一石、一球真空管緩衝器的製作

/張國平

真空管?算是上上一代的主流電子產物吧!對現在很多電子電機科班出身的讀者來說,課本裡面的介紹僅止於說故事般的敘述。對原理、各種組態、運算公式的推導,早就沒有介紹了。倒是音響雜誌裡蠻常看到的,在周遭朋友刻板的印象中,談到真空管,是否就和高級音響劃上等號?

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剛好手上有兩個真空管座,這是從庫存的垃圾堆裡翻出來的寶貝。9Pin搭棚鍍金腳的,黃澄澄的接腳,也不知是否是真鍍金,不過那麼久的時間都沒氧化,還蠻好上錫的。嗯……有構想了,就一聲道一支管子吧!

參考了好幾個真空管的電路,若只用一支雙三極管,一級放大,一級緩衝,輸出訊號會是反相的。雖然很多人都這樣做,或者是在拉線到輸出RCA頭的時候,訊號線交換一下,極性就轉回來。在聲音上並不見得分辨的出來,不過我還是覺得怪怪的。

這個電路的靈感來自音響技術月刊第92期(AUG. 1982),原設計是裝一台真空管的MC唱頭放大器。直接將原設計抄過來?這會顯得很不實用,MC放大器的放大倍率是很高的,現今大多數讀者的音樂訊源應是CD唱盤,輸出電平已經夠高了,並不需要這樣高放大率的機器。動動腦,想點變通的方法……那就不要再弄放大,直接弄個緩衝就好了吧!只是讓真空管修飾一下音色,弄簡單一點,嚐嚐純厚的管味。

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供應電壓要多高?這是第一個煩惱的問題。一般真空管線路動輒兩三百伏的高壓,低一點的也要一百多伏,手邊沒這種變壓器,再去買幾顆嗎?不要,已經夠窮了,要想辦法從手邊現有的東西變出來。看著DZ的小饅頭,腦中閃過高工課本(電子學(一)全華出版)裡的介紹過倍壓電路,趕緊拿出武功密笈研讀,嘻嘻……課本真好用。

把小饅頭的15-0-15,中間的0那條線空接,當作0-30的變壓器來用,在一般的橋式整流後,可得到約+42V的電壓,好像還不夠高。使用全波倍壓電路之後,實測可得到約+84V的電壓。用兩個小饅頭作兩組倍壓電路,串接起來,再使用簡單的LM317/337T穩壓,調整到±75V左右。正端跟負端的壓差約為150V,這樣應該很夠用了。

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燈絲的電壓?早想到啦!小饅頭剩下來的9-0-9那組次級,也是中間的0那條線空接,當作0-18的變壓器來用,整流濾波後再用個LM317T穩壓,調到12V左右。若使用6DJ8、6922的管子,燈絲可串接起來使用,穩壓IC加上散熱片,溫度應該不會燙手。

管球緩衝線路,就用一般的陰極隨藕器,看起來跟電晶體的射極隨藕器,FET的源極隨藕器都差不多一個模樣。以6922來說:一支管子裡有兩個三極管,只用一邊有點浪費,兩聲道共用一支管子嗎?會不會有串音?看起來也是不太順眼。

那,將兩邊的三極管並接如何?YES!好主意,但是並接的方式有點小小的不同,不直接並接。而是把它像大功率後級那樣的作法,一堆功率晶體並接,但是在基極加一枚緩衝電阻,射極也加一枚電阻。不只是後級,某些晶體前級的作法也是如此,輸出級用幾顆小訊號晶體並接,也加上這些電阻。

這樣並接使用,應該可以讓真空管的負擔輕一點。一般來說,輸出級的電流都設定在10mA以上,一邊三極管流過10mA,應該可以說是小意思,但是在實驗的過程中,管子還蠻燙手的,再加上裝箱上蓋後的溫度,應該會更高。鄙人一向怕發高燒,這樣燒滾滾,實在不怎麼放心。再者,偏流高,管子的損耗大,壽命問題也要一個麻煩。總希望好好的把機器裝好,它就安穩的工作,最好永遠不要壞。

陰極接到負端電壓的阻值大小,決定管子的偏流。在這兒不必費心的計算電阻數值,因為咱們的標題是〝一石、一球真空管緩衝器〞,這個球仔已經有了,那石仔在哪兒?就是一枚小小的JFET啦!因為手邊有一堆J74,苦無K170來配著用,索性就拿來這兒當恆流源用。經過大略的挑選,Idss在10mA以上的還蠻多的,用在這裡還蠻合適的。

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還有一個小問題,不知各位看官有沒有發現?負端電壓是-75V,就這麼裝上去,保證不到幾秒鐘就會看到J74斃命,輕則無煙無臭,嚴重的就炸得稀爛。最簡單的作法,就是弄枚壓降電阻,讓電阻分擔掉某些電壓,這樣J74就安全啦!

所有零件都以手邊現有的為原則,只需要再買兩片實驗用的萬用板即可,一片拿來裝管子,另一片裝穩壓。因為管座是搭棚用的,接腳不好固定到PCB上,乾脆PCB當機箱用,挖兩個大圓孔,把搭棚管座鎖上去。鎖緊後很牢固,應該蠻耐用的。

其他所有東西就照一般搭棚守則,線該整理整齊的弄好,該絞合的線弄漂亮,一步一步慢慢弄好。把東西裝整齊,不論聲音如何,至少自己看了賞心悅目。電阻的瓦數不夠大者,多用幾枚串並連而來。另外FET不直接銲在PCB上,折兩個3Pin的圓孔腳座銲上,這樣可以多試幾種不同Idss的FET。

花了一個假日的時間,把所有東西裝配好,管子暫時先用沒用過的新品6922試試看。上電後,燈絲慢慢點亮,沒冒煙、沒爆炸,心情輕鬆了一半。但先別急著接後級試聽,咱們還沒仔細量測這個線路的各點電壓。畫張線路簡圖,拿個簡單的數位電表,開始量,邊量要邊記錄。嗯!還不錯,都蠻正常的,都在預估的範圍內。接下來就是最重要的試聽了。

裝上控制音量用的VR,隨便放幾張CD暖暖機。喔!音色還真不一樣,有股獨特的風味。跟平常聽習慣了的IC前級比起來,各有各的特色。大概是用了一堆穩壓的關係,也或許是整體線路無增益,在音量全開的時候聽不到一點哼聲及斯聲。而且這時只是在工作檯上測試,並未裝箱及接地處理。

到目前為止,這部真空管緩衝機已經連續開機操一個星期以上,還蠻穩定的。用過各種接腳相容的管子試,有新管有舊管,不同的管子就有不同的音色取向,還真好玩。另外,在規劃之初,將兩根管子的燈絲接到3Pin的端子台,運用一點接線技巧,讓4、5腳的燈絲可串可並,這樣就連12AU7的管子也可以用。

有時閒來無事就是換管子玩,只要換一下燈絲的接法,就可以品嚐各種不同的管味,還真有趣。這次裝機一裝即成,應該算是是蠻幸運的,也可以說機器本身的難度低,簡單好裝。有興趣嗎?動手試試看,也可以用少少的代價,簡單的嚐嚐DIY的純厚管機風味喔!