其中关于6L6的三极接法还是还值得考虑的
蘭蕙滿室香
這回我在設計製作及執筆之前，特地檢視了各型電路架構及必需運用的許多種類真空管後發現，筆者過往近三十年的公職生涯裡，默默陪伴我四處浪跡的一部三極接法6L6WGB(5881)18W功率擴大機，性能優良、品質穩定，兩年作一次例行調校，不知不覺間使用了數十寒暑，未曾更換過任何零件及真空管。太好了，真可謂十步芳草。
6L6三極接法推挽擴大機，重播人聲時之鮮活傳神、氣宇充沛，讓歌唱者的情感能完全盡情發揮，聲底既能醇厚，還兼得透明清澈。速度感、解析力絕無問題，最可貴的是她還擁有超級絕妙的音樂性。重播大樂團、歌劇等大部頭樂曲;自然和諧的現場感、重量感和纖細、幼滑、綿密齊備的優雅，如蘭蕙般高貴的氣息，使人萬分心儀而一曲難忘;目前真的很難找到比它更精良的中功率後級擴大機。
一般發燒友聽音樂的空間大多數約在5-10坪居多，喇叭系統的效率大致上從80dB-95dB之間。在這種情形下，每聲道lOW的真空管放大器，聽聽音樂已經夠用。可是認真嚴格的說起來，在中低頻段的重量感及控制力方面，多少就未盡理想，如果能讓擴大機左右聲道各擁有約15-20W優質的輸出能力，則欣賞各類型音樂，當然是更加愉快的的事情。製作2OW左右的中功率擴大機所能使用的真空管種類實在很多，直熱管的300B、2A3，五極和束射管的6CA7、7591、807、6L6等都很合適。但是基於前述各種優異的表現，本次製作仍然選用6L6WGB(5881)這枚性能傑出、可靠耐用的管子。
6L6真空管在1939年由RCA發表生產之後，即被大量的用在音頻放大器上頭，屏耗約19W，直線性優良耐壓高，內部機械結構穩固，耐震能力很強。因此幾乎有一半以上的真空管電吉他放大器，都使用6L6這枚管子來擔任最重要的強放工作。由於耐操，且使用壽命極長，所以很受生產廠家及消費者青睞。6L6也在各製造廠不斷努力改良下，推出1614、1631、1625、807、5881、2B33、7581A至最後屏耗達35W的7027A，可見其受重視的程度。尤其在美軍各式電子裝備裡的電源穩壓、推動、強放部份更是隨處可見6L6WGB(5881)的應用。
6L6族系，品牌種類之多，產量之豐，也是一絕。其數量龐大到真沒幾個人能完全認識清楚，使得筆者不敢多作敘述，以免有所遺漏。在外型的包裝上有鐵殼、葫蘆球、直桶、短胖、平頂等各種形狀。不管外形如何不同，這隻真空管永遠都會有許多人喜愛，直到目前還有不少廠家在不斷研發生產。必然的，它絕對是音頻器材裡使用數量最為龐大的管子之一。幾乎我們記憶所及的名廠，都曾使用她來製造擴大機;其中成就較高的當屬McIntosh、Leak、RCA、WE.等等。應該還有許多人記得Audio Research上市之初也使用6L6GC及Dynaco Stereo 70的機箱、電源及輸出變壓器去生產和大量銷售他家的高性能後級放大器，聲名大噪而打下一片江山。時至今日，Audio Research仍一直沿用著6L6的大哥哥6550A來完美其音響國度。近年有趣的事情，流著Mark Levinson血統的真空管機，也不約而同地選擇6L6WGB(5881)作為強放級用管。
真空管小檔案
6L6是一支束射功率管(Beam Power Tube)，從特性資料得知，束射功率管所使用的簾柵電壓，可以和屏極壓相同，甚至超過一點也無妨。6AQ5、 6L6是這般，功率更大一些的6550、KT88也都具同樣特性。實際上這支管子的屏極電壓輕輕鬆鬆的就可以工作在420V~450V，更由於其屏阻及互導的特性，要使得6L6能出好聲音;採用高電壓及低電流配合著相對應的輸出變壓器初級阻抗是個正確的作法。McIntosh和Audio Research也都是這般運用。另外束射功率管比之典型的五極管更適合拿來接成三極管(Triode)，線性工作極佳不說，噪音之低也往往能超越單純的三極功率管。這些都是6L6族系最迷人的地方，況且鐵殼、玻璃管任君選擇，新的、舊的、各種樣兒都有，價格又甚便宜。她們都有一個共通點;聲音甜美、圓潤醇厚、泛音優雅和堅固耐用。
l2AU7(5814A)噪音極低、中等放大因素及寬廣的工作區域，屏壓也可以用到很低，她還擁有約2.5W的輸出能力。所以在功率擴大機的電壓放大級、推動級，尤其是A類放大器中運用，真是再理想不過。各廠所生產的這隻管子，雖然它們的基本特性相似，但在音色及音響性的表現上就大異其趣，有興趣的朋友不妨多預備幾種品牌的管子，換著比較看看，當不難發現其變化之大，遠超過更換一對超級訊號線或喇叭線；就連整體音色的表現都會有本質上的不同。拿這隻管子來對系統作最終的校聲，筆者保證您一定會樂趣無窮，而且它非常的便宜。換一部機子的感覺真好！或許您會這樣的告訴朋友。
古典美人-威廉遜放大器
數位電子科技日新月異，使得現代人欣賞音樂的確已經減少了幾分魅力。往昔LP唱片、真空管機盛行的年代，聽音樂、玩音響，還需要一套基本的調整功夫。除了真空管燈絲散發著溫暖祥和的燈光，擦擦弄弄一番，也是必需。今日，一兩個開關按鈕就擺平了；人們對音樂的感覺、熱情是否也會跟著也改變了呢?這回筆者介紹的後級擴大機線路，相信能勾起不少人「昔日美好的回憶」。
威廉遜放大器(Williamson Amplifier)。威氏在二十來歲時，進入英國Marconi-Osram公司之實試室擔任工程師，負責真空管方面的應用技術工作。於1947年發表了著明的威廉遜放大器線路。其電路架構相當傑出，全機由四支真空管組成，分別是2支6SN7與2支807。1支6SN7擔任電壓放大級並藉直接交連方式作成一個P-K分相器，另一支6SN7則擔任推挽放大的驅動級，一樣具有電壓增益。二支807則接成三極管的方式作為功率放大之用。威氏放大器具有幾個特點:1.從頭到尾所有的真空管均不使用旁路電容器。如此，各級都能單獨地擁有本級負回授，使各級頻率響應更寬廣，且具備很高的電壓穩定性。雖然降低了些微放大率，但經過準確的增益設計，這點並不成問題。2.由於放大電路及輸出變壓器處理極低或極高的頻域，較易產生相移，嚴重時還可能發生振盪，減損了輸出功率，甚至使真空管處在過荷的情況下而毀損。發生這種情況會降低放大器的穩定性，必需儘量減少使用非線性的被動元件。根據所需功率，精良設計製造的輸出變壓器，其初級AC阻抗兩邊需盡量減少誤差，達致電路很高的平衡性。3.全部的真空管均以三極管方式工作。4.少量的整體負回輸。滿足了這些條件，就能將擴大機的總諧波夫降至低於百分之一以下。幾十年來，不知有多少的廠家或個人曾生產製作過Williamson擴大機。這種電路不管搭配前級或喇叭，都顯示出高超的性能和穩定性。只要依所使用的真空管適度地調整各級的工作點並配合適用的變壓器，您幾乎毫無困難的製作一部任何功率放大器。以今日材料科技水準，回顧這部半個世紀前的古典真空管機，不管我們從那個角度評估，它都是一部非常傑出成功作品，仍然歷久彌新，且風彩迷人，我沒有理由不選擇它。
舊瓶新酒~理想的實踐
圖一為本機完整的放大電路圖。整個結構基本上就是典型威廉遜放大器。只是我改以二支l2AU7(5814)，搭配二支6L6WGB(5881)真空管。此外，每支6L6的陰極都給加上了一枚220u/50V的電解電容。目的無他，僅只在於多榨取一些輸出功率和它迷人的音色而已。另外，筆者使用固態橋式整流子供應B+高壓及兩聲道四支l2AU7的燈絲。這在1947年，如果要這樣做，光是電源供應部份的體積就會非常嚇人，下一段再詳予討論。
6L6束射管三極接法，可將第3腳屏極與第4腳簾柵極直接連結，此時屏壓和簾柵電壓相同，為一典型的三極管。另一種接法是從屏極接一支22~100Ω的電阻至簾柵極，使得工作時簾柵電壓微低於屏壓，以增加些許輸出能力，對失真的降低和提高穩定性都有正面的好處。我們就以100Ω電阻來使用在本機。6L6三極接法，依Ep-Ip特性曲線屏壓340v，變壓器初級阻抗5K，柵負壓在22~24v的情況下，工作於A類的範圍，可擁有約20w的輸出能力，這時侯6L6輸入的驅動信號電壓為44V p-p，算是相同容易推動的管子，比起一般傳統的三極強放管需要50~70v的驅動電壓要好太多。這意味著前面電壓放大各級能有較為寬廣的設計彈性，更容易安排電路的結構，起碼可避免使用高放大倍數(u值較高)的三極或五極電壓放大管或級間變壓器，對降低噪音和減少相位移都助益甚大。筆者曾經也為朋友設計製作過6384、6550之SE AMP，比起300B SE AMP省錢多了，效果呢?留給各位發燒友猜一猜。負偏壓的取得，仍然使用自給偏壓(Self-Bias)方式，保留了陰極旁路電容使得偏壓較為穩定；威廉遜原電路在此處是省去了陰極旁路電容，其目的是藉由直接落地的陰極電阻造成功率級的本級負回授，以穩定其動作，拉寬頻應。在使用807這支強放管和當年輸出變壓器的材質考量下，這的確是個非常高明之作法。現在我們使用6L6，線性較佳，輸出變壓器的鐵心、漆包線、絕緣材質及繞製工序均遠勝往昔，不利因素已不存在，筆者認為穩定偏壓和獲取較大輸出(在同一條件下)更具意義。所以我們在強放級用上了陰極電容，僅有這點是與原電路架構不同之處，有興趣試一試的朋友，也可以省掉二聲道共四枚的陰極電容。三極6L6是更適合於高電壓低電流的工作，因此屏壓340V每管僅須約70mA之屏流。相對地，陰極電阻Rk=22V/70mA≒310Ω，我們就使用300Ω。陰極旁路電容本機用4支220uf/50v電解電容。畫成圖上這樣是比較正確的作法。Rg柵漏電阻270K，算是中等數值，兼顧了偏壓和訊噪比，非常理想。輸入的1K抑制電阻，用來防止自激振盪;對A類放大而言因為不會產生柵流，這枚電阻可以用到l0K阻值，但是阻值太大對高頻段的衰減比較嚴重，故不建議超過2K2。這個電路即使不用抑制電阻，也沒問題，個人就拿掉不用，可是在輸出變壓器的品質和施工佈線上需要特別講究。由於強放級是A類工作，靜態時的電流很大，推挽兩管輪流接替工作，所以總消耗電流70mA×4＋14mA×2=310mA幾為常數。強放級也不需推動功率去驅動，因此推動級使用一支12AU7(5814A)來負責，相當符合需求，B2+電壓305V左右，我們讓l2AU7內之兩個三極管於靜態時各流通約3mA的電流，Rk=lK時，陰極上約有2×3mA×l000=6V的壓降，屏極負載RL=5lK，所以在屏極上約有150V的屏壓，這些條件配合下我們獲得相當好的線性工作區域，而且能有穩定、低諧波失真的約100V訊號輸出，供應功率放大級所需，游刃有餘。這一級的Rg則用典型數值lM，輸入、輸出各接有一個交連電容，數值分別是0.1uf與0.22uf，已能順利通過l8HZ以上的音頻訊號。如果選用0.15uf與0.27u，則頻率響應將向下延伸至l0HZ，再大的數值已失去實用的物理意義。電壓放大級和分相器也是以一支l2AU7的兩個三極管來擔任，採購上有其便利性。電壓放大級的陰極電阻Rk為620Ω、Rg=220K、RL為l20K，主要的增益都由這一級完成，這組數值在低的屏壓下，尚能維持良好的線性操作，且噪音更低;方便我們拿來直接交連至下一級的分相電路。P-K倒相，沒有電壓增益，此處RL=RK=75K是配合電壓放大級屏壓及B3+和l2AU7的特性來設定，電流大約在4mA左右，整體負回授量非常小，回授電阻之阻值高達56K，除了線路穩定、頻應良好，最重要還得有優秀的輸出變壓器配合才能辦到。
圖2為本機所使用的電源供給電路，4個次級繞組。高壓繞組0-265V,45OmA，對二聲道而言，僅是剛好夠用，不得不放棄以二極真空管整流，而改採固態橋式整流子整流。如果您堅持使用二極真空管整流，請務必將高壓繞組改成290V-0-290V、600mA。以二支5U4G作高壓之全波整流，當然電源變壓器的體積和重量都會增加許多；另外還需加繞兩組0-5V/3A的燈絲繞組。採用三級π型濾波以取得所需的Bl+、B2+及B3+電壓，可以說實際、簡潔。4支12AU7的燈絲，亦採直流供電，6V3經簡單的橋式整流、濾波後作為小管子的燈絲點火，效果不俗。原機則不論大小管子，一律交流點燈亦可一試。我深信，在聽感上必然有些許的不同。
洩放電阻與退交運電路
一直以來，筆者對高壓供電的部份，都未曾使用洩放電阻。一顆併接在高壓濾波電容上的電阻藉此洩放一些電流，以達到使高壓變動比例相對較小的效果稱作洩放電阻。實際運用上常取總消耗電流的十分之一，作為洩放電流量，得到一點電壓穩定的效果。以本機為例:總消耗電流約在310mA，十分之一的電流量即為31mA 340V/31mA=11KΩ，這顆電阻的功率P=0.031×0.031×11000=10.6W，實際上我們宜用到五倍功率，約50W左右的電阻；不管是串、併都是龐然巨物，而且多出來的31mA是需額外向高壓繞組來取得。是不是可以讓洩放電流小一點呢?答案是「可以」。不過以10%的洩放電流量對穩壓的效果都極有限之情下，更小的洩放電流是否真有必要?洩放電阻的另一個好處是關機之後濾波電容上蓄積的電荷能藉由它消耗掉，以免當需要維修時正負極不小心碰觸而冒火花。正確的作法是不管機器裝不裝洩放電阻，打開機箱蓋的第一件事就是「放電」，這個習慣不能養成或是怕那「啪」的一聲，趁早別搞自己裝。如果市電斷電後或關機再開，有時候濾波電容或變壓器因瞬間相位變化所受的衝擊不小。好品質的元件對於此現象之忍受力會好些。倒是一個星期或半個月聽一次音樂對電解電容的損害更大。綜觀以上諸項，加裝洩放電阻，將增加許多的成本，且效果有限，所以筆者的習慣是一律不裝。偷偷告訴大家，許多的名機制式老美的精密電子裝備有好多也是不裝。不過有一個原則必需遵守，放電與關機後的30秒內最好不再開機。還好，不管是前、後級，我常是個懶得關機的人。
一個擴大機各放大級的高壓都是來自於同一個電源，即使濾波電容的容量很大，但是相較之下對於極低頻率的阻抗還是不小，這個會隨頻率變化的阻抗是和各級放大電路的屏極負載串在一起的，當訊號被放大後送至下一級的柵級之同時，訊號也藉由電源回路跟著跑到前一級去，雖然量很小，如果前面那一級具有放大訊號的作用，而這個回輸的訊號它的相位又正好相同，那麼振盪就發生了。噗…噗…的低頻振盪與濾波電容失效時的情形是一樣的。所以在兩放大級間給個RC濾波(退交連)電路是必要的，而且也可以藉著調整濾波電阻的數值，去取得各級所需的B+壓。本機第一電壓放大級與倒相級共用B3+都沒有退交連電路，而且怎麼整它都不會震盪。理由至為明顯，就留給讀者們細細思考。濾波電容不是10u、20u就夠了嗎?如果我們使用二極真空管整流，那麼高壓濾波電容實在不允許使用得太大，否則寶貝二極真空管很快就了。理論上濾波電容愈大愈好，這一點沒有什麼爭議。為什麼偶而聽人家說:大濾波電容的聲音尚不如8uF、10uF的油浸電容。原因很簡單:第一.大濾波電容的品質不佳；第二.高壓整流子及電源變壓器的品質不良。其他還有許多諸如電源內阻、功率容量等等因素，畢竟一個大水塘和一座小蓄水池對於用水人的感受當然大不相同。
製作及校調
組裝本機是一件既簡單又容易的工作。只要把握幾個要領，相信每位發燒友都能完成一部高品質的功率放器。首先得選一組優良的變壓器、扼流圈，除非您能自行設計，市售品筆者極力推薦TangoXE-60-5這只輸出變壓器，價格雖然高一點，卻是個人試過許多市售名牌中最適合本機的一款，連多數名牌廠機都要Bye-Bye，我個人實在不願做這種敘述，就此打住。品質佳電源變壓器能買到適合的英、日、美產品當然最好；自己找人訂造，能用東亞、春源的高級矽鋼片，大亞或太平洋的漆包線，本地的老師傅(也得請您用心尋找一下，三不五等工廠還不少呢！)也還可以滿足需求。零件備齊後經過必要的五金加工，鎖好各組件即可開始裝機。完成組裝後，需先將每聲道唯一的一支VR置於中點位置，上電後調整的方法一如6AQ5綜合擴大機，也請參閱不再贅述。
溫故知新、萬象更新
雖然是自己動手做，而且又是半個世紀以前的電路，但是在我們這樣子的安排下，它的成續是超級的優等，況且一用至少20年，有機為證。藉由溫故知新，期盼給各位朋友擁有氣象萬千新的聆樂享受。
接到許多朋友來函，那支47K高壓濾波電阻，PO出的圖上已經用筆改為15K；好多朋友都仍以47K來用，請您自行更正。謝謝！不少朋友也回應製作心得，大致上的情形均為1.各點高壓數值低很多：原因此機為A類工作，吃電頗巨，通常一般品質PT，用在這個電路，除壓降很大之外，也撐不了多久，而且嚴重影響聲音品質。這部機器是我的跟班，絕對高班、高段，請您安心。2.強放級兩支6L6的靜態屏流差距過大：這是一般品質OPT的毛病，另外還帶來頗為可觀的溫度(有不肖商人說有些溫度聲音才會好，真胡扯哪！)，所以高品質PP OPT價格通常昂貴且不易獲得。為了使有心製作好此部A類擴大機的朋友能夠順利取得這些高品質電感組件，包括PT x 1，Choke x 1，OPT x 2(專供A類使用的40W PP OPT)共四個一套；我特別將原設計極高品質之變壓器，提供訂製方式供應。四個一套(為保障整體品質，不考慮供應單項組件。)，每套僅酌收材料加工資，含郵費共計19500元。接單後15~20日交貨。請需要這項服務的朋友與我連繫。謝謝！
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