高，品質良莠不齊，最大問題還在組抗匹配。耳機組抗低者如 Grado 32ohm 至 Byre, AKG 等 125ohm, 600ohm等等奇奇怪怪組抗。為配合各式爾機組抗，除非有自行繞製單端輸出變壓器的本事，否則根本買不到合適品種。而以輸出電容交連的 OTL 驅動器，則不免有大型輸出電容，驅動125ohm 或 600ohm 耳機還好，能以 100uf 以下容量的高質 PP 電容應付而得到 20Hz 以內的低頻響應；但若欲驅動 32ohm Grado 耳機則最少要 680uf 以上的大電容，而不免選用音質不佳的電解電容。此外，純以晶體驅動者，驅動力強大，但以 push-pull 製作不免面臨製作困難，或晶體匹配不良導致音質劣化的問題。而純以 OP 驅動者不免有音質尖銳不耐久聽，此多半由於 OP 輸出電流餘預度不足，過度驅策導致。而單電晶體驅動者又有增益不足的問題。 以上種種，目前市面上少見兼全兼美之驅動器。不料，突然跑出個天才 David Lin，忽然心血來潮弄出個既有真空管之美又搭配電晶體之強大驅動力，而又沒 Push-Pull 之功率晶體挑選問題，然後又不需採用輸出電容之全方位型驅動器。有這種好東西，小弟當然躍躍欲試，湊足材料立刻組裝一台。 線路如下圖，其中電壓標示有二種，黑色標示為正常工作各點電壓，紅色標示為初次裝機時未能正常工作時電壓 (詳見後文)。
電壓裝這機子最大問題在電壓供應。本機共有4組全然不同之電壓需求:
為簡化電源供應，+60V 高壓 及 6.3V 燈絲電壓，我決定採何博士 MOS 穩壓版，以 +60V/-6.3V 供應 (原穩壓版供應 +/-15V, 正負間共用地線)。穩壓線路詳見 http://www.fortunecity.com/underworld/tetris/649/np31.htm 改成 +60V/-6.3V 立即面臨一大問題。+60V 為高壓低電流，而 -6.3V 為低壓高電流，若不妥善安排地線，一定會產生哼聲。為解決此問題，地線不論 input or output 至主放大器地端，或燈絲迴路全部接到問壓版輸出端之地，以一點接地解決。由於何博士 MOS 穩壓非為 +60/-6.3V 設計，零件修改如下。由於何博士 MOS 穩壓版中間的小晶體 layout 選用腳位並非很理想，腳距過近，焊接時需非常小心，最好焊接完成後能用放大鏡檢視以免短路 (特別是要裝 60V 高壓時，更危險)。 +60V 穩壓 (採稽納二極體式參考電壓源)：
-6.3V穩壓 (採稽納二極體式參考電壓源)：
+/-9V 可選用的穩壓原件極多，可選用 DZ 的 MOS 或 OP 穩壓， 但若雙聲道共用變壓器及穩壓，最少需提供 500mA 以上供電能力。本機採 KP自行製作之併聯穩壓版，共用變壓器，但各聲道分別穩壓。穩壓靜態電流 210mA。 延時開關由於本機在開機時前 20秒及關機後5秒，會有 -8VDC輸出，若不採用延時開關，開關機時忘記將耳機拿下一定會燒毀耳機。所以延時開關是必須的保護措施。延時保護電路如下。
延時電路供電不可與燈絲電壓，或放大器之 9V 主供電系統共用。 由於主供電系統通常皆採用大型電容，如此導致，在關機瞬間脈衝電壓已輸出至耳機，而延時開關由於主供電系統還有多餘電力供電，致使 relay 還處於切開的未保護狀況，嚴重時，也會導致耳機燒毀。所以，延時電路需獨立供電，採小電容半波整流。當驅動器關機時，電容立刻沒電，relay 立即切開。Relay 需採 "常閉型"。若找不到 4VAC 變壓器，可用 6V變壓器，再加 LM7805 穩至 5V。穩壓前之濾電容用 470uf ，LM7805穩壓後之電容最好只用一顆 0.1uf 電容。 主放大電路主放大電路採一級 6DJ8 放大，靜態電流設定於 13mA。而後驅動輸出晶體 2SD669A。若未加 DC Servo, 此時輸出約在 1V 上下。OP 的 DC Servo 強制將偏移的直流修正為 "0"。圖中輸出至地的 1Mohm 電阻為 DC Servo 取得對地 0V 參考電壓，可將阻值降低至 10Kohm (我採 47Kohm)。68ohm/10W 電阻非常重要，我建議使用 Dale 無感 1% 誤差 (唐竹有售)。此電阻決定功率晶體之靜態電流，68ohm 靜態電流為 132mA (9v/68ohm = 0.132), 若覺得不夠 "A"，可再降低電阻值，提高靜態電流. 在裝機初完成時，一聲道輸出正常，另一聲道卻有 -2.2V 輸出 (紅色電壓標示於電路圖中)。結果是 2SD669A 有問題，連換十餘個 D669A 沒一個可以工作 (另一正常聲道的 D669A 是唯一可正常工作者)。後來發現所有不能工作者 hfe 皆在 80 以下，而唯一可工作者 hfe 高達 140。由於手上不再有 D669A 於是改用 Philips BD139, hfe 皆在 130 以上, 換上 BD139 皆可工作。裝機者最好選用 hfe 較高者使用。 示波器圖形觀察雜訊
經小心佈線，哼聲低至無法測出，雜訊低於 1mV。 示波器刻度 1mV/格 頻響
100Hz 方波，上曲線為輸入，下曲線為輸出，負載 32ohm
1KHz 方波，上曲線為輸入，下曲線為輸出，負載 32ohm
10KHz 方波，上曲線為輸入，下曲線為輸出，負載 32ohm 負載測試這是最重要測試之一，上曲線為無負載 (僅內部 47Kohm load), 下曲線為 32ohm 負載，輸出電壓 3V，1KHz。 由此可見，本驅動器幾乎不受到負載影響輸出電壓，二條曲線幾乎相同，換言之，可驅動自 32ohm 至 600ohm 組抗耳機不受影響。 3V 之輸出電壓，對 32ohm 負載而言 (如 Grado 耳機)，以達近 100mA 之最大耳機負荷。
聲音表現聲音果真如 David Lin 所言，飽滿，能量充實。兼有管機之柔及晶體驅動器之能量。經測試 National 6922, Mullard E188CC, E88CC, Amp. 6922 後，發現 Mullard E188CC 音域平衡最佳 (以我的口味而言，Amp 6922 也很好，但屬硬朗型)。
本耳機遠勝我先前製作的 PMI BUF-03 驅動器，也遠較 McComark MHD 好聽。 全機外觀
主放大電路，功率晶體置於 PCB 下方，壓在底板上散熱
LM555 延時開關 (只用到一個 LM555, 另一個沒用)
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