歐吉桑的真空管世界

本EL-34擴大機是以5881真空管差動擴大機修改而成，原先5881三極管接法配線內部如下圖。系統雖然是綜合擴大機的架構，搭起棚來簡潔俐落的內在美井然有序算是很好看，要拆除部分電路重配，感覺有點捨不得。

當然要做大改裝前必定要有大破壞進行，首先將要更換的零件、配線全部拆除，包含燈絲、柵級交聯電容及偏壓調整回路。

先前在2012年發表一篇” EL-34全段差動真空管擴大機分析”深受讀者的喜愛點閱，雖然曾經以此為藍圖完成了5881三極管接法綜合擴大機，經過多年使用不管推動Scanspeak單體製作的 discovery W18或者是Revelator R5.5-2喇叭，音色始終有不錯的表現。但心中的感受和EL-34來比較起來總是覺得還是有一段距離，本次藉由部份電路修改主架構為改，並將先前製作上不足的電路設計給予適當修正，就此完成可切換EL-34超線性、三極管真空管差動擴大機。
此次更改要點為：
一、    功率管以EL-34作差動輸出，增加G3第8腳配線

自從使用Scanspeak Revelator系列的18W/8531製作SP95二音路落地型喇叭後，從此打破”低頻響應好一定要用較大尺寸的低音喇叭”的迷思了。其實光看原廠的公佈頻率響應曲線和低頻共振頻率Fs便立可略知其中的奧秘，其豐厚的低音響應加上深度的中音表現搭配高亢清晰的D2905/950000，簡直是無懈可擊的組合。
由於歐吉桑對Revelator系列的中低音單體充滿十足的信賴感，這次就準備用Revelator系列5.5”的15W/8530製作二組較小型R5.5喇叭來搭配KT-88 SE綜合擴大機使用，其中R5.5-1是高音單體搭配D2608/913000和R5.5-2是搭配PEERLESS的LK10HT二種，高音喇叭雖然品牌略微不同，15W/8530、D2608、LK10HT直流阻抗均為8Ω，只要充分把握住每支喇叭1W輸出分貝數的靈敏度數據，設計就不至於會有太多問體產生。但是由於取得4支15W/8530中低音單體；其中的ㄧ支實際量測的直流阻抗與標示5.8Ω差異太多，因此退還廠商另外改購買4 Ω阻抗的15W/4531來組配，所以兩組喇叭的搭配就是R5.5-1 15W/8530+D2608與R5.5-2 15W/4531+LK10HT兩種。對於碰到15W/4531與LK10HT兩種不同阻抗的喇叭分音器設計，就要有改變不同的思維與作法了。

此次以Scanspeak Revelator 5.5”中低音15W/8530K00製作小型二音路書架型喇叭系統，高音喇叭是選用D2608/913000來搭配。雖然此組合高音單體與中低音喇叭相較似乎稍嫌低階一點，但以D2608/913000來說；卻是現時Scanspeak性價比最高的一支高音單體，搭配起來是物超所值。
設計分音器時首先須瞭解各個喇叭的基本特性，諸如喇叭組抗、靈敏度、頻率響應。由於中低音15W/8530K00的阻抗是8Ω，1W的靈敏度為86db，頻率響應為39-6KHz，高音D2608/913000的阻抗同樣是8Ω，1W的靈敏度為91.3db，頻率響應為700-25KHz，兩者靈敏度相差5.3db，所以最後高音喇叭還需要作5.3db的衰減設計。

管機的設計就是看懂設計資料，做出"把適當的元件擺在適當的位置"。
近日有某管友在社群中發表用300B作前級放大器，產生亨流聲求救中...，套用一般原住民口語來說這就是"假會"。

偶然的機會在FB的社群上發現有人提倡焊錫可以可變聲音！
"發現不同品牌不同型號的錫聲音就是有差異"

歐吉桑設計製作真空音響並非每次都是十全十美，偶而也有失誤的時候，這次製作失誤後經由修正才使擴大機重新表現在應有水準之上。

這次作品之所以出差錯主要肇因是歐吉桑一直想自行用並列繞線方式製作輸出變壓器，於是在2005年於網路向網友陳先生購買Z11變壓器鐵芯，拖延多年後終於完成繞線開始製作擴大機。誰之擴大機完成後頻率響應一直搞不好，低頻情況還好，中、高頻方波輸出完全走樣，線路設計已經是一試再試的圖面絕無問題，所以心想必定鐵芯出差錯了。於是臨時拿出堅新的JS-6255HF輸出變壓器應變，最後總算把問題給排除了，原來的變壓器只好暫時擱著等到新鐵芯到手再說吧！

記得第一次組裝真空管機是在高工一年級上學期，先組裝6AV6+6AQ5+6X4三燈(管、球)擴大機，一年下學期再進階改裝成五燈外差收音機。那時對於電子學課程尚在懵懵懂懂的階段，但由於是第一次組裝接觸真空管機，所以感覺甚為有趣且具吸引力。及至高二學得真空管推挽式與單端擴大機的差異後，深信PP回路才是真空管機出力最佳模式，也是當時Hi-Fi音響的基本要件，自此之後就未再與單端式擴大機結緣過。
近期由於相繼完成KT-88及5881差動擴大機後，二位前世情人也續陸續在美國取得音樂博士學位，在她們敏銳音感認證下肯定歐吉桑真空管設計的功力，進而要求每人個要一套真空管機。為考慮她們未來婚後居所地點不確定性及維修方便性，所以開始思考火紅的單端輸出擴大機(Single ended amplifier)設計，遇到維修需要換管子而不需調整工作偏壓及電流。於是功率輸出放大級就以Jean Hiraga Single-Ended KT88 Tube Amplifier Schematic電路參考作基礎並作部分修正，整體線路同樣以”真空管綜合擴大機_5881三極管接法電路”架構作設計。
Jean Hiraga Single-Ended KT88 Tube Amplifier Schematic

真空管機製作材料除了真空管、變壓器取得不易外，真正理想中意的機箱也是個大問題，原本異想天開覺得採用6061鋁合金材質去折彎成ㄇ字型再開孔一切就會很美好了。誰知歐吉桑的思慮總是少了一些，6061鋁合金超硬延展性欠佳一折90度即有裂痕產生，不得以才將折斷的6061鋁板拆成前面板、機箱板、後面板三片，並和底板及木製外框搭配製成真空管機箱。
修正後為了美觀起見前面板設計在木箱內側，後面板方便安裝零件貼在外側，如此保留前、後面板及搭配底部的鋁蓋板具有隔離接地效果可以減少雜訊產生。

原先機箱設計圖樣

友人送來LUXMAN銘機SQ-38FD由我操刀，主訴求病症是不管選擇MM或AUX輸入時交流哼流聲過大，播放音樂把音量稍微放大時才能掩蓋雜訊產生的聲音。先接上喇叭將擴大機送電，並將音源信號選擇輸入切至AUX，在不送入音源信號情況下調整音量可變電阻，不管調至MIN或MAX時右聲道喇叭傳來雜音均一樣大聲，聲似非交流哼流聲的其他雜音產生。
由於SQ-38FD設計相當特殊，前級和後級擴大器可以分離信號成單獨輸出或輸入，如下列圖形所示：

真空管隔離管罩主要功能為防止干擾隔離雜訊，應用在高頻電路防止電磁干擾或放射，在音頻電路時則應用於低電平電壓放大迴路中雜訊隔離，例如在MM的RIAA放大管電路，而且會有效的抑制麥克風效應產生，所以在很多銘機上都可以看到真空管罩的身影。

由於真空管是靠加熱陰極促使陰極釋放電子，再利用負電壓柵極控制流到屏極的電子束作放大作用，有相當多的熱量產生，所以需要做一定的散熱考慮。因此製作隔離管罩需額外散熱和雜訊隔離效果兼顧，此次自製管罩是用0.05mm厚度的銅箔，具有良好的隔離和導熱效果，所以不會阻礙真空管散熱效果。

LUXMAN SQ-38FD真空管綜合擴大機的MM放大管V1隔離罩

歐吉桑目前家中使用的三音路老喇叭已經二十餘年了，也是DIY的作品一直沒更新過，主要因素是使用的peerless中(KA 20 DMR)、高音(KO 10 DT)和Philips低音(AD10202W)單體一直有著明亮、清晰的聲音表現，再次是若想得到更好的音響效果的話，那非得花大把的鈔票買更高端的喇叭和器材不行，所以就此作罷一直沿用下來！

不過美中不足的是當初使用的英光(VK)分器雖是一時之選，但其分頻點設計、高頻電平衰減及阻抗匹配並非針對peerless和Philips喇叭所設計，經過上次二音路分音器設計實務經驗後再來看三音路分音器就沒啥障礙了！參考http://education.lenardaudio.com/en/06_x-over_2.html文內一篇”How does a 3 - way passive crossover work?”，其實簡而化之三音路分音器只是二音路設計的延伸而已。

這篇文章已經遲到三年了！話說從高工年代開始至耳順之年間，用來量測信號及放大電路不外乎信號產生器、數位電表、示波器、記錄器等儀表。由於服務於機械產業的公司亦無失真儀或音頻分析儀可借用，所以每每把作品完成後做進一步的信號分析時，總覺得好像新作是做半套而已，相信數據工程師性格是無法用眾多的形容詞來說明作品特色，只好取決於數據顯示和證明自己的設計是最好的音響作品。
三年前終於下定決心從網拍購入HP 8903B音頻分析儀，雖然是二手的儀器，但光看同時具備信號產生器、失真儀、交直流電壓表、信號噪音表、低頻計數器等儀器於一機的功能，與其高超的技術規格就感覺是值回票價似的。

HP 8903B音頻分析儀各項功能及面板如下圖。

資訊科技發達的今日，要DIY組裝一部真空管機並非難事，只要稍微認識一些電子電路，並上網下載合適電路找妥元件就可以動手組裝了。歐吉桑看過無數的所謂國內外”專家”的大作，不但配線凌亂而且燈絲電路更是一蹋糊塗，簡直糟蹋了管機的美名，即使用再好的管子、被動元件組裝出來的音響，也只不過是一部”會響的機器”，更稱不上是好音響。
燈絲配線不僅是為搭棚美觀而已，重要的是為了杜絕交流哼生產生，同時也提高了雜訊比和降低總諧波失真度。而真正要組裝好一部一部好的真空管音響並非那麼困難，不管燈絲採交流供電或直流供電，而只要做好基本功從燈絲配線做起，就已經是功成一半了。至於搭棚配線方面只要記得信號元件遠離交流配線，並且盡可能與交流元件垂直，把握線路越短越好的原則一切就OK了。
以下是歐吉桑簡單的整理分析一下燈絲電路和配線供管友參考：

管友楊sir由FB捎來訊息和圖片，問到他組配的前級放大器為何一聲道有哼流聲，當音量調越大時哼流聲越大，希望藉由我的經驗能幫他隔空把脈抓藥。於是便請他將線路圖及配線照片傳來，原線路圖是來自http://livinginthepast-audioweb.co.uk/index.php?p=newphonopreamp，姑且不論線路設計好壞與否？雖然燈絲使用直流穩壓設計，但是光憑燈絲接地線路的設計就足以給他大大的扣分了。
原始線路圖，紅色所圈住燈絲電路即是設計錯誤地方。

睽違已久的手工搭棚距今也將近三十餘年了，記得最後一次是當兵前的6BQ5推挽式功率擴大機，因28年前搬離老家連帶一批6336三級管未攜回而消失，而後來因真空管購得不易所以作罷了發燒美夢。

先前發表了"真空管綜合擴大機_5881三極管接法設計"和作品完成日期已逾年於了，現今只是補上一些製作紀錄，裝機的注意事項如下：

1.燈絲電壓採用直流或具有中心抽頭(CT)接地的交流電壓，配線一律要以絞線為之並貼近底板。

前置電平放大器的設計是使用三極管串級放大電路，一般音源設備(CD、DVD、PHONE放大等)輸出滿額電壓約是200mV，串級放大電路與SRPP電路類似，在dir_coup.pdf內p29有詳述其優點可以抑制燈絲電壓雜訊問題。由於輸入電壓為200mV，所以峰值輸入為200mV * 1.4142 = 282mV，故Vg設定為-0.5V，依12AX7 data sheet得屏極電流為1ma屏極電壓正好是85V，若設計成三極電路Rp = 85K，則工作曲線可以繪出如下：

常用的小信號放大線性度較佳的雙三極管有12AU7、12AX7、6992、6CG7、6DJ8等，本次電路因使用單一級的電壓放大電路，故選用廣泛使用在音響擴大機的12AX7作為電壓放大級，12AX7的特點為高μ值、低電流值的線性度特佳，燈絲電壓可用12.6V或6.3V搭配容易。

12AX7的低電流值的線性圖