用6P9P制作耳放,6p9p headphone amplifier

關鍵字：用6P9P膽電路制作，6P9P電子管電路

用6P9P制作耳放

在音響家族的系統終端，是電能—聲能的轉換，音箱和耳機都起到這樣的作用。與音箱相比，耳機有很多局限，比如低音雖然豐厚，但只在耳膜邊鼓噪，沒有音箱帶來的切身震撼感。此外還有聲場，似乎老在前額和腦顱內轉，久聽容易疲勞。但耳機也有其先天的優勢，耳機基本都是一片輕巧的震膜涵蓋全頻，沒有大部分音箱由多單元組成所帶來的分頻問題。頻響曲線比較平直，而且有著極佳的瞬態，能輕而易舉地捕捉到音樂中的細節。還有相對低廉的價格，音箱要做到等同的音色和瞬態，價格不知道要上翻多少倍。此外，雖然只能單人獨享，但卻可以在大音量下聽音樂而不影響他人。所以買不起天價的音箱，又對音質苛求的，或者家居環境局限沒有良好聽音環境，耳機發燒實在是一個捷徑。此外，要鍛煉自己對聲音的鑒別能力，形成自己的聽音標準，擁有一套高質量的耳機無疑很有幫助。

一．初識森海塞爾
筆者喜歡聆聽耳機，特別是高質量的監聽耳機。而在眾多品牌當中，對森海塞爾的監聽耳機特別情有獨鐘。早在1945年森海塞爾(sennheiser)這個德國的公司就成功設計出性能極佳的話筒和耳機，并深受業界好評。無論從音質、質量、舒適度以及工藝等方面，森海塞爾都有獨到之處，其生產的奧費斯(OrpheHS)耳機系統幾乎就是世界最佳耳機的參考標準。筆者是在20世紀90年代初通過音響類的報刊雜志認識這個品牌，了解了當時動圈耳機的“盟主”HD580，在一本地發燒友的家中實聽過HD580之后，深深震撼于那細小的方寸之后的龐大場面。那絲般細滑的高音，空靈飄渺猶如仙境飄來；低頻的霸氣讓人無法想象這陣陣的“氣浪”是如何從這小小的耳機里涌出的。而最讓人難以忘懷的是那聲音的真實，仿佛在零距離聆聽歌者的演唱、樂者的彈奏。對于當時沒有真正接觸過什么高檔器材、在家里以一堆土炮自樂的筆者來說，這等聲音就如同仙樂，簡直不是來自人間。從此也讓筆者對什么是真正的“好聲”有了初步的認識。
那時候，HD580的價格接近3000，對畢業工作才幾年的筆者來說，那是一筆“巨款”，但正是因為有了那次聆聽經歷，內心有了“奮斗”的目標。而后來還知道這HD580的身后還有更加了不起的HD600，從此有了個心結：什么時候要越過HD580，直接擁有HD600。
10多年的變化是巨大的，那時候沒幾個人敢想象這輩子能擁有一輛私家轎車，而現在這個當年不可想象的事在越來越多的家庭已經或即將成為現實。感謝國家的日漸富強，讓我們一個又一個的夢想成為現實，曾幾何時，突然發現擁有一副HD600已經不是什么夢想。筆者是3年多以前購進了一副森海塞耳HD600的。事過境遷，接觸多了好的器材，真正用上HD600的時候早已沒有當年聽HD580時的那份激動。

二．6P9P做的耳放
6P9P是一只旁熱式氧化物陰極輸出五極管，手冊上寫出的用途是寬頻帶功率放大，表明此管在高頻領域使用較多，但在實際能接觸到的各類電子管機器中，使用6P9P極少。近年有人將此管使用在音頻放大器中，不過仍然很少。筆者以前沒有實際使用過這只管的經驗，這次嘗試將其用于專推HD600的耳放中，效果卻令人滿意。
電路的程式很簡單，如圖1所示。前后共兩級放大。前面是SRPP電路電壓放大，后面一級是單端輸出的電路。
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第一級采用一只6N3接成SRPP線路做電壓放大。SRPP電路失真小，控制力強，高低音兩端有很好的延伸。10多年前在國內曾經風行一時，但由于其音色過于音響化，聲音趨向于亮麗，而且中低頻偏瘦和偏薄，近年已經大受冷落，幾乎成了沒有品位的象征。其實世上任何事物都有兩面性，當年音響前輩們將SRPP電路從射頻移植到音頻，就是看中其優良的中高頻特性，其中低頻雖然有點偏薄，但卻有著良好的控制力，因而在聽感中有一份秋天般的清爽，HD600的那股濃郁和厚重，剛好可以在這份清爽中得到化解。可以說，在這里使用SRPP電路就是針對HD600可在這里得到一份平衡的音色。
6N3和6N11都是用于高頻的中μ管，都很適用于SRPP線路，相比之下6N3的內阻大些，跨導值也比6N11小，但6N11聲音中膽味較少，配上SRPP電路更顯晶體管的味道，而相比之下6N3韻味就好些，并且價格更有優勢，所以本機電壓放大級選用6N3。
這一級電流取值不是很大，約3.4mA，是根據HD600的特性和筆者的聽音習慣調整的。6N3的陰極430Ω電阻沒有并聯電容，引入了少許電流負反饋，雖然犧牲了一點增益，但換取的是更穩定的工作狀態。本級的電壓放大倍數約17.5，約合25 dB。 第二級用一只寬頻帶的五極功率管6P9P，接成三極管狀態，使用6P9P沒有什么特別目的，就是手頭有現成的管，也想做個嘗試，而且此管特性也不錯，應能滿足本耳放的需要。由于此6P9P的使用者很少，相對比較冷門，價錢也非常低廉。
6P9P的基本參數如下：燈絲電壓6.3V，燈絲電流0.65A，極限屏壓330V，極限第二柵電壓330V，極限屏極功耗9W，跨導11.7mA/V。由于本電路中6P9P是接成三極管的狀態，6P9P在三極管狀態沒有現成的參數可查，我們可以根據三極管狀態下的I/u曲線來推算，可參考圖2。

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先推算跨導值。跨導的概念是：在屏壓固定的條件下，柵壓變化lV，屏流的變化量。以圖中屏壓160V為例，假設柵壓從-6～0V變化，屏流從20mA變化到110mA，這樣從公式S=△I/△U。我們可以計算出，S=(110-20)/[0-(-6)]=15mA/V。
接著求一下三極管狀態6P9P的內阻。內阻的概念是在柵壓固定的條件下，單位屏流變化引起的屏壓變化量。仍參照圖2，假設柵壓固定在-3V，屏流從90mA變化到40mA，屏壓從240V變化到160V。根據公式Ri=△u/△I，可以計算出內阻Ri=(240-120)/(0.09-0.02)=1714.3 Ω。
有了跨導和內阻的數值，根據公式μ=s×R，很容易求出放大系數μ=15×1.714=25.7。
本機功率放大級中的6P9P采用自偏壓形式，是筆者在制作單端放大器的時候愛用的偏壓形式。相對于固定偏壓，自偏壓的聲音更醇和、更有韻味。相對功率管來說自偏壓更安全，不像固定偏壓，一旦負壓出問題，整只功率管燒個通紅，幾分鐘內就可以把一只新管燒老。但在自偏壓狀態下工作的功率放大電子管在相同情況下輸出功率會小于固定偏壓．也就是說其優點是通過犧牲效率來達到的，好在耳機要求的功率不大，對于耳機來說，本耳放在這里已經有很大的功率儲備，不在乎那點損耗。
6P9P的陰極電阻取值400Ω，靜態工作電流為19.5mA，最大屏流Ia=39mA，從圖2的I/U曲線估算，此時Ua=0V的時候飽和壓降大概95V。可以大概地算出功率放大級在本機的工作電壓下最佳負載阻抗=(214-95)/0.0195=6102.6Ω，輸出變壓器取值6.5kΩ，此狀態和此負載下輸出功率大約1.1W，這樣的功率對HD600來說算是巨大，推力完全不成問題。

三．元件的選擇和電路的調試
整機電路簡單，零件不多，但零配件的質量和品質與音質密切相關，不能大意。主放大電路中使用的電阻以筆者喜歡的碳質電阻為主，包括R1、R2、R3、R4、R6、R7，電源中：R8、R9、R10以及功率管的陰極電阻選用大紅炮，取其可靠性高的特點。
電容的選擇比較也非常講究。唯一的一只耦合電容C1選用WEST-CAP軸向油浸電容，聲音表現比較全面，分析力和韻味兼顧。功率管6P9P的陰極電容用MBI牌的電解電容，這是一種很少見的牌子，舊貨市場淘到的東西。和幾種名牌電容實聽比較后留用的。電源濾波電容C3用日本的Nichicon，C4、C5用飛利浦的董六角。
電子管6N3選用北京1980年產的T級品，6P9P用南京1960年產的6Π9C，即早期的國產6P9P。5Z2P用1975年的柳州產品。全部管子都是手頭現成的東西，市場生也是價格極為低廉的冷門管。電源變壓器和輸出變壓器是筆者自己設計，在國內一家比較知名的制作音頻變壓器廠家定制。電源變壓器功率150W,，輸出變壓器用25.4mm、疊厚30mm鐵心繞制，其結構如圖3所示，靜態參數如下：一次側電感16.7H，漏感15.2mH。不難推算出，高頻上限接近70kH z，低頻下限為62Hz。雖然低頻下限比較高，但那是在滿功率的條件下，本耳放用1/10的功率推HD600已經有很高的聲壓了，平時根本用不到，在這樣的小功率狀態下低頻根本沒有潛不下的問題。

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電源電路中的電感用上海無線電廿七廠的老產品。原來這個電感還想省略的，但省略的結果是交流聲大增，即便是用數百歐的電阻代替也無法消除，單端電路對交流聲無法抵消，加上耳機的高靈敏度，對電源提出了很高的要求。
調試也非常簡單，電路焊接完成后，先將6N3和6P9P插上，開電源，觀察燈絲是否正常，燈絲正常的前提下，關機插上522P，之后測量電路中幾個關鍵點的電壓：主濾波電容在電感后端電壓241V左右；加在6N3上管陽極上的電壓208V；6N3的陰極電阻兩端電壓1.6V；6P9P陰極電阻上的電壓7.8V左右。由于功率管的離散性，多試幾個選陰極電壓接近的用。

四．聽音評價
經過連續兩周的不停電熱身，本耳放可以投入使用了，外觀如圖4所示。試聽器材如下：音源是用SONY早期的激光唱機CDP-701ES，信號線用特弗龍油浸散線自焊，耳放為本機，耳機就是筆者的HD600。由于這副耳機使用有段時間了，早進入狀態，能很客觀評價本耳放的表現。CDP-701ES是早期的產品，當年售價高達26萬日元，雖然經歷20多年的使用，現在已經進入垂暮之年，但仍不愧是當年的頂級產品，工藝精良，聲音華麗，表現完全不輸現今產品，是筆者喜愛的收藏品之一，聲音表現也和HD600配合得很好。

HD600的效果不言而喻，但并不是適合任何耳放，搭配不好或用上素質不夠好的耳放，其效果平淡無奇，給人造成“徒有虛名”的感覺。但這HD600的潛力巨大，有待玩家的挖掘，還包括配合不同的CD和信號線，耳放就更是其中的重要環節。用6P9P做耳放是第一次，效果心里也沒底。但當本耳放接上HD600，音樂聲響起的時候，筆者感到了欣慰，總算沒白費力氣。
首先感覺信噪比能夠過關，我們都知道，單端線路在交流聲的處理方面比較棘手，單端耳放就更加因為耳機的高靈敏度提出更高要求。本機殘存的交流聲非常微弱，不經意感覺不到。
其次，筆者比較擔心的低頻問題，本耳放解決得比較好。低頻既是HD600的強項，同時也是難以對付的短處，其低頻非常濃郁，異常渾厚且深不可測，處理不好容易讓人茶飯不思。這臺耳放的設計制作過程有針對性，實聽效果也證實達到了目的。在放DolJian Sample Vol II的第9曲目Promenade的時候感覺深刻。這是在教堂里用管風琴演奏的樂曲，氣勢恢弘，深厚異常。但要真切地把管風琴的低頻質感表現好不容易，在整個音響系統里，低頻段不管哪個環節出問題，演繹這段音樂的時候都會亂作一團。在這里，6P 9P做的單端耳放推HD600的表現讓我感到十分滿意，龐大的氣勢能輕松地表現出來，難得的是把管風琴的低頻質感表現得非常真切。
在高頻段，HD600的分析力不容置疑。當器材足夠高檔的時候，HD600有接近靜電耳機的通透。本耳放的高頻勝在韻味，單端功率放大器所特有的豐潤在這里得到了很好的體現。在演繹俗稱《名琴》的唱片得到了驗證。這張為紀念偉大的提琴匠史塔第發利逝世250周年音樂會發行的唱片，曲目全部用Strad名琴演奏，這里本耳放配合HD600，高頻泛音晶瑩剔透而又不乏柔順，把Strad名琴的高貴音色表現得淋漓盡致。 中頻對于HD600來說幾乎找不到明顯的缺陷，在本組合中，不論表現人聲的密度還是樂器的質感，都能很好地表現。從崔巖光的女聲到八只眼的男聲，都能在這里更細致地體現。

五．后記
在本機做好不久，HD600的升級替代產品HD650出現了，據說在各個方面都對HD600有所超越。筆者在一忍再忍，終究定力不足，買下了HD650。從外觀來看，這兩個同門兄弟幾乎出自一個模，極為相像，但連線HD650粗壯了一圈，插頭也精致些。為有個客觀的比較結果，將一早年買的現在基本退役的建伍帶收音的功放扛出來，調到一個電臺，將HD650插入其耳機接口．將音量開到一個適合的位置，不停電地讓HD650工作了一個多月，和同門師兄HD600較勁。HD600分析力超群，音色偏明亮，但女聲齒音有點過，HD650則恰到好處；聽男聲的時候HD650的厚實感也較HD600勝出，但聽爵士的時候HD650的空氣感略顯不足。中頻醇和致密兩者相當，低頻是HD650最明顯的改善之處，質感和控制力都較HI)600有較大進步，緊迫感較好．而深度還是HD600占優，HD600過厚的低頻使得沖擊了音樂，突出了下盤，并在控制力方面打了折扣，也就是說，有了厚度，有了深度，卻犧牲了少許力度。
總的來說，HD600到HD650是一個進步，對于現在各類軟件高頻越做越好的前提下，HD650無疑有更好的適應性，但很遺憾，HD650沒有做到完全的超越。