音響與音樂 之 設計一部好聽膽機
左增軍 / 2024-10-14
接上期; 上期我提了幾個小問題，似乎答案有很多，或者您自己也不知道答案有幾個。今天詳細說說如何設計一部好聽的膽機。我先來說兩個故事作為“藥引”：
公元300年晉朝的葛洪的《抱樸子》中有這樣一句話：外國作水精碗，實是合五種灰以作之。當時的水精可能是水晶，也可能是白如玉、明如鏡、薄如紙的骨瓷。因為葛洪以煉丹聞名，經(jīng)常接觸陶、瓷罐罐。假如國人能重視這一句話，可能讓瓷器之國的骨瓷早誕生近2000年，更不會讓骨瓷發(fā)明權(quán)落到西方人手里。
還有一個例子：之前在北方流傳這樣一句話，“吃百家飯穿百家衣”，就是誰家的孩子總生病不好養(yǎng)活，建議吃百家飯穿百家衣就可以好，這句話后來被列為封建迷信不再流行。我在想，為何會出現(xiàn)這樣的說法？大家都知道“遺傳”這個詞，遺傳，不僅是身體的DNA之類，更多的是飲食、習慣、環(huán)境的遺傳，比如說你家多鹽，他家多糖等，長期以往就難免會造成身體某種元素的缺失，而導致特種類型的疾病的發(fā)生。吃百家飯就會明顯改善這種營養(yǎng)不平衡，而恢復身體活力。穿百家衣，會得到像疫苗一樣的效果，從而對流行疾病得到免疫。
在那個年代可能我們并不知道如何解開這些謎底，但是從“大概率”也就是如今的大數(shù)據(jù)得到一些啟示，然后總結(jié)出來經(jīng)驗告訴大家如何做。比如有些正規(guī)傳授的算卦相面先生的說的話，也都是從大概率總結(jié)出來的（前些年的電腦算命也是這個道理），雖然有些東西科學上不能解釋，但有些的確有關聯(lián)。我說這些干嘛呢？是為了說明如何才能制作一部好聽的膽機。這故事跟好膽機有一毛錢關系嗎？請往下看，我一直貫穿主題，也就是每一篇《音樂與音響》的續(xù)文都是為了一個好聽。
有句話可能說出來會被很多人指責，但是不說，感覺又不好解釋一些現(xiàn)象。為了真實的說明問題，我還是在這里說一下，那就是搞電路設計者不一定擅長聽音樂，擅長欣賞者不一定懂多少膽機內(nèi)涵（可能是智商高的，情商不高的緣故吧，反之亦反），這就造成了設計和實際聽音上的不銜接。很多廠機都是憑主觀的指標檢測合格出廠，缺乏客觀的、理性的聽音檢驗。有人說很多音響雜志不都是大篇幅甚至整本的都是聽音方面的評價嗎？怎么會缺少呢？我只能說缺乏一些實際意義上的。像廣西地區(qū)每年都舉辦幾場聽音比賽，我覺得值得推廣、參考。這讓電路設計者與音樂欣賞者直接交流溝通，有利于技術上的成熟與發(fā)展（日本《MJ無線與實驗》每年都會組織N場聽評活動）。搞電路設計屬于理科范疇，而欣賞音樂有些文科范疇，因為音樂是有感情、有色彩的，有些樂器表達的是純潔、浪漫，有些樂器表達的是憂傷、歡快等等。我本人屬于心細、注重細節(jié)的人，蔡琴的聲音是否顯得年輕了？二胡的松香味有沒有。。。起初，我本人對聽感也不是很“內(nèi)行”，后來我自己差不多每天堅持鍛煉，比如在正常的工作環(huán)境，我隨手丟一根針，看看自己是否在不太安靜的環(huán)境中能感受到針落地的聲音。后來慢慢煉，經(jīng)常能分辨出是針尖先著地還是整個平著落地。還有，早期家里的電燈開關是那種舊式的線拉“閘盒”，我會拉掉閘，仔細去聽拉線一次是接通狀態(tài)還是斷開狀態(tài)，接通時因為接觸的是銅片，斷開時接觸的是塑料之類，聲音的變化比較明顯，但是因為距離拉線閘盒的距離遠（一般在房頂位置），所以需要仔細辨認（對于如今的按動開關，你也可以閉眼試試）。后來便常參加一些正規(guī)的演播廳現(xiàn)場，比如在深圳、上海等地，參與過澳大利亞或國外無擴音系統(tǒng)的演出、在北京聽過幾場理查德·克萊德曼鋼琴音樂會、蔡琴演唱會等。我認為只有接觸、感受過現(xiàn)場音樂，才能更好的理解實際播放的聲音表現(xiàn)，方便自己更好的設計、調(diào)整放大器的電路。
我曾簡單的搭建了幾個不同風格的聽音室：一個是B&W 801、802為代表的，一個是Altec A5為主，一個是思奔達Spendor SP100和Rogers LS 3/5A。你可能覺得這些箱子是不是太老了？是，這都十幾年前陸續(xù)購進的，后來并沒有折騰音箱。我記得以前文章說過，要專門寫一下我自己搭建聽音室的相關文章，容我以后慢慢來。我自己不善長社交活動，喜歡一個人靜下來獨處。做了實驗的輸出變壓器、推動變壓器、看到新的電路結(jié)構(gòu)、維修古董變壓器以后，我會按照原機圖紙，簡單的搭焊一個電路接好試聽，一方面檢驗維修的變壓器接線是否正確，一方面感受電路特點。前陣子維修了一部日本宍戸（Ahishido）內(nèi)反轉(zhuǎn)805放大器，心情比較興奮，扔下手頭工作，2個夜晚沒有休息，徹底的進行了“描繪”，因為這就是日本名機WAVAC的前身，WAVAC完全按照Ahishido先生的設計制作。當然，我的主要工作比如輸出牛，做了改進、或有了新思路，或者新的電路結(jié)構(gòu)等，我都會上電路實際測試，然后等到夜晚再仔細聆聽效果，然后反復的對比，看究竟變化在哪里。只可惜前些年并沒有整理寫進電腦存檔（當時認為這些過程并不重要，重要的是結(jié)果），只是在紙上寫寫記記。等到現(xiàn)在想整理到電腦存檔，發(fā)現(xiàn)很多都遺失了，有很多記錄片斷又對不上號。。。有很多東西不能從電路模型上得到解釋，比如：
1、燈絲用交流供電，聲音表現(xiàn)出“實”的感覺，比如二胡的表現(xiàn)，那種弦觸松香的感覺真實不虛；
2、放大電路結(jié)構(gòu)形式，聲音最好聽的就是對地放大，也就是共陰放大形式，沒有陰極電阻（需要有偏壓）的聲音更好，無論是前級或輸出級都符合這一概論。功率管的固定偏壓要比自給偏壓聽感好這是眾多發(fā)燒友一致的觀點，自給偏壓與固定偏壓，就像小溪和大海的感覺，那種歡快、鮮活感明顯，動態(tài)增大，推力更好（自給偏壓與固定偏壓，屏陰電壓處在相同級別，屏流調(diào)到相等，理論和實際測量不失真輸出功率也一樣）。
3、電路設計簡潔之上，放大級數(shù)越少越好，簡潔而不簡單，不要為了簡單而讓放大處于非線性區(qū)域，或者只為電壓增益不考慮增益帶寬積。
4、音量電位器要按照常規(guī)放在信號輸入端，而不能放在大信號的位置比如獨立前級的輸出端，這個問題在早期的《牛師傅論壇》就已經(jīng)提到，但現(xiàn)在依然有人在違背，比如有些制作101D前級的朋友，電位器后置可以讓輸出噪音得到控制。這些懶省事的方法，自己可能會給自己找到很多理由，為了理所當然的使用。
5、盡量少用甚至不用負反饋，本級反饋優(yōu)于環(huán)路反饋。如果選用三極管，兩、三級放大，A類輸出，按照現(xiàn)在的元器件性能，裸機輸出做到1-3%的失真很容易，這樣可以不用反饋或者只用幾個dB的NFB足矣。對于四、五極管，或者推挽電路，可以選用不超過10dB的NFB。設計好每一級工作在線性區(qū)域、每個元件取值反復計算、實驗測試，達到最佳狀態(tài)。“自己的事情自己做好，非必要不靠其他幫助”，因為反饋有利也有弊。
6、電阻大小的選擇，要根據(jù)用途合理的選擇功率，比如柵漏電阻等1/4W甚至1/8W小體積足矣，這樣做首先因為小體積電阻的感應噪音、自身本底噪音低。功率電阻，選擇余量為實際消耗功率的3-5倍，比如實際在路消耗0.4W，就選擇2W電阻。陰極電阻實際消耗5W，選擇20-25W規(guī)格。信號放大回路電阻包括燈絲平衡電位器，最好選擇無感的碳膜（似乎聲音略顯溫暖）、金屬膜之類，不選線繞類型，避免自身電感成分影響電路特性。
7、SRPP電路的特點是表現(xiàn)全面，清晰、活躍，但聲音的厚重感不及共陰放大。
8、陰極輸出電路的聲音略顯直白一點，但用于直推功率管，細節(jié)、質(zhì)感上會打高分。
9、輸出級用變壓器推動，因為阻抗匹配得以保證，可以讓前后級都工作在穩(wěn)定、良好的線性段內(nèi)，聲音有形、有質(zhì)，豐滿、端莊、秀麗。目前技術，各種參數(shù)推動變壓器完全不用擔心性能。
10、寧肯做一部動態(tài)范圍寬、性能優(yōu)異小膽機，也不做動態(tài)范圍不足的大膽機。我們所謂的功放的儲備功率，不是單純說我用5W，買20W的膽機。一部動態(tài)范圍為100dB的3.5W膽機，實際驅(qū)動能力表現(xiàn)勝過動態(tài)范圍只有70-80dB的25W膽機。功率儲備，是自身素質(zhì)有多高，不是你有多少黃金和保鏢。自己的體型大可能沒用，你的格局大才能成就一番事業(yè)。注意這里的動態(tài)范圍不是功放自身的靜態(tài)動態(tài)范圍，是放大器處理音樂信號的動態(tài)范圍。
11、最后一項也是最重要的一項，開心快樂的欣賞音樂會給聽到的聲音打滿分！所以給自己一個理由讓自己的心情輕松愉悅起來，不接觸或少接觸那些低能量、低素質(zhì)的東西。
當然，還有很多要說的東西，一些常見的、大家都認同的這里并沒有提及，還有一些爭議大的也沒有說，容我多做對比試聽以后再說。還有一些沒想到的、瑣碎的也留等以后再談。
我們知道早期的放大器比較簡單，受限于當時的元件、工藝，那個時候一顆10μF的電容，成本比制作一個電子管還要貴。那時候的變壓器，材料性能不足，繞線工藝、繞制方法簡單，導致一些實際問題出現(xiàn)，比如頻響寬度不大、失真不小，比如輸出功率不大等，到上世紀二三十年代，人們開始重視這些，并且出現(xiàn)了各種指標標準，導致后來興起了所謂的指標派，一些膽機廠商比如景圖（McIntosh）、QUAD、Williamson等，在放大器的技術指標方面可謂是鮮亮過人，從變壓器繞制工藝的改進，到設計電路的完善，大家走的路不同，但無不朝著相同的方向邁進。你失真做到1%，我做到0.1%，0.001%，你頻寬20-20kHz，我5Hz-100kHz，150kHz。。。沒錯，拿什么評價一部放大器的好壞？只有靠這些靜態(tài)指標說話。電路設計從簡單到復雜，輸出變壓器從幾夾幾到分層分半，甚至更復雜，從單根線繞到雙線并繞、多根線并繞（比如麥景275圖輸出牛）。輸出功率從單端、推挽，到并管甚至多管并聯(lián)增大輸出功率。良性的發(fā)展是必要的，但是為了單純的追求什么指標而指標的發(fā)展，我認為大可不必。道法自然，自然而然得到的指標是應該的，一些“不擇手段”達到的目的則不應該，甚至有的方法弊大于利更不可取。設計音頻放大器，首先知道放大器是用來聽的，是讓好的音樂帶給自己愉悅的享受。
君子務本，本立而道生。這個本是什么？課本、本能、本來、本真。。。不偏離這個“本”基本上就可以行于大“道”，乃至達到老子所說的“不窺誘知天下”（也就是不通過看窗外，就可知道世界的變化）。道法自然、盜亦有道，每個行業(yè)都有自己的“道”，膽機也有膽機的道：保真、原汁原味、自然率真。。。人人都知道，都會說，重要的是，有沒有遵照這個“本”實際做，甚至是否真正的理解了：保真、高保真、Hi-Fi、原汁原味？保真、高保真，并非是保證測試信號的不失真，應該保證的是對自然音樂信號的“真實還原”。沒錯，我前面文章提起過響度和動態(tài)范圍之爭，我們的CD之類載體已經(jīng)通過了技術手段對音樂信號進行了壓縮和修飾，作為我們受眾無法改變，但這并不影響我們設計放大器對音樂信號的真實還原。
對于有些人只看指標，或者不談指標，這都是認識的誤區(qū)。有人說我就憑耳朵收貨，沒錯，我承認有金耳朵、銀耳朵甚至可能儀表耳朵，只要自己喜歡那倒是幸事。但很多時候會被自己大腦的主觀意識所控制，比如有的人一看外觀就對他產(chǎn)生懷疑，接下來的事情大腦都會被“懷疑”牽著走， “一眼看高一眼看低”可能變成一耳朵高一耳朵低。有老中醫(yī)說，有人前來看病，對自己的醫(yī)術嚴重懷疑的，不能開藥方或者開“簡單藥方”，因為開什么樣的藥，對病人的作用也是微乎其微，他的身體已經(jīng)有了“抵抗力”。
電子管、及其應用電路其實很簡單，設計膽機電路本著“簡潔之上”的原則，每一級、每個元件都工作在合理的范圍內(nèi)，比如電子管工作點，陰極電位、負載電阻取值，要根據(jù)本級特性、結(jié)合下一級耦合、阻抗匹配等合理選擇，考慮到失真、頻寬等主要因素。推動變壓器、輸出變壓器需要做好各自特性（前面我聊了很多變壓器話題，大家可以參考），絕不能為了指標而“偷機取巧”，應該是自然而然達到的性能。不刻意追求什么，比如增益，因為增益帶寬積限制，增益越高帶寬就會越低，這是無法改變的事實。對于輸出功率。我們常見電子管的屏耗只有15-40W，這樣做單端輸出時功率不大，只有幾瓦到十多瓦。我們把效率、失真等因素很好的取舍做到恰到好處，然后關鍵是動態(tài)指標做好，這就是不錯的膽機了（我做的845單管單端，實際聽感超過市面上的845并管單端。當然，論賣點肯定比不上并管大功率輸出，這是不爭的事實）。當然，可以通過一些手段，比如巧妙地電路設計、陰極推動或變壓器推動（可以讓功率管進入A2）、甚至簡單的功率管并聯(lián)，讓輸出功率提高很多、或者令失真指標減小很多，只要利大于弊，聽者喜歡也就ok。很多因素都是有利有弊（就像有些藥物，可以治病也可以致病），十全十美的東西有，只是在特定時間比如睡著的時候（有些人可能隨時通過意淫也能達到）。當利遠大于弊的時候，這是最好的設計原則。認真來講，設計好、做好一部膽機放大器，都需要很長時間的反復測試、反復試聽，不偷機取巧 、本本分分的做好每個環(huán)節(jié)、每個細節(jié)。
說到指標，大家是否想起某奶粉事件？為了檢驗達標而添加什么氰胺什么的，其實這些本不應該添加的東西，卻是默認的行業(yè)“潛規(guī)則”，大家都添加，都這樣做，慢慢的理所當然了，只不過被舉報太多才導致。。。
說到現(xiàn)在的膽機，就離不開負反饋，的確，負反饋是一劑萬能“良藥”，廣譜殺菌增強抵抗力，對放大器的一些不良指標可以全面解決，什么帶寬窄、失真大等統(tǒng)統(tǒng)管用。然而缺點是固化音樂信號的動態(tài)范圍，讓本來自然的音樂信號，變得“受限”、“壓縮”，而失去了自然的音樂信號之活力。放大器的動態(tài)指標似乎很多人并未真正關注，認為大信號來了“應付自如”就是動態(tài)效果很好，其實這是放大器的“鋼性”表現(xiàn)。往往深度負反饋會讓放大器呈現(xiàn)鋼性（阻尼系數(shù)很大），比如早期的定壓功放，無論如何變化我自巍然不動。這樣的功放適合大功率舞臺音響、K歌等勁爆場合，晶體管（石機）大多屬于這個風格。做深度負反饋膽機，再簡單不過了，只需要考慮有足夠的增益，其他的如失真與否，頻寬夠嗎等等都不要考慮，只要提高電壓增益方便用深度負反饋，就足夠了。什么三極管五極管直熱管旁熱管，統(tǒng)統(tǒng)一樣的（其聲音表現(xiàn)也相差不多，記得有人的推挽機器，其中一個功率管壞掉了不工作，聽了許久卻沒有感受到，并網(wǎng)上說出來問大家有沒有注意到這個現(xiàn)象）。
早期的傻瓜相機，和專業(yè)相機，對于要求不高的人，肯定選擇傻瓜相機。專業(yè)相機什么白平衡、什么景深等調(diào)整不好還不如傻瓜相機拍出的照片。膽機也是一樣，只會聽不懂膽機的人只能買這種穩(wěn)定型傻瓜式深度負反饋的膽機，這恐怕占大多數(shù)。這就是流行的重要因素，但不能說這就是好聽的膽機。
關于負反饋，我并非絕對說不，只是有句話叫“過猶不及”。手機微信登陸畫面的小人，再走幾步到達最高點，那么接著再走幾步，就是下坡路。對于三極管，內(nèi)阻低、線性好的管子，可以不加或者恰到好處的加幾個dB反饋就可以。如果是束射四極管、五極管、內(nèi)阻高、或線性不好、失真大的管子，可以適當加一點反饋（總反饋量在10dB以內(nèi)），不僅改善失真、提高穩(wěn)定性，也可以提升阻尼系數(shù)。做300B單端，我寧可多花十天半個月的時間去調(diào)整，使用交流燈絲，也不愿意加深負反饋、用直流點燈絲，我認為那都不能實際的發(fā)揮好300B的聲音。因為我做過N多次對比，交流點燈絲、不用深度負反饋，聲音才更貼近自然。
假如你是在家輕松的欣賞優(yōu)美的音樂，一杯茶、幾張唱片、舒適的環(huán)境、獨自或三五同好一起聆聽，這時候你可能需要的是一部“氣自華”的膽機，“腹有詩書 氣自華”（你可以去申請“氣自華”的商標了），也就是放大器的內(nèi)涵、氣質(zhì)。“腹有詩書”并不是機器內(nèi)部有多少補品元件、多么漂亮的布局等。十幾年前有位大發(fā)燒友，帶著他自己重金打造的845分體單端，來我家試聽。后來我用自己的2A3單端播放了同樣的CD，眾人驚異的眼光出現(xiàn)，這部3.5W的單端，大動態(tài)表現(xiàn)力卻勝過20多瓦的845單端！當時搭配的是飛利浦CD，B&W 801，要知道3.5W的2A3單端，推B&W 801這箱子本來就不足，但實際聽感依然勝過845單端。這件事幾個當事人都在，都有一定的印象。沒有對比不會感覺很明顯，只有前后對比才能真正體會到，一部好的膽機設計，不僅僅是靜態(tài)指標、輸出功率等，動態(tài)指標尤其是音樂信號的動態(tài)范圍是很關鍵的，這恰恰又是大家都忽略的。為何人們棄石機而愛膽機（我并沒說絕對是）？我想石機的深反饋“功不可沒”。膽機本來簡單，非要整那么復雜，去接近石機，可能適應場合、人群不同，人家就喜歡那樣的表現(xiàn)。沒有不好的膽機，只有適不適合你。
好了，暫告一段落，休息休息。
未完待續(xù)
