看到立民兄在搞前級的計畫，一時興起，也想自個動手做部設計風格不一樣前級，替站上增加一點不同的新花樣。我的目標？高輸入阻抗、超低雜訊、失真低於-120db的前級擴大器，這就是我心中理想的前級擴大機。
以往前級的零件主要是以電晶體來組合，許多老前輩總是鼓吹使用電晶體來製作，彷彿這樣的前級才能稱之是「聲音」。事實上市面上出現了許許多多的
OP晶片，它可以將整個音訊放大部分處理的相當理想。同時是以 IC
方式推出，線品上變得相當簡捷，零件數目也少了許多，成本自然也降低甚多。坊間有許多身價數十萬的前級，不也是直接採用
OP當作訊號主放大處理？雖然使用離散元件一樣可以設計出與 OP相同的功能，如果設計功能高加上零件選擇正確，設計出的OP是可以比IC型
OP更完美。不過投入的成本卻是數十倍以上！線路的複雜性也會相對的拉高。最重要的是現在已不流行這套作法，特別是針對
DIY族「簡單好聲」才是最大重點。對於看輕 IC
的這些前輩，在某個層次上是沒錯。不過也有可能是不知如果使用 IC
零件，或是怕 IC 零件的聲音太好有損顏面，不得不出聲反對使用 IC。
找尋合適元件
輸入阻抗愈高愈好、輸出阻抗者是愈低愈好，同時在失真及雜訊上也都要愈低愈好。找尋了十家以上半導體公司推出的
OPA 晶體，發現要將輸入阻抗拉高，只好選用 FET OPA。不過 FET
整合在小晶片上極易產生高雜訊，使我不得不找尋其他代用品。雙極性
Bipolar
電晶體有相當低的雜訊，不過在輸入阻抗卻無法大幅提高，這也不盡理想。
像 B-B推出的 OPA604
有相高的輸入阻抗及很低的失真率，不過在雜訊部分高達 1500nVp-p
(20~20KHz) ，而以低雜訊著稱的老牌子 OP27 (AD 推出) 在這部分只有
80nVp-p，很顯然的 OP27 在這部分表現相當的好。但 OP27 的 Slew Rate 只有
2.8V/us，對於高頻部分的表現可能會有些影響。個人心目中理想的超低失真、超低雜訊
OP 出現在 AD797 身上。它在失真部分相當相當的低 -120db
以上，而雜訊部分更是只有 50nVp-p。想要找到比它更低雜訊的 OPA，幾乎得要掛上強力探照燈來找，即便找到了，在價格上也無法平衡。對採用雙極電晶體製造的
AD797來說，輸入阻抗偏低可說是它的最大缺點。
要讓 AD797的輸入阻抗提高，最好的作法就是在輸入部分採用個別元件的
FET電晶體來處理。使用 FET作為輸入級，而 AD797作主訊號放大工作，就構成這個前級的主要部分。
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初版
使用 FET
作為第一級差動放大兼加大輸入阻抗工作，使用源極接地作法，可以讓輸入阻抗變得很高。選用
FET
電晶體也讓我頭痛許久。從結構上可以看出必須採用一對匹配良好的
FET 電晶體來工作，但同款 FET 電晶體在 Vgs上相去甚遠──除非刻意匹配！這會直接的影響到差動輸入級偏流的平衡，使得CMRR嚴重劣化，對音質發生不利影響。
這對 FET 原本打算採用配對過的 K389 來負責，不過它在 Vgs壓差部分是20mV，這對於一個平衡輸入的訊號而言算是不小。要有良好的平衡輸入，只好自行來配對。配對部分最好是在
5mV以下，選用的 FET 電晶體是 K170，K170
在雜訊部分的處理器上具有相當的好，只要能完全的配對相信它價值會是
K389 的數倍以上。
使用配對過的 K170 加上 AD797
就成了一個相當好的前級擴大機，這個前級的原型機在吳立民手上，而且也已經試聽了很久。試聽報告就讓吳立民來說，以避免有自吹自擂的現象。
這個前級的 OPA最好當然是使用 AD797，不過也試用 OP27, OPA604, OPA134
等都可以正常操作，藉此也可以聽聽不同 OPA 帶來的不同音色。
定案
AD797
的解析度相當的高，使用它可以很清楚馬上聽到更豐富的細節。初版的線路事實上已經相當的高檔，不過個人覺得還是有很多的改善空間。
FET
電晶體作為差動放大時，採用源級接地是可以得到很高的輸入阻抗，這是相當重要的一點。不過在線性處理上，閘級接地的表現要比源級接地來得好。將這兩項優點合而為的線路稱之為
Cascode，Cascode 設計可以是 FET
或雙極性電體，但也可以兩者混用。這個電路上使用的採用兩對 K170
來製造出 Cascode的線路，要注意的是左右兩顆 K170 的配對，Vgs
誤差率最好不要高過 5mV。這個線路並不嚴格要來上下對的問題，但要注意注入
K170 的偏流不應超出 K170 的Idss上限。K170BL 的 Idss 位於 6mA~12mA
之間，也就是最好輸入電流控制在 2mA左右。這個線路的 Idss
電流約在 1mA左右，對 K170 而言這是相當的安全。
從線路圖上來看，這版本的複雜度高出許多，使用的零件品種也變多了。Cascode
需要平穩的電壓電流供應，這部分使用的是 LM431
作為基準電壓供應源。一般常見的基準電壓供應源，最方便是直接採用稽納二極體，但是稽納二極工作於崩潰區，產生的雜訊實在高出不少，在這個地方使用並不是明智之舉。LM431
可以產生很穩的可調式參考電壓，同時在雜訊的產生上也比稽納二極體要小上許多。這個參考電壓線路上，還加上
K170 作為定電流設流。一方面是提供 LM431
有充足且不過分的起動電流外，它還可以進一步的濾掉電源上可惱的漣波。從
LM431 產生一個穩定的電壓，來提供一個穩定的電流源到 Cascode線路上，好讓這部分的差動放大有很高的穩定性。
差動部分解決接下來就是 AD797 的主控部分，AD797
在負迴授上有些特別的設計，這些很難從理論上來瞭解它，主要都是架上示波器來觀察波形而慢慢調整出來的數據。
這個前級線路也可以讓玩家自行更換不同電壓迴授式 OPA，不過有點要注意的是負迴授部分，這個設計主要是針對
AD797 進行最佳化設計，不敢保證其他的 OPA 都能適用。我們試用過的
OP27 , OPA134 , OPA604 這些都是可以正常操作。
