串疊式真空管唱頭放大器製作

文/Fred Peng

本電路由 J.J. Curcio 設計,刊於 The Audio Amateur, 1985。
中文介紹刊於音技 119期 (Nov. 1985)。

電路介紹:
本電路含RIAA 網路及高電平放大共分四級,放大線路極為簡潔,但電源電路則複雜多多。

第一級為串疊式放大,取其高頻寬高放大率之優點。本級棄一般自給偏壓而採固定偏壓,主要在於後者通常有較佳之動態表現。原作者提供二組電阻值提供二組不同增益,有星號電阻值為高增益 (38db, 約 80倍,供低輸出唱頭用),無星號電阻值為低增益 (31db,供高輸出唱頭用)。

第二級為被動式 (衰減式) RIAA 網路,有較低失真。但由於網路會造成 26db 衰減 (從 20Hz 至 20KHz 訊號強度相差 20倍),放大器需提供額外增益以補償此衰減,不可避免會有較大雜訊。 C114 (220pf) 為 修正 RIAA網路零件誤差,需由實際聆聽或訊號測試修正。

RIAA 及 IEC 頻率響應表
HzRIAAIECHzRIAAIECHzRIAAIEC
2019.3616.352407.047.012400-3.39-3.39
2219.2416.622706.256.232700-4.04-4.04
2519.0416.893005.575.553000-4.65-4.65
2818.8317.043404.80 4.793400-5.43-5.43
3118.6117.093804.164.153800-6.17-6.17
3518.2917.064303.493.484300-7.02-7.02
3917.9616.954802.932.924800-7.82-7.82
4417.5416.735402.382.385400-8.70-8.70
4917.1216.456101.861.866100-9.64-9.64
5516.6116.076801.431.436800-10.50-10.50
6216.0215.597601.021.027600-11.39-11.39
7015.3715.038500.630.638500-12.30-12.30
7914.6714.409500.260.269500-13.22-13.22
8913.9313.721100-0.23-0.2311000-14.44-14.44
10013.1813.011200-0.52-0.5212000-15.17-15.17
11012.5412.391300-0.79-0.7913000-15.85-15.85
12011.9411.821500-1.31-1.3115000-17.07-17.07
13011.3811.271700-1.80-1.8017000-18.14-18.14
15010.3610.281900-2.27-2.2719000-19.09-19.09
1709.469.402100-2.73-2.7321000-19.95-19.95
1908.678.62
2107.977.93
第三級為雙屏併聯放大,增益為 26db。以雙屏併聯取其較低之雜訊及輸出組抗,但對選管則較敏感 (雙屏誤差越大失真越高)。

第四級高電平重複第三級,再放大一次。

供電系統:
本電路供電系統極為複雜,分成主穩壓與子穩壓二部分。

原設計主穩壓採 LM317浮動高壓穩壓,每級放大各採一組 OP 浮動穩壓。OP之供電由基納二極體提供,故而原設計採 LF351 取其低消耗電流。LF351 可改採其他新式OP如 OPA134, 但需降低 R104, R108, R112 讓 Zener 有較高之電流 (若使用OPA-134, 這幾個電阻需降低至 50Kohm)。R104, R108, R112 會生高熱,需採 5W 以上電阻,並注意散熱。由於OP供電全由 Zener 提供,電流之穩定度全由此決定,因此可改採 LM329 之類零件取其較佳之穩定度較低雜訊。

由於 LM317 浮動高壓穩壓有實際缺點,本次裝機時採 EL84 + 12AX7 管穩壓。下圖為雙 EL84穩壓,一聲道一組穩壓。配合一管一組子穩壓以取得最佳效果。

本機之OP浮動穩壓消耗電流極大。我採 OPA134, 單僅 phono stage (無高電平),

靜態電流即高達 60mA。製作時需考慮供電之餘裕度 (此即為選用二組 EL84 之原因,單支 EL84 無法提供如此高電流)。

燈絲供電:
採三組供電。
1. AC6.3V 直接供給 EZ81 整流管,變壓器需提供1.5A以上 (EZ81額定 1A)。
2. DC6.3V 供給主放大電路之 6DJ8。 若裝足6支 6DJ8,需 2.5A 以上 (額定2A),6.3V 之負端接至主高壓之共地。
3. DC6.3V 供 EL84 *2 , 12AX7。電流需 2.5A 以上 (額定 1.9A)。或採 DC12.6V, 2支 EL84串聯後與 12AX7 併聯。 由於 EL84 陰極與燈絲最高電壓差為 100V, 12AX7 為 180V,故而燈絲需 floating 介於此二燈管之安規內。於是將燈絲安排 floating 於 200V。實際接線法參考管穩壓接線圖。

地線安排:
唱頭放大器由於增益大,地線安排極為重要,稍一不慎則哼聲雜音不絕。佈線時,務必依下圖之系統地線安排。

附加零件:
裝機後,雖採高放大電阻值,但由於本機採被動式 RIAA 網路,而本人之高電平放大僅提供 13db 增益 (原設計高電平放大有 26db),故而音量太低。於是再加一級放大實不可免。考慮額外放大電路造成的雜訊問題,於是採變壓器昇壓。所選用的昇壓器為 Jensen Moving Coil Transformer JT-44K-DX. Datasheet 參考 Datasheet 參考

這個昇壓器為目前少數尚持續生產之高級昇壓器,提供額外 20db 昇壓 (10倍電壓放大)。 實際聆聽效果令人滿意。

實測 RIAA 誤差:
RIAA最大誤差通常發生在 20Hz 及 20KHz。參考上附 RIAA 表,實測最大誤差在 0.3db 之內,尚令人滿意。

音質:
同樣線路不同的人裝機,選用不同的零件,不同的供電系統,可能產生極大的音色變化。從線路上可大致看出本機之基本音色為,透明,直接,暫態反應快速,動態凌厲。喜歡濃郁音色的人不要裝此電路。

附圖數張供參考:

放大器主體背面,全跳線,一點接地

第一次製作,採晶體穩壓,上面的四片小版子為OP子穩壓

第二次製作,採真空管穩壓,上面的四片小版子為OP子穩壓

變壓器及整流,採 EZ81 整流

小弟的類比系統,上隔為唱盤,下隔左為放大電路,右為電源供應