用6P9P制作耳放,6p9p headphone amplifier

用6P9P制作耳放,6p9p headphone amplifier

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用6P9P制作耳放

在音响家族的系统终端，是电能—声能的转换，音箱和耳机都起到这样的作用。与音箱相比，耳机有很多局限，比如低音虽然丰厚，但只在耳膜边鼓噪，没有音箱带来的切身震撼感。此外还有声场，似乎老在前额和脑颅内转，久听容易疲劳。但耳机也有其先天的优势，耳机基本都是一片轻巧的震膜涵盖全频，没有大部分音箱由多单元组成所带来的分频问题。频响曲线比较平直，而且有着极佳的瞬态，能轻而易举地捕捉到音乐中的细节。还有相对低廉的价格，音箱要做到等同的音色和瞬态，价格不知道要上翻多少倍。此外，虽然只能单人独享，但却可以在大音量下听音乐而不影响他人。所以买不起天价的音箱，又对音质苛求的，或者家居环境局限没有良好听音环境，耳机发烧实在是一个捷径。此外，要锻炼自己对声音的鉴别能力，形成自己的听音标准，拥有一套高质量的耳机无疑很有帮助。

一．初识森海塞尔
笔者喜欢聆听耳机，特别是高质量的监听耳机。而在众多品牌当中，对森海塞尔的监听耳机特别情有独钟。早在1945年森海塞尔(sennheiser)这个德国的公司就成功设计出性能极佳的话筒和耳机，并深受业界好评。无论从音质、质量、舒适度以及工艺等方面，森海塞尔都有独到之处，其生产的奥费斯(OrpheHS)耳机系统几乎就是世界最佳耳机的参考标准。笔者是在20世纪90年代初通过音响类的报刊杂志认识这个品牌，了解了当时动圈耳机的“盟主”HD580，在一本地发烧友的家中实听过HD580之后，深深震撼于那细小的方寸之后的庞大场面。那丝般细滑的高音，空灵飘渺犹如仙境飘来；低频的霸气让人无法想象这阵阵的“气浪”是如何从这小小的耳机里涌出的。而最让人难以忘怀的是那声音的真实，仿佛在零距离聆听歌者的演唱、乐者的弹奏。对于当时没有真正接触过什么高档器材、在家里以一堆土炮自乐的笔者来说，这等声音就如同仙乐，简直不是来自人间。从此也让笔者对什么是真正的“好声”有了初步的认识。
那时候，HD580的价格接近3000，对毕业工作才几年的笔者来说，那是一笔“巨款”，但正是因为有了那次聆听经历，内心有了“奋斗”的目标。而后来还知道这HD580的身后还有更加了不起的HD600，从此有了个心结：什么时候要越过HD580，直接拥有HD600。
10多年的变化是巨大的，那时候没几个人敢想象这辈子能拥有一辆私家轿车，而现在这个当年不可想象的事在越来越多的家庭已经或即将成为现实。感谢国家的日渐富强，让我们一个又一个的梦想成为现实，曾几何时，突然发现拥有一副HD600已经不是什么梦想。笔者是3年多以前购进了一副森海塞耳HD600的。事过境迁，接触多了好的器材，真正用上HD600的时候早已没有当年听HD580时的那份激动。

二．6P9P做的耳放
6P9P是一只旁热式氧化物阴极输出五极管，手册上写出的用途是宽频带功率放大，表明此管在高频领域使用较多，但在实际能接触到的各类电子管机器中，使用6P9P极少。近年有人将此管使用在音频放大器中，不过仍然很少。笔者以前没有实际使用过这只管的经验，这次尝试将其用于专推HD600的耳放中，效果却令人满意。
电路的程式很简单，如图1所示。前后共两级放大。前面是SRPP电路电压放大，后面一级是单端输出的电路。
  
第一级采用一只6N3接成SRPP线路做电压放大。SRPP电路失真小，控制力强，高低音两端有很好的延伸。10多年前在国内曾经风行一时，但由于其音色过于音响化，声音趋向于亮丽，而且中低频偏瘦和偏薄，近年已经大受冷落，几乎成了没有品位的象征。其实世上任何事物都有两面性，当年音响前辈们将SRPP电路从射频移植到音频，就是看中其优良的中高频特性，其中低频虽然有点偏薄，但却有着良好的控制力，因而在听感中有一份秋天般的清爽，HD600的那股浓郁和厚重，刚好可以在这份清爽中得到化解。可以说，在这里使用SRPP电路就是针对HD600可在这里得到一份平衡的音色。
6N3和6N11都是用于高频的中μ管，都很适用于SRPP线路，相比之下6N3的内阻大些，跨导值也比6N11小，但6N11声音中胆味较少，配上SRPP电路更显晶体管的味道，而相比之下6N3韵味就好些，并且价格更有优势，所以本机电压放大级选用6N3。
这一级电流取值不是很大，约3.4mA，是根据HD600的特性和笔者的听音习惯调整的。6N3的阴极430Ω电阻没有并联电容，引入了少许电流负反馈，虽然牺牲了一点增益，但换取的是更稳定的工作状态。本级的电压放大倍数约17.5，约合25 dB。 第二级用一只宽频带的五极功率管6P9P，接成三极管状态，使用6P9P没有什么特别目的，就是手头有现成的管，也想做个尝试，而且此管特性也不错，应能满足本耳放的需要。由于此6P9P的使用者很少，相对比较冷门，价钱也非常低廉。
6P9P的基本参数如下：灯丝电压6.3V，灯丝电流0.65A，极限屏压330V，极限第二栅电压330V，极限屏极功耗9W，跨导11.7mA/V。由于本电路中6P9P是接成三极管的状态，6P9P在三极管状态没有现成的参数可查，我们可以根据三极管状态下的I/u曲线来推算，可参考图2。

 

先推算跨导值。跨导的概念是：在屏压固定的条件下，栅压变化lV，屏流的变化量。以图中屏压160V为例，假设栅压从-6～0V变化，屏流从20mA变化到110mA，这样从公式S=△I/△U。我们可以计算出，S=(110-20)/[0-(-6)]=15mA/V。
接着求一下三极管状态6P9P的内阻。内阻的概念是在栅压固定的条件下，单位屏流变化引起的屏压变化量。仍参照图2，假设栅压固定在-3V，屏流从90mA变化到40mA，屏压从240V变化到160V。根据公式Ri=△u/△I，可以计算出内阻Ri=(240-120)/(0.09-0.02)=1714.3 Ω。
有了跨导和内阻的数值，根据公式μ=s×R，很容易求出放大系数μ=15×1.714=25.7。
本机功率放大级中的6P9P采用自偏压形式，是笔者在制作单端放大器的时候爱用的偏压形式。相对于固定偏压，自偏压的声音更醇和、更有韵味。相对功率管来说自偏压更安全，不像固定偏压，一旦负压出问题，整只功率管烧个通红，几分钟内就可以把一只新管烧老。但在自偏压状态下工作的功率放大电子管在相同情况下输出功率会小于固定偏压．也就是说其优点是通过牺牲效率来达到的，好在耳机要求的功率不大，对于耳机来说，本耳放在这里已经有很大的功率储备，不在乎那点损耗。
6P9P的阴极电阻取值400Ω，静态工作电流为19.5mA，最大屏流Ia=39mA，从图2的I/U曲线估算，此时Ua=0V的时候饱和压降大概95V。可以大概地算出功率放大级在本机的工作电压下最佳负载阻抗=(214-95)/0.0195=6102.6Ω，输出变压器取值6.5kΩ，此状态和此负载下输出功率大约1.1W，这样的功率对HD600来说算是巨大，推力完全不成问题。

三．元件的选择和电路的调试
整机电路简单，零件不多，但零配件的质量和品质与音质密切相关，不能大意。主放大电路中使用的电阻以笔者喜欢的碳质电阻为主，包括R1、R2、R3、R4、R6、R7，电源中：R8、R9、R10以及功率管的阴极电阻选用大红炮，取其可靠性高的特点。
电容的选择比较也非常讲究。唯一的一只耦合电容C1选用WEST-CAP轴向油浸电容，声音表现比较全面，分析力和韵味兼顾。功率管6P9P的阴极电容用MBI牌的电解电容，这是一种很少见的牌子，旧货市场淘到的东西。和几种名牌电容实听比较后留用的。电源滤波电容C3用日本的Nichicon，C4、C5用飞利浦的董六角。
电子管6N3选用北京1980年产的T级品，6P9P用南京1960年产的6Π9C，即早期的国产6P9P。5Z2P用1975年的柳州产品。全部管子都是手头现成的东西，市场生也是价格极为低廉的冷门管。电源变压器和输出变压器是笔者自己设计，在国内一家比较知名的制作音频变压器厂家定制。电源变压器功率150W,，输出变压器用25.4mm、叠厚30mm铁心绕制，其结构如图3所示，静态参数如下：一次侧电感16.7H，漏感15.2mH。不难推算出，高频上限接近70kH z，低频下限为62Hz。虽然低频下限比较高，但那是在满功率的条件下，本耳放用1/10的功率推HD600已经有很高的声压了，平时根本用不到，在这样的小功率状态下低频根本没有潜不下的问题。

 

电源电路中的电感用上海无线电廿七厂的老产品。原来这个电感还想省略的，但省略的结果是交流声大增，即便是用数百欧的电阻代替也无法消除，单端电路对交流声无法抵消，加上耳机的高灵敏度，对电源提出了很高的要求。
调试也非常简单，电路焊接完成后，先将6N3和6P9P插上，开电源，观察灯丝是否正常，灯丝正常的前提下，关机插上522P，之后测量电路中几个关键点的电压：主滤波电容在电感后端电压241V左右；加在6N3上管阳极上的电压208V；6N3的阴极电阻两端电压1.6V；6P9P阴极电阻上的电压7.8V左右。由于功率管的离散性，多试几个选阴极电压接近的用。

四．听音评价
经过连续两周的不停电热身，本耳放可以投入使用了，外观如图4所示。试听器材如下：音源是用SONY早期的激光唱机CDP-701ES，信号线用特弗龙油浸散线自焊，耳放为本机，耳机就是笔者的HD600。由于这副耳机使用有段时间了，早进入状态，能很客观评价本耳放的表现。CDP-701ES是早期的产品，当年售价高达26万日元，虽然经历20多年的使用，现在已经进入垂暮之年，但仍不愧是当年的顶级产品，工艺精良，声音华丽，表现完全不输现今产品，是笔者喜爱的收藏品之一，声音表现也和HD600配合得很好。

HD600的效果不言而喻，但并不是适合任何耳放，搭配不好或用上素质不够好的耳放，其效果平淡无奇，给人造成“徒有虚名”的感觉。但这HD600的潜力巨大，有待玩家的挖掘，还包括配合不同的CD和信号线，耳放就更是其中的重要环节。用6P9P做耳放是第一次，效果心里也没底。但当本耳放接上HD600，音乐声响起的时候，笔者感到了欣慰，总算没白费力气。
首先感觉信噪比能够过关，我们都知道，单端线路在交流声的处理方面比较棘手，单端耳放就更加因为耳机的高灵敏度提出更高要求。本机残存的交流声非常微弱，不经意感觉不到。
其次，笔者比较担心的低频问题，本耳放解决得比较好。低频既是HD600的强项，同时也是难以对付的短处，其低频非常浓郁，异常浑厚且深不可测，处理不好容易让人茶饭不思。这台耳放的设计制作过程有针对性，实听效果也证实达到了目的。在放DolJian Sample Vol II的第9曲目Promenade的时候感觉深刻。这是在教堂里用管风琴演奏的乐曲，气势恢弘，深厚异常。但要真切地把管风琴的低频质感表现好不容易，在整个音响系统里，低频段不管哪个环节出问题，演绎这段音乐的时候都会乱作一团。在这里，6P 9P做的单端耳放推HD600的表现让我感到十分满意，庞大的气势能轻松地表现出来，难得的是把管风琴的低频质感表现得非常真切。
在高频段，HD600的分析力不容置疑。当器材足够高档的时候，HD600有接近静电耳机的通透。本耳放的高频胜在韵味，单端功率放大器所特有的丰润在这里得到了很好的体现。在演绎俗称《名琴》的唱片得到了验证。这张为纪念伟大的提琴匠史塔第发利逝世250周年音乐会发行的唱片，曲目全部用Strad名琴演奏，这里本耳放配合HD600，高频泛音晶莹剔透而又不乏柔顺，把Strad名琴的高贵音色表现得淋漓尽致。 中频对于HD600来说几乎找不到明显的缺陷，在本组合中，不论表现人声的密度还是乐器的质感，都能很好地表现。从崔岩光的女声到八只眼的男声，都能在这里更细致地体现。

五．后记
在本机做好不久，HD600的升级替代产品HD650出现了，据说在各个方面都对HD600有所超越。笔者在一忍再忍，终究定力不足，买下了HD650。从外观来看，这两个同门兄弟几乎出自一个模，极为相像，但连线HD650粗壮了一圈，插头也精致些。为有个客观的比较结果，将一早年买的现在基本退役的建伍带收音的功放扛出来，调到一个电台，将HD650插入其耳机接口．将音量开到一个适合的位置，不停电地让HD650工作了一个多月，和同门师兄HD600较劲。HD600分析力超群，音色偏明亮，但女声齿音有点过，HD650则恰到好处；听男声的时候HD650的厚实感也较HD600胜出，但听爵士的时候HD650的空气感略显不足。中频醇和致密两者相当，低频是HD650最明显的改善之处，质感和控制力都较HI)600有较大进步，紧迫感较好．而深度还是HD600占优，HD600过厚的低频使得冲击了音乐，突出了下盘，并在控制力方面打了折扣，也就是说，有了厚度，有了深度，却牺牲了少许力度。
总的来说，HD600到HD650是一个进步，对于现在各类软件高频越做越好的前提下，HD650无疑有更好的适应性，但很遗憾，HD650没有做到完全的超越。