和田茂氏电子管前置放大器
詹海峰
《无线电与电视》2000年07期
由于电子管(俗称“胆”)在音质、音色上有着优异和独特的特色，另外也因为其电路较简单稳定，制作与调试都比晶体管机更方便，因此电子管在音响方面的应用近十年来又再兴起，特别是在业余土炮发烧圈里更是热度高涨。
电子管的Hi—Fi功放应用电路早在五六十年代就达到设计的高峰了，经过三四十年后，现在常见的应用电路和电子管基本上还没有什么改变，与当时的面貌相差无几，土炮发烧友如能自己选读自修一些有关于电子管理论常识，定能事半功倍。
电子管在音响应用方面，最简单而又最实用的地方莫过于用它作前级信号放大，因为前级无需要复杂和昂贵的输出变压器，这点比用作后级功放简单得多。同时也由于它需要的工作电源电压高，放大倍数较大，即使放大到几十伏电压也不会因为电源电压限制而造成削波失真，在这方面就算是Hi-End级的晶体管前级也无法提供如此高的输出信号!
笔者十年前因购买的CD音源是较早期的16bit机种，出于电子管能给尖利干硬的数码声增添音乐韵味、改善听感，也因电子管前级较易制作及回报率高，多年来也尝试制作过不同线路音效的多款电子管前级，当然也不是指望能研制出什么伟大经典线路，但最少也能享受制作的乐趣。
在电子管前级中，在50年代末推出的Marantz
7的地位可以称得上至高无上，现在玩电子管的发烧友中没有听过Marantz
7的大名者，相信已经没有多少人。Marantz
7的主线路如图1所示，(本刊在1999年第2期有详细仿制文章。)电路中，VRl、VR2用作电压放大，VR3接成阴极跟随器作为信号缓冲，VR3的作用相当于用NPN管连接的射随器。Marantz
7电路最大特色就是整体环路反馈设计，这也是Marantz
7赖以成名的一个主要因素。但由于Marantz
7输出端是接上一个三级阴——阴型负反馈网络，此网络高频高端阻抗约在20kf~以下，这显然太小了，这种设计无疑对VR3造成相当大负担。另外，为了防止高频自激，Marantz
7在VRl和VR2之间接上一个22PF电容，构成高频局部负反馈，这种设计也降低高频放大倍数。
Marantz 7这个传统线路在高频端造成高频开环增益不够，负反馈对高频失真的改善并不是十分理想，但令人感到困惑的是电子管发烧界对它的主观音效感受相当高。不少见多识广的资深发烧友认为：与当代最出色的电子管前级例如Audio
Research SP—11，Convergent
SL—1，Matisse
Reference、c－j
Premier 7(Seven)等前级相比，Marantz
7并非无敌，至少它的分析力与高低频伸延度就不见得特别出色，而分析力和频域延伸度却是Matisse和Audio
Research的强项。尽管Marantz
7的声底异常通透，瞬变表现令人满意，但它最吸引人之处还是那种难以言传的中频音色美。笔者相信不少人都认为它的音色属于阴柔型，但实际上，Marantz
7的音色还是偏向阳刚一派，它能将音乐中的光辉、力感发挥无遗，重播铜管乐时，乐器的“亮度”也有十分的耀人光辉，播放弦乐时，琴声柔韧而有实质感，人声感情更是丰富。这与法国名牌Jadis胆机将音乐中的阴柔美感淋漓尽致表现可以称为异曲同工之妙，如果Marantz
7不作任何修改，音色平衡度会偏高，但只要最后一级的耦合电容值为0．33～0．47μF时，其音效之佳已足以令人满意。
也有人将图1的线路作如图2那般修改，将反馈网络由VR3输出处改到VR2的屏极输出处，这对高频开环增益有一定的改善，图2的线路也形成今天仿制Marantz
7的主要线路之一。在这个线路的仿制中，VR1、VR2、VR3笔者均采用北京生产的出口管12AX7A。12AX7A的放大倍数很大(μ＝100)，属于高μ管。但12AX7的内阻也较大，VR3也采用12AX7时并非是最好选择，在那部搭棚的Marantz7中，笔者曾用12AU7、6SN7代换过，此时高频有所改善。在这里12AU7可用6N10或ECC82代替，它们的管脚是一样的，灯丝可采用6．3V和12．6V供电，用直流12．6V供电时正负电加在4、5脚上，而9脚悬空，如用6．3V供电时，可将4、5脚短接作为一端，9脚作为另一端即可。
如图2的这部改进型的Marantz7声音质感浓烈，音色鲜美顺滑，其音效受发烧友的评价颇高，它的高低频重放的表现尚可称得上乘，有一定的延伸度和力度感，但中频更佳，与两级6SN7负反馈放大线路相比，Marantz
7线路更胜一筹。这部马兰士7及下面介绍的和田茂氏前级是笔者目前使用最频繁的电子管前级。
60年代，
日本人和田茂针对Marantz
7的上述问题，开发出一款如图3所示的线路，发烧界取名为“和田茂氏前级”，这个线路是以12AX7两级放大加一级用12AU7作SRPP阴极输出的线路。对于图1的Marantz
7线路来说，负载除了下一级的输入阻抗外，也有反馈网络，这就造成VR3的交流负载相当重，特别是对于高频。和田茂氏的前置放大器的前两级和Marantz
7的电路结构有些相似，而且都是在60年代后期推出的，两者的差别就在于前者用VR3、VR4接成SRPP阴极跟随器代替Marantz
7中的VR3，作用依然是缓冲器。但由于在最后一级使用了与SRPP相似的SRPP阴极输出跟随电路，这种SRPP阴极输出跟随线路在这里与普通的电压放大级不同，它没有电压增益，作用只是减少输出阻抗和扩流，使其负载能力远比共屏极接法的跟随器大得多，不论在高频响应还是在信噪比上都比共屏极接法要好。与Marantz
7比，它大大改善了低高频响应，信噪比也有不同程度提高，在音效方面显得更均衡及全面一些。
在和田茂氏线路中，VR3、VR4用的是ECC
82(6N10，12AU7)作为一个缓冲器，内阻更低的ECC82显然比ECC83(12AX7，6N4)要好些。由于和田茂氏的前级电路把放大功能独立出来，由ECC83负责放大，同时又用一款SRPP型缓冲跟随电路与后级分开，这比起前一段时间流行的SRPP放大电路结构先进不少，与现在常见而且大家也乐于采用的SRPP电路相比，和田茂氏放大电路无论音质或音效都是稍胜一筹。
它的线路实际和Marantz 7、McIntosh的C—22甚至Audio
Research的SP—10、JadisJP-80等都是同一个系列的变型产品，但由于它出现时已经是电子管时代走向没落之时，因此和田茂氏前级没有Marantz
7那么出名，即使音效表现再好也难逃厄运。进入80年代后，当初数码音源存在的一些问题使电子管得到复兴，同时也使高水平的电子管前级如Marantz
7、和田茂氏等前级再次受到追求高品质人士的注目，据国内的斯巴克公司称他们目前最新的旗舰前级SC—6LS也采用这种线路。
现在笔者谈谈这款和田茂氏的前置放大器的制作。
现在制作电子管放大器，不少人采用搭焊法，采用搭焊法总要在机箱上开一个直径与电子管座相当的孔用以安装管座，而对许多人来讲，要打一些直径为16mm(小七脚管)以上的孔是很难的事，而用电路板法做起来虽有些麻烦，但将管座直接焊在线路板上，不但很美观，而且制作也方便，将来更换不同的胆管时只要管脚相同的情况下就没有太多的麻烦。而这款前级的印刷板设计者想得较为周到，在线路印刷板的灯丝脚座的焊点均是分开，两脚通过用简单的跳线来解决换用不同胆管(如ECC88、6DJ8、6N6T等)的接点差异。
该线路在原基础上作进一步改进，前级电源设计如图3所示，电源变压器的功率容量应不低于80W，高压次级可选择在235V×2～280V×2之间。本机整流从简单有效出发，采用两个6Z4并联高压整流输出，以降低电源内阻，提高动瞬态和反应速度。作为放大器的重要组成部分，用电子管整流的好处就是可以有效地防止高压开机瞬间冲击电子管，提高电子管的寿命。
电源用稳压时，有人认为加进稳压不好，其实这只不过是人为设计不当所致，笔者一向也认为对于电子管前置放大器用电子管稳压最好。当然，用电子管稳压会消耗部分电能，同时其信噪比会比用晶体管稳压有一定的恶化，但电子管稳压这种古老的设计，仍然有着其不可忽略的优势。我们都知道用电子管整流的设计在重播效果上会较有音乐化的表现，而用电子管稳压的设计就有较为厚实的低频和较强劲的动态，这种设计虽然无可避免在信噪比方面作出一点妥协，用户可能会听多一点“白噪音”，但换来的却是更从容自然的重播，这点优势我们可以在美国两大主流胆机之一的Audio
Research的新一代旗舰产品ReferenceTwo(售价达八万元)上改用电子管稳压中见到。在本机的实际制作中，稳压管可用两枚WY4P串联，再通过5W／15k电调器调整输出电压，或者干脆用一个WY4P和一个WY3P串联，得出大约280V左右的高压。接好扼流圈后，调W2，接上负载，测试输出电压对地在270～275V之间即可。事实上，此机就算B 在200V～300V之间变化，也能正常使用。
此机的灯丝电源用交流电。灯丝用交流6．3V供电时，要选用带屏蔽层的双芯绞合线来传导，12AX7、12AU7的灯丝接法均是4与5脚相连接入灯丝供电一边，另一边接9脚。灯丝电源有一端是接地的，屏蔽层与接9脚的芯线相连，一起接入9脚用跳线与地线相连，也可以在绕组出线处或灯脚处用屏蔽层直接与C点相连，也可以在灯丝绕组线圈并人一个100Ω／3W的电位器，中间接地与C点相连，调节交流声到最小即可，此时应将原来灯丝接地点断开，采用何种方法视实际交流声大小而定。制作中须注意12AU7的中上面那个VR3电子管阴极工作电压为145V左右，对灯丝高压高出百余伏，比手册中阴极对灯丝限制值为90V高出不少，当然，此时直接由9脚接地亦能工作，但会缩短电子管的寿命，请用分压电阻把灯丝12AU7的9脚运作于90V或直接接到D点，防止灯丝阴极击穿，提高电子管的寿命。
本机的灯丝6．3V绕组共有三组，其中6．3V／1．5A供两个6Z4工作，而两组6。3V／1A，则分别供两个12AX
7和两个12AU7工作，连接时应采用并联方式，且接线宜采用如图4的并接法，这样可提高两声道间的分隔度。该机的电源中有一个5H 0．1A的高性能扼流圈，有关扼流圈，有不少人均认为是古老设计，在今天电容做得较好的情况下不宜再用，但笔者认为采用扼流圈设计的电子管放大器，相对之下声音无疑更具有一种音乐味的魅力，也宁静一些，故此在这里依旧应用。图5是组装好这部放大器的实物照片。
原电路中输出和反馈用了2个10μ／400V的电解电容，可在该电容并上一个小的聚丙烯电容或完全用聚丙烯电容代替。实际制作中可减低或直接取消反馈网络的10μ／400V电容，而将反馈点接在输出电容后。本电路的设计者采用后者，当然，焊制时也可加入一枚容量在2．2μ～5．6μ的反馈电容，使工作更稳定一些。本机采用这样的接法是考虑到对瞬态和动态有些帮助，但并非这种接法就较好，如果后级输入没有耦合电容时，它的输出端容易出现微弱的直流电，从而使功率放大器的保护电路频频起动。因此，倘若后级没有输入耦合电容，建议在输出端串接一个约3．3μ左右的高质量金属化聚丙烯电容，以增强稳定性，同时该电容对音色的调整也有一定的作用。输出级耦合电容如图5中的A，
容量可取2．0μ～10μ，其容量的大小取决于后级输入阻抗。用10μ时觉得声底过于厚重而活泼不足，有滞慢的感觉，而用1μ则低频不足，结果是选用2．2μ～4．7μ 0．22μ，
取其中庸之道，效果较好。此时和输出耦合电容C4并接的C3焊在铜箔面。
本机线路输入由RCA输入经转换开关后直人音量控制再接到线路板的输入端。制作时请按图标选取精度较高的元件，除了R2、R3、R6、R9电阻用3W的碳膜外，其余均用1W的金属膜，主线路的耦合电容则是选用西德的WIMA音频MKP聚丙烯系列。而电源线路中的滤波电容均是进口的军用级标准高压滤波电容。各元件的引脚在焊接前要刮擦干净，保证焊接牢靠准确。音量电位器W1宜选用高质量的如ALPS蓝色塑封100k×2(如图6中的C点)，ALPS电位器以寿命长著称，但它的左右声道阻值并不十分对称，因此如有条件时，选用时需经挑选，以保证声道平衡。
制作时须注意，
由于稳压管WY4P／WY3P有一定的高度，所以机箱净高度应不低于11cm。该前级的面板如图5照片所示，只设计有一个6档输入开关，一个音量控制器和电源开关，该线路板设计做了多项改良，采用星形接地形式，左右声道地线互不干扰，最后在C7与C8的交汇点上相连通过一根直径1．3mm的漆包线一点接地，如图6照片中的A点，B为扼流圈。该前级背面，具有两组RCA输出，方便接驳不同的后级。
图7的照片是本机所用的电子管，左边竖着的是两枚国产整流管6Z4J，后面竖立的是南京出品的60年代WY3P／J，而主线路所用的是美国12AU7(中间两枚)和日本NEC的12AX7(左边两枚)。关于电子管，选用自制时要求要用军用级(J级)的产品，音效会不错，但笔者发觉国产的6N4与12AX7噪声相对较大，而其稳定性与进口管相比要差一截，有时候用国产管会出现的一些轻微的问题，但换上进口管后这些问题却荡然无存。因此，从音质出发，如有条件笔者仍建议用进口管，同时如想再升级，可通过简单的方法，如将前面的12AX7换成12AU7后，这样，中μ管的特性会使整个线路在工作性能上更为稳定一些，而且此时不论在输入范围，失真和信噪比方面均有不同程度的改善，音色也更中性一些。
刚通电试机时，此机的噪音有点大，但开机半个小时后，噪音有所减小，在音量全开时离扬声器约0．5米时已听不到噪音，证明我们对原来线路板的信号走向作进一步的改善还是比较成功的。
在用《蔡琴老歌》(飞碟唱片．UR—8516)试人声时，蔡琴在“痴痴的等”一曲中咬字正确，嗓音圆润而有磁性，但此时和田茂氏前级与经典Marantz
7相比的人声表现相对清淡中性一些。Marantz
7以中频明艳著称，而和田茂氏在中频方面则显得似乎更均衡自然一些，用它听蔡琴，恰似一封缠绵的情书，随意不露痕迹，如在空中流荡般娓娓道出。
用它重放编号为HRP754—2的“雨果发烧碟(一)”的“夜深沉”时，它的琴音表现力与Marantz
7相比质感依然，二胡的韧劲更足，低音潜得更低也更干净一些，曲中的碰铃声清脆异常，音色变化层次丰富，伴奏乐器适当分明，音象定位表现相当好。
在该碟的“鸥鹭忘机”一曲中，擦弦声极为真切、而琴音表现温暖醇厚。而在“古筝断弦效果”曲中，筝弦骤然断开时，空气像被利剑划破，让人不自觉地感到心撕裂紧张，正符合原曲悲怨之调，这些细节在和田茂氏前级的重放下笔者认为它比Marantz7似乎更具分析力，空气感也更强一些。
在观察它对大场面重放的控制及驱动力中。我用一张《TchaiKovsKy1812》(CLASSIC
CD—80041)的“1812”和“Capriccio
ltalien”作聆听，此时清脆的铁三角、真炮录制的炮声、炮弹出膛的细微摩擦声以及军民同庆的音乐感染力，都让听者感受它不凡的解析力以及高频延伸度。
音质方面，此机既保持了Marantz7线路的丰润而富有音乐味的特色，但分析力及高低频响应都比Marantz7佳，动态也十分好，音场、透明感表现出色，信噪比相对较高。这是笔者组装过的各种线路中表现最平均及全面的一款。
相对中频浓烈的一代名器Marantz
7来讲，和田茂氏前级线路无疑音效更全面一些，也更中性一些。它的音色取向尽管充满胆味，但听惯一些类似Marantz
7音色取向的发烧友开始可能不太接受它这种相对中性一些的声底。笔者最为喜欢它的不失音色的分析力和高低频延伸力，在同一张软件的重放中，它的确让自己听到更多的细节，而自己一向追求的音乐感染力也不会因为它的声底异常通透而减弱。当然，和田茂氏前级并非十全十美，最起码，在听某些人声和弦乐时，我会用到自焊的Marantz7细细欣赏，有时候美丽的音染尽管不够Hi-Fi，但也会令人着迷。
笔者一直看重器材配搭，尽管对电子管很少谈及，但也是电子管放大器的忠实欣赏者，在这里希望与各位分享一下胆机的乐趣。一向以来晶体管发烧友批评电子管放大器失真率高和信噪比较低，认为这样引致减低音乐的透明度及音乐质感线条等，但如果能听一些高水平的Marantz
7／9或300B或845单端A类放大器的声音效果，相信没有人认为它们有分析力差和通透度不足而使音乐缺乏线条或质感等话题。
事实上，音响也是享受生活的一种方式，通过换机换线改善声效是一种享受及艺术，同时也反映发烧友喜爱变化及追求完美的特性，故可不必拘泥于谁能全面胜过谁。喜欢晶体管的发烧友，有谁又敢保证自己一定永不会改听电子管放大器呢?我自己也当然不能保证本人永不会改用晶体管放大器(事实上，笔者胆石兼听)。不过，主观而论，以我们寸土寸金的居住环境而言，普通家庭很少会拥有一间独立的有吸音及隔音设备的听音室，在四个墙壁都为腻子灰墙的家居环境，对于大多数的普通发烧友而言用胆机作为聆听工具，相信更为适宜。
对长期使用晶体管放大器的发烧友，如想换换另一种口味，也有一定经济实力的，不妨购买那些如Jadis、Audio
Research等名牌电子管放大器，如只是抱着试一试心情的话，也可购买价廉质高的国内如大极典、斯巴克等电子管前后级等的产品，但假如想自己一试身手，享受动手的乐趣，相信电子管前级放大器是最佳的试剑石。最后，笔者再次强调使用中只要配搭得宜，良好音效并非难求；同时也更取决于个人修养及喜好，喜爱好哪类音乐及音效，如要活泼爽朗，可选6N11
SRPP；如要醇和通透，可选Marantz
7；如要更醇厚，可选6SN7作两级放大；但如要面面俱到，则推荐选用和田茂氏前级。但愿拙文能给读者一定的启示作用。
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