不務正業的Marketing

 /* 2017/10 update, 三年後再訪張老師家, 張老師還是習慣用此JP200前級當主系統的一員, 三年來頭好壯壯. 我還特地靠近喇叭聽, 嘶聲與哼聲幾不可聞, 心想真的是抓到問題所在, 完全修復啦.  */

個人開發的數款真空管前級, 已接近完成階段. 在所有技術上與儀器測量部分都近乎滿意.

再來最重要的是攸關聲音走向與品味的"調音". 藉由老婆的關係, 幫我找了好幾位主修各種樂器的音樂老師, 來聆聽我目前開發的器材, 並給我調音的方向.

首先登場的是位留德主修雙簧管的張老師.

在跟張老師試聽與討論的期間(連跑了四個禮拜), 真的收穫許多. 簡單來說, 可以簡化成二點. 說來簡單, 但其實也是蠻大的跳戰與要求!

1. 聲音是否正確 (音樂播放五秒鐘 就可以判斷器材的聲音是否正確): 何謂聲音正確? 不是高頻多飄逸, 中頻多甜, 低頻多延伸. 而是"正確與否"! 張老師對人聲(嚴謹點說應該是歌劇), 管樂器(嚴謹點說應該是簧類樂器), 弦樂器, 特別有研究. 所以對這類樂器也特別敏感. 音響迷對音樂重現有時會有"自以為是的認知與要求". 譬如要求大提琴的低音低到Double Bass的音域, 但這是一種不正確的扭曲.

2. 小音量下的細節重現: 這點讓我學習最多! 剛帶器材去張老師家試聽的時候, 我帶了幾片不算發燒的CD片去測試人聲 / 弦樂 / 鋼琴. (發燒片有時候錄的太譁眾取寵了, 呵呵) 一開聲, 張老師嚇了一跳, 因為音量遠大於他平常習慣的音量. (我所習慣的音量大約是11~12點鐘) 我才發覺張老師平常聆聽時的音量非常小, 大約都在8~9點鐘之間, 以Type A 41段VR來說, 大約只有5~6格. 而在此音量下, 還要能聽出細節與動態, 這真的是蠻大的挑戰! (但我學習到 才是正確的態度與習慣) 大音量下, 細節與動態是可以容易被表現出來的. 但要在小音量下有細節有動態, 那才是真功夫! 器材的實力才能被印證!  

跟張老師邊聽音樂邊討論音響了許多. 話閘子一開, 張老師陸續搬出好幾台管機, 都說有些許的問題, 也不知道該怎麼處理(有修完還是不滿意的, 有送修被婉拒的), 大致上都是聲音不對與哼聲過大之類的問題. 我則自告奮勇把機器載回家, 看自己的功力能修到甚麼程度, 所以才有了這幾篇"管機練功-他山之石"的文章. 呵呵. 對我來說, 花點時間研究算練功, 如果修的好, 我印證自己的功力與贏得些許的成就感, 張老師不用低價出清或留著佔位置, 何樂而不為呢? 呵呵.

這幾篇文章都是紀錄與探討音響技術, 與調音的過程無太大關係(關於調音的文章, 應該會在另一個文章分類, 敬請期待!)

算了一下, 總共帶回四部真空管擴大機

1. DZ JP200 真空管前級

2. Lazarus Cascade Basic Pre-Amp 唱放前級

3. DZ Iris 耳擴前級

4. Cary CAD 300B Power-Amp (300B後級)

首先, 就先來看看這台DZ的JP200吧. 套件加專屬不鏽鋼機箱, 不鏽鋼機箱的厚度與硬度十足, 鑽孔時還弄斷了好幾根鑽針, 算是用料實在, 但整機以現在的審美標準來看, 真是不夠漂亮, 尤其是面板那幾個輸入選擇指示燈, 稍嫌老派.

這是內部圖, 大致看得出來分成 JP200主板, 輸入選擇模組, 帶繼電器的電源開關, 輸入選擇波段開關, 音量VR, 與鎖在機箱上的穩壓IC.

有跟張老師請教這台機器的問題與來歷. 來歷大約是A同好購入DZ套件組裝而成, 之後再換更大的變壓器(很難開孔, 所以變壓器固定的孔位蠻奇怪的), 張老師購入後, 穩壓IC曾經燒毀, 請B朋友換了穩壓IC. 大致的問題是聲音不對, 哼聲蠻大的.

我上示波器看波形後發現問題更大, 開機後約20秒直流輸出高達24V, 要經過大約三分半鐘後才會降到0.1V以下, 如果太早開後級, 或後級保護不夠, 燒後級燒喇叭不是不可能的, 真可怕!!

心理的第一個想法是, 這線路這麼經典, 這麼多人裝, 怎麼可能這麼不穩定? 應該是管子損壞所造成的呢? 還是焊點鬆脫造成工作點跑掉所造成? 雖然可以加裝延時開關來避免, 但開機三分半後才穩定也太誇張了吧!

我之前有遇到一部網拍販售量蠻大的真空管前級, 剛上市的那一批都沒加延時開關, 開機也要許久才穩定沒有直流輸出, 有個同好就因為沒有遵守開機順序, 而把喇叭高音單體給燒了. 慘呀! (之後這賣家較後期的前級也就加裝延時開關, 以避免慘劇再發生了)

有興趣的同好可以參考這一篇文章 - 加裝延時開關

http://greatsound168.pixnet.net/blog/post/172070614

網路上很容易搜尋的到JP200的線路圖, 我找到的那一個, 經簡單查線後發現. 不管是用管, 線路, 還是工作點. 幾乎跟這個DZ套件一模一樣. 呵呵, 天下線路一大抄, 省了我自己再查線與畫圖, 呵呵. 

整機技術諸元如下:

高壓電源:

橋式整流 + CRC濾波

真空管穩壓: EL84 + EF86 (參考電壓: 150V Zener Diode)

信號管: 12AX7 * 6

放大結構: 12AX7二級放大 + 陰極隨耦 + 負回授

燈絲電源:

EL84 + EF86: 交流點燈

12AX7: 橋式整流 + LM1085穩壓

首先, 映入眼簾的當然是曾經燒毀的穩壓IC. 有些人用LM317, 這一台用的是LM1085. 因為內置於機箱內, 受限於機箱高度, 無法使用大型散熱片, 所以為了散熱, 鎖在機箱上是最常用的做法. 但這一台鎖穩壓IC的方法也太讓人心驚膽跳了吧. 

 放大一點看, 這樣看出名堂了嗎?

再看一下LM1085 datasheet, 這樣您看出問題在哪裡了嗎?

LM1085的 TO-220本體(背面Tab)是與Vout相通, 如果沒有絕緣就鎖在機箱, 那等同於把Vout直接短路(直接接地), 穩壓IC不燒掉才怪(我想TO-220包裝的LM317應該早就燒掉了). 不過經由這次的他山之石, 我發現LM1085真的有夠強悍, 呵呵,  後面還有後續呢, 敬請期待.

以下連結有很清楚的步驟如何鎖穩壓IC, 請參考. 基本上要有絕緣片與絕緣豆(粒)

http://www.pureaudio.idv.tw/x10dc.htm

這台雖然在LM1085與機箱之間有加裝雲母絕緣片, 但沒加絕緣豆, 直接用螺絲把LM1085鎖到機箱, 螺絲還是直接把Vout導到機箱了, 不過我好奇的是LM1085怎麼沒燒掉?

這測量值很有趣, 這是因為LM1085不當接地, 造成整個機箱不是0V (Ground), 而是帶有4.2V正電(=LM1085的Vout)!!

所以我說LM1085真強悍, 不當接地後沒燒毀, 還讓這麼大的機箱帶4.2V正電, 厲害厲害, 呵呵.

做實驗, 把LM1085裝一個TO-220常用的散熱片(如上圖左二, 金色那一個), 看機箱是否還帶電, 如之前所猜測, 機箱與燈絲電壓正常了. 但這小散熱片散熱面積太小, 開機不到一分鐘LM1085就燙到無法用手觸摸了.

跟張老師討論後, 決定把穩壓IC-LM1085到機箱外面來. 如此散熱效果較佳, 才不會把熱悶在機箱內散不掉. 找了幾個大一點的散熱片給張老師挑(右邊三個大多了), 最後決定使用右二的倒三角散熱片, 看起來視覺效果應該不錯.

處理完穩壓IC-LM1085, 也準備裝個延時開關模組, 原本想借用輸入模組的電源, 但電源量起來怪怪的, 再查線回去. 發現輸入模組的電源是從經過LM1085穩壓後的信號管燈絲電源拉過來的(如上圖中的黃綠二線).

這樣接, 想法很直接, 因為12AX7的燈絲串連時電壓為12.6V. 如果直接用三用電表量12AX7的燈絲電壓(第四腳與第五腳), 可以量到12.6V, 拿來當輸入選擇模組很適合呀. 可是他沒考慮到這個線路的燈絲電源設計有點玄機.

這是給12AX7的燈絲電源設計, 15VAC經過橋式整流與濾波後, 經LM1085(與LM317同腳位與功能)穩壓為12.6V. 但請看12AX7的第九腳是接地的. 以整個系統來看, 12AX7的燈絲電壓12.6V, 經由第九腳接地0V,所以第五腳(圖中C點)變為+6.3V, 而第四腳(圖中D點)變為-6.3V. (類似OPA中常見的以單電源轉為+/-雙電源)

把C點(+6.3V)與D點(-6.3V)當成輸入選擇模組的電源, 初看是OK(壓差12.6V). 但如果考慮系統接地問題, 這樣很危險. 怎麼說? 各個模組的設計不同, 曾看過許多模組的電源設計, 是把輸入電源的負端就當作模組的GND. 這樣把C點D點當成輸入電源, 有可能把D點的-6.3V連接到系統的GND. 如此又是電源短路了.

其實如果您藝高人膽大, 頭腦又清楚, 把模組的GND與系統的GND分得清清楚楚, 也可以這樣接(接C點與D點).

如果是all-in-one的設計, 不需要模組外接, 也可以這樣設計. 但如果以套件或模組給DIYer硬體連連看, 這樣的設計與接法真的太危險.

回到原點, 如果真的要借用燈絲電源給輸入選擇模組用. 我會使用圖中的A點(經過整流與濾波後但還未經過LM1085)與GND. (輸入選擇模組使用7805穩壓IC驅動5V繼電器, 所以理論上9VDC以上就夠了, A點綽綽有餘)

因為機箱內還有空間, 也準備要再加裝另一個延時開關模組, 我決定使用另一個15VAC獨立變壓器給這二個模組用, 如此燈絲電源會乾淨許多.

話說LM1085 (3A low dropout regulator)有多強悍呢? 在把系統內各模組的地線重新整理的時候, 不小心燈絲電源短路了二次. 其中橋式整流子RS1005耐電流高達10A都燒掉了, LM1085竟然還完好如初, 真是太不可思議了. (燈絲電源燒毀後, 查修時, 第一個念頭當然是穩壓IC燒掉, 換上新的LM1085後, 竟然沒動靜. 最後才往前查到橋式整流子, 真是太不可思議了, 呵呵)

鎖上更高規格桌上型的橋式整流子(其實我有量測六支12AX7的燈絲電流, 大約0.83A, 還略小於理論值0.9A=0.15A*6). 但連燒了二支橋式整流子, 為了安全, 用上更大規格的元件, 還是比較安心吧.

也裝上一個小變壓器專門給輸入選擇模組與延時開關模組. 如此燈絲電源乾乾淨淨, 不受額外干擾.

系統回復正常狀態(穩壓IC隔離與模組地線重拉). 用三用電表初步量測各工作點, 數值都蠻正常的. 要上示波器前, 算運氣好吧, 發現有一支12AX7頂部水銀已快被吃光了. 趕緊換上另一支新管.

Yes, it's all fixed! 不只波形漂亮無誤, 連原本開機需要三分半才沒有直流輸出的問題, 都解決了!! 現在大約3~4秒鐘就可以穩定而無直流輸出. 想想這也難怪, 二級放大都使用自給偏壓, Vg~=-1V. 因為LM1085的不當接地, 造成GND與Grid輸入都變成+4.2V. 工作點不跑掉都難, 呵呵!!

這是加裝機箱外散熱片後的整機外觀, 應該還沒有太突兀吧, 呵呵. 前面板左方紅LED是電源指示燈, 開機即亮. 中間的綠色LED是延時開關指示燈, 設定延時約60秒. 開機60秒後, 綠燈亮起, 就可以開後級準備享受好音樂囉.

張老師可能是一朝被蛇咬,十年怕草繩. 一直問我穩壓IC會不會再燒掉. 呵呵, 解釋耐電流等名詞, 不如讓張老師看的到摸的到更安心. LM1085外置加大散熱片後, 自然散熱後大約只有50度, 應該是很安全的. 我更做了個如上圖的小電表, 用以監測燈絲電壓. 量測點就是之前提到的C點, 實際量測值6.13V(與理論值6.3V差不多). 我跟張老師說, 如果電表顯示值不正常, 那就得再回廠維修了, 呵呵. (不過我猜下一次先壞掉的應該是穩壓管EL84或EF86, 呵呵)

為什麼我猜下一次壞掉的應該是穩壓管? DZ版JP200與我網路上抓的那一版, 在穩壓管的燈絲電壓有個大問題.

簡單來說, 就是穩壓管燈絲電壓"沒有墊高".

上圖是highlight EF86的datasheet. 實際設計電路時, 這二個值很多人沒有去注意. (很多公開的線路圖, 其實都會留一手, 所以有興趣的同好, 一定要多方考證與驗證)

這邊說明陰極對燈絲可承受的最大壓差 Vkf=100V (Positive) & Vkf=50V (Negative) (EL84的Vkf也是100V而已)

在使用管穩壓的線路中, EF86的陰極是墊著當參考電壓的150V Zener Diode, 如果燈絲電壓沒墊高, 早就超過了Vkf的可接受值了, 所以我猜下一次壞的應該是穩壓管, 呵呵.

我常在想, 我這麼小心都還常常燒機器. 怎麼別人隨便裝, 機器都還活得好好的(不是只有這一台JP200, 下一台Lazarus前級更誇張), 還能順利賣給下一手, 我也真的該檢討自己了, 呵呵.

謝謝瀏覽, 希望對喜歡DIY的同好有些許參考價值. 文中如有錯誤之處, 懇請路過前輩高手, 不吝指正! 感謝!!