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2021年12月10日

【音響駭客】QUAD型300B/2A3-單端輸出純A類單聲道擴大機(9瓦300B膽機)

單端輸出純A類單聲道擴大機一對$40,380元台幣,不含真空管。

歡迎自備真空管,其他強放管、驅動管、整流管亦可指定。

本機QUAD型300B或2A3單端輸出純A類單聲道擴大機,可提供下列真空管,價格如下:

•強放管(功率管)300B or 2A3 一對$4,200元台幣。

•整流管 274B               一對$1,600元台幣。

•推動管 6C45 5842 EC86     一對$2,400台幣。

    Mono(單聲道),左右聲道完全獨立,所呈現的舞台前、後、左、右的方位感和分布的空間感與層次感;音場的空間感、透明度和清晰度,非一般立體擴大機可比擬的。







  追求擴大機的最高境界-八點要求:(1)單聲道 (2)單端 (3)直熱三極管 (4)純A類 (5)無負回授 (6)真空管整流 (7)使用最少零件 (8)不並聯再加上:(A)7N單結晶純銀線 (B)平衡式抗流圈設計 (C)超級電容器

  什麼是理想的擴大機?辦音響雜誌二十幾年,見過與聽過與「拆過」的擴大機不計其數,各家雖各有千秋,但都離我 的理想相差太遠,沒有一台符合我的要求的。

  什麼是我心目中最理想的擴大機呢?大Power?大電流?或是全平衡輸出的擴大機﹖當然都不是。

  據我所知,擴大機的音質與輸出功率永遠是互相矛盾,其實很多事物也都一樣,魚與熊掌是很難兼得的,不是嗎?要好音質的擴大機,就不能兼有高輸出功率,因此唯有使用高效率喇叭,才能使用小功率的擴大機,獲得好音質。

  為什麼輸出功率高就難獲得好音質呢?因為要使擴大機的輸出功率大,就必需採用推挽電路,或並聯電路,但推挽電路或並聯電路卻是造成聲音不好聽最大的因素。

  為什麼呢?我們知道所謂的「推挽電路」,是硬把一個完整的訊號,一分為二,成為上半波與下半波兩個波形,然後將這上下波分別由二個不同的放大器去放大,最後到輸出級再把這分離的上下波「接合」起來,成為一個完整的訊號。

  試想這二組放大器的性能怎麼會一模一樣,而到最後的輸出又怎麼會將這上、下二個訊號「接合」的那麼完美,聲音又怎麼會好?

  而並聯的情形也有點類似,並聯多個晶体或真空管,每一個晶体或真空管的特性也不可能完全一樣,使用多個晶体或真空管並聯只會產生複雜的相位差,使得聲音粗糙與聚焦不準。

  既然輸出功率與音質不可兼得,那又該怎麼辦呢?還是句老話,只有用高效率的喇叭一途,高效率的喇叭,只需要一點點的功率,就能推出宏大的音量,因此就可以使用單端且不並聯的擴大機,而不必使用推挽或並聯的擴大機,也因此就較能夠獲得好音質!

  那我又為什麼更不要採用最近音響界甚為流行的「平衡輸入與輸出」的擴大機呢?我在「玩盡Altec A5」一開始也曾經提到過:「平衡式訊號傳送的目的,只是為了錄音室或公眾廣播的用途,因為錄音室或大眾廣播系統用的訊號線經常長達數十尺甚至百尺以上,太長的訊號線不但會產生音頻漏失,而且還會感染到雜訊,所以才需要設計平衡式的擴大機來抵消雜訊。」

  平衡式的擴大機需用雙倍材料不談,若要設計出上下兩個放大器的特性完全一樣就比登天還要困難,其道理與「推挽放大」一樣,因為所謂的平衡電路就是由頭至尾的全推挽電路。

  再者,實際上在一般家庭使用的訊號線都很短,很少有超過三公尺的,其實即使用六、七公尺的訊號線也不會產生聲音退化或感染雜音的,又為什麼非平衡不可呢?

  不論是真空管或電晶体都可以用單端來設計,但目前我暫時先考慮真空管。

  其實我心目中最理想的真空管擴大機要件與許多要求極致的音響玩家都差不多,就是「單端」、「純A類」、「直熱三極管」、「無負回授」、「MONO」、「真空管整流」 六項,再加上我自己悟出的「絕不並聯」與「使用最少零件」共計八項,此之為「張八點」。

一,單端:

  單端就是英文"Single Ended"之意,簡稱「SE」,例如300Bse,最後面的"se"就是代表「單端」 的意思,也就是只用單支真空管做放大電路之意,有的真空管雖然表面看起來是一支,但內部卻有兩支,如果做成推挽電路,就不能稱為單端,也有的單端用兩支以上的真空管,但採用的是單端並聯的方式,稱為「單端並聯」,英文簡稱"PS",除了單端之外,就是「推挽」,英文簡稱"PP",如果是「並聯推挽」,英文稱為"PPP"。

  為什麼非要單端不可呢﹖剛才已經提到過,推挽式擴大機必需要有倒相電路,要知設計再好的倒相電路都不可能輸出完全對稱的波形,因此經過推挽級輸出的波形也絕不會對稱。而單端設計擴大機裡是沒有倒相電路的,不會有不對稱的問題。

  第二個原因是我們目前的測試儀器只能做靜態的測試,而不能做動態的測試,因此只能測試二次元的東西,而不能測試出三次元的東西,實際上推挽電路在動態的工作中,其輸出的波形起始點總會有提前或落後的情形,這是現階段的儀器尚無法測試到的相位差,但是人耳卻對相位差是非常靈敏的,只要有一點點的相位差,就可察覺到。

  而單端設計的輸出波形沒有相位差的問題,這也是為什麼單端擴大機聽起來較為順暢悅耳的主要原因,只要比較推挽與單端的聲音就可證明。

  再一個原因就是推挽電路會大幅抵消二次諧波失真,正由於如此,因而更突顯出奇次諧波失真來。

  我們知道樂器的泛音以二次諧波所佔的比例最大,如果我們刻意降低擴大機的二次諧波,因而突顯出高次諧波,與原來樂器諧波的比例不同,那麼重播的聲音又怎麼會像原來樂器的聲音?

二、直熱三極管:

  玩真空管的朋友都知道三極管的內阻比四極或五極管低,線性也較佳,但卻不知道為什麼一定非直熱式的三極管不可。

  其實道理很簡單,原因有二,一是直熱式的三極管其陰極即絲極,而旁熱式的三極管陰極與絲極是分開的,因此直熱式的三極管少掉了一個極,也就是說,少了一個會渲染聲音的零件;二是直熱式的真空管通常都是較早期的真空管,而較早期真空管製造品質比較後期的高,故障率非常低,而且那個時代的作風也較保守,公佈的特性都有保留,在使用時往往超出規格也不會損壞,較保守的規格也代表較具有信賴度,可以使用很久,我曾經測試過幾種已經使用很久的古老舊管子,結果特性都很接近新管子。

三、純A類:

為什麼要純A類?

  我們知道放大器在放大一個基本波的時候,希望其放大後所輸出的波形除了與輸入波形完全一樣之外,還希望因放大而產生的諧波失真也盡可能低。

  我們也知道前級擴大機的放大電路都是A類的設計,而後級擴大機裡的輸入級與驅動級也大多都是工作於A類,而只有在輸出級,才會有 A類、B類與AB類等不同的放大方式。

  A類放大工作於真空管或晶体特性曲線的線性部份,因此引起的電壓或電流變化是完全與輸入波形吻合,因此不但其波形失真極低,且其輸出的諧波成份也較為單純,主要是較低階的二次與三次諧波失真。

  而B類放大是由兩支或以上的真空管或晶体交替工作的,在小訊號時,會工作於特性曲線的彎曲部份,因此輸出波形會產生不連續的缺口,引起時間提前或落後的現象,也就是交越失真,其輸出波形不是連續的,且其諧波失真含有較高階的奇數諧波失真,也就會產生多次諧波所組成的方波,而這些高階諧波與音樂沒有任何關聯的,因此聲音會特別刺耳難聽。

  單端設計的擴大機都是A類放大的設計,而只有在推挽電路中才有A類、B類與AB類的設計。

  AB類放大的工作點設在A類與B類之間,雖然失真不高,但終究還是推挽電路,在實際的動態工作中,還是會有時差的問題與抵消二次諧波的問題。

  那麼既然A類放大的失真較低,卻為什麼大多數的擴大機都採用B類或AB類的放大方式呢?

  原因是A類放大的效率太低,大約只有20%的程度,所以必需損失80%左右的功率。想要有10W的輸出功率,其電源供應就需要50W左右的功率消耗,白白浪費了40W的功率。但B類放大的效率卻可高達75%左右,平白就比A類多出3至10倍的輸出功率(後者系對單端而言)。至於AB類放大的效率是介於A類與B類之間。

  輸出功率大的目的是為了能驅動效率低的喇叭,因而犧牲了音質,但是如果我們用高效率的喇叭,才有資格使用輸出功率雖小,但音質卻佳的單端A類擴大機。

四、無負回授:

  負回授的優點相信玩音響的同好們都知道的,負回授可以拓寬頻率響應,可以降低放大器的失真,可以固定增益,可以降低輸出阻抗,提高SN比等多項優點......等,好處實在太多了,因此廠製的擴大機幾乎沒有不採用負回授電路的, 採用負回授可使得各項特性規格的數據都大大地提高,也使得機器更好賣,甚至有些音響玩家們還以為失真愈低就代表性能愈好,因此,有人說負回授是擴大機的萬靈丹。

  但是內行的人都知道,負回授的負作用更大,負回授會造成時間延遲的現象,因為負回授是把已經放大過的輸出訊號一部份,回送到輸入端去,因此會造成時間延遲的問題,因此負回授的聲音總會比較霧,聲音不自然,比較呆,以及聲音不夠鮮活 等等。

  我以前裝過許多擴大機,有單端的,也有推挽的,根據我的經驗,如果推挽擴大機不加負回授,聲音就會粗,因此一定要加上些負回授,聲音才會細。但是我裝的單端擴大機,即使不加負回授,聲音還是很細緻,這就代表了推挽擴大機一定有不對勁的地方。

  其實負回授除了由尾至頭的總負回授之外,還有級間本身的負回授,像是把陰極旁路電容器拿掉,形成電流負回授之類的,但是也有另一種負回授往往沒有被人注意到,那就是Cathode Follow電路與SRPP電路,這兩種電路實際上也是一種負回授的電路。

  我們曾經做過許多次的實驗,使用Cathode Follow電路的聲音總是會有霧,雖然它的輸出阻抗較低,頻率響應較寬,失真也較低,但這個電路終究是100%的負回授,會嚴重影響音質,而SRPP的電路實際上上半支真空管也是個Cathode Follow 電路,聲音還是會模糊,雖然影響的程度沒有Cathode Follow電路來的高。

  我們的PS-2真空管電源穩壓器原來也使用負回授,後來也改為無負回授的PS-3聲音更活潑,自然。

  像是Audio Note的擴大機也強調不使用負回授,但是他們卻採用 有一半負回授的SRPP電路,似乎是有點矛盾。如果再翻翻其他的原裝管機或台裝管機的機器,裡面採用Cathode Follow 或SRPP電路的不可謂之少。

不管您使用的是進口管機,或是台裝管機,可對不起了,我可是實話實說。

  如果您曾裝過Oboe的前級的話,可以試試Cathode Follow與SRPP電路的比較,在Oboe的印刷電路板上是可以分別安裝這兩種不同的電路的,如果您又懂一點技巧的話,也可以將第二級改為單管的電路,這樣,這三種電路您都可以在這塊電路板上試試看,聽聽這三種電路的聲音差別,就會同意我的說法了。

  但不可否認的是,負回授除了上述的優點之外,還有可以固定放大器增益的功能,因此不加負回授的電路,一定要使用誤差極低的主動與被動零件,尤其是真空管,一定要配對,找到一對增益完全一樣的,否則兩個聲道的增益就會不一樣。

五、真空管整流:

  這是我從改裝 Oboe 前級所獲得的經驗,使用晶体二極体來整流,聲音會比較瘦,比較緊,比較薄,比較沒有韻,比較不像真正現場樂器的聲音。

  如果您不服氣,請您把您的真空管機改用真空管整流試試看,或者把您覺得最好聽的整流二極体帶來我這裡,與我的整流管做一比較。

六、使用最少零件:

  您知道失真有多少種嗎﹖不下於上百種!那有那麼多的失真﹖就是有。

  我們知道每一個零件都各有各自的音色,因此在擴大機中多用一個零件,就會多出一個零件 音色,也就是多一道的音染,因此除非不得已,我是不會多使用任何一個多餘的零件的。

  不相信您試試看,在擴大機上每多加上一個零件,就會多出一個聲音,不管您加的零件是主動零件或被動零件,也不管您的零件是加在訊號通路上或電源電路上,只要多加一個零件,就會多出一種聲音,如果您的擴大機用上百個的零件,那豈非有上百種不同的失真?

  因此,每多加一級放大、每多加一個零件,就會每多加一項失真,多一次扭曲、多一次渲染。

  另外一個原因,就是多一個零件,就會產生一個高頻傍路作用,愈少的零件,對高頻傍路的作用就愈低,就愈能獲得較寬的頻率響應,以及良好的穩定性,因此除非沒有這個零件就不能工作,就不要使用這個零件。

  根據我的經驗,使用的零件愈少,聲音就愈純,就愈像原來音樂的聲音。

  所以我要盡可能把擴大機設計得愈簡單愈好,使用的零件更要愈少愈好。

  但是使用最少的零件也是必需要有先決要考慮的 因素,就是增益夠不夠。很多人都以為CD直入後級擴大機的聲音比較純,就用之,但是出來的聲音往往聲音偏薄,偏尖,偏冷,還不知道是什麼原因,其實原因很簡單,就是CD直入的增益不夠,因此CD直入到後級必要條件之一是後級擴大機的增益要高,條件之二是喇叭的效率要高,或者兩者都是,如果條件不符合的話,則將會因增益不夠而使得聲音偏薄,聲音偏瘦,聲音較尖或較冷,因此如果您也想使用最少的零件的話,千萬要注意上述的條件。

  因此,如果您的喇叭效率不夠高,或是擴大機的增益不夠高,就必需要使用前級擴大機,而不要盲目地去追求CD直入。

七、不並聯:

  不但真空管 等主動零件不要並聯,而且其他所有被動零件也都不要並聯,甚至包括配線,也絕對不採用多芯線。

  不可否認,用真空管並聯可以增大輸出功率,可以降低輸出阻抗,可以增加驅動力;用電容器並聯可以增大電容量,可以把漣波濾得更乾淨;用電阻並連可以增加電阻的耐功率,也可以獲得想要的阻值;用喇叭並聯可以增加輸出的音壓,可以提高效率等等。

  但是並聯卻也會造成兩個零件或多個零件特性的差異情形,使得聲音較為模糊,低頻較為膨賬,高頻化不開,中頻聚焦不準,細節少,有霧,以及發聲順序不一致的情形,所以我從來就不會喜歡真空管並聯或喇叭並聯的器材,甚至電路裡有電容器並聯或電阻並聯的我都不喜歡,這也是為什麼我一定要自己裝機器,而不用現成擴大機的最主要原因。

  張駿哲兄剛裝好他的300B擴大機時,曾拿到我這裡來聽,我見他用兩支整流管並聯,就問他為什麼要用兩支整流管來並聯,他說這樣可以增加電源 供電的容裕度,我馬上拔掉一支請他聽聽看,結果他自己都不相信聲音馬上就清楚很多,自此他也永不用並聯。

  所以實際的聆聽實驗是玩音響與裝機的寶典,想當然的理論,如果不去加以實際比較,往往聲音不好還不知是什麼原因。

  玩音響的朋友幾乎都知道擴大機輸出功率的大小與勁道成正比,而卻又與音質成反比,這種矛盾是很難破解的,唯一破解之道就是使用 較高效率的喇叭,因為只有較高效率的喇叭才不需要高功率的擴大機。但是偏偏高效率喇叭的成本太高,因此市面上效率高的喇叭就較少之又少,也因此就不得不非得用輸出功率高的擴大機不可,要輸出功率大,就不得不用並聯真空管或晶体的方法來增加輸出功率,並聯的愈多,輸出功率就愈大,音質就愈差,這也是為什麼同廠牌的高價位擴大機,音質反而不如低價位的最大原因。

八、MONO:(單聲道機器)

  提到Mono的設計,就不得不提到我在很久以前所發生的故事,事情是這樣的:大約二十幾年前,我常替 人裝擴大機,那時我裝的機器都是立体聲的,並且都使用穩壓電路來使聲音更清楚,以及立体分離度更好,因為穩壓電路可以使級與級之間的電源互串情況降低,當然兩個聲道之間的電源互串情形也大幅降低。

  有一天,我同時為兩位同好裝好了兩台完全一樣的前級,經過儀器測試與實際的聆聽,一切都正常,正準備關機睡覺,突然靈機一動,想此時有兩台一模一樣的前級,何不將兩台前級一起使用,一台當左聲道,另一台當右聲道,看看聲音有會 怎麼樣?

  說做就做,那時還流行唱頭,我就把唱頭的輸出分別接在兩台立体的前級上,結果聲音一出來當場就嚇了一跳,聲音比單一台前級的聲音好太多了!怎麼會差別那麼大?用兩台前級的聲音比僅用一台立体前級的聲音透明、乾淨、更有層次、細節更多、音像更鮮明...,簡直是差太多了!

  從這次的實驗之後,我就立志我將來要為自己裝的擴大機,一定要Mono Mono的,不管是左右聲道分裝兩個機箱,或是將兩個獨立的聲道裝在一個機箱上。

  上面說的話,您要是不信,我勸您一定要試一試,聽聽看是不是正如我說的﹖假如您正好也有兩台一模一樣的立体聲前級或後級。

>>> 超好聽的祕辛 >>>

1. 直熱三極管單端輸出。

2. 純A類放大,無交越失真,音色真實。

3. 無負回授,無壓抑感,無暫態失真。

4. 真空管整流,聲音有韻,有慢啟動功能,能延長真空管壽命。

5. 採用平衡式雙抗流圈濾波,低音平順自然。

6. 採用自動偏壓設計,音色較為溫暖,且無需調整偏壓。

7. 使用最少零件,音色渲染極低。

8. 全機採用手工搭棚配線,比印刷電路板的音色好多了。

9. 全機採用無鉛銀焊錫( 5% 銀與95%錫)。

10. 1.5mm不繡鋼機箱,聲音密度高,音質高貴。

音響駭客老闆張文俠facebook【FB】

音響駭客試聽室



音響駭客【官網】

音響駭客QUAD-7型單聲道MONO擴大機 (300B、2A3、45...) $40,380元(不含真空管)網購(運費另加)【露天網購】

謝謝收看

2021年12月9日

300B最高價賣多少?原裝一對4萬2千,也有店家賣1962年份要18萬/一對

 台灣有店面音響店家,賣300B、274B各一對各要價18萬台幣: 

•1962年52週生產老Western Electric 300B 印字$18萬/一對。

•老Western Electric 274B 刻字$18萬/一對。

•店家說:只有各一對😭😭東西只會越來越少,買一對就少一對,不會跌價,只會漲價,國外行情年年再漲🤦‍♂️高單價稅金年年調漲🤦‍♂️成本越來越高🤦‍♂️別懷疑早晚會破20萬👍有喜歡 歡迎來電洽談。

店家商品300B:



店家商品274B:





☆Western Electric原廠資料:

•300B直熱式三極管,1939年二戰時在美國WE工廠生產,照片中的300B是1962年52週大約是12月生產。

•274B膽機電源部分零件整流管,現今是橋式整流二極體,做交流電變直流,1933年在美國WE工廠手工生產。

•WE 1933到1948年生產各種真空管【原廠資料pdf檔】

☆原裝一對台幣4萬2千【WE 300B開箱】

☆也有音響迷買到WE出廠300B兩對(4支)價格美金3,099元(約台幣8萬九仟元)。



謝謝收看

2021年12月3日

300B膽機的輸出管不能設計成並聯功率放大

•題目如上圖↑↑ 

1.1個燈泡12瓦,兩支燈泡是幾瓦?

2.假設有二支300B真空管都擁有12瓦的輸出功率能力,把兩支300B並聯作功率輸出能有幾瓦?

•先解釋第1題,兩支12瓦燈泡並聯是幾瓦?12W/12V=1A,12V/1A=12Ω(1個燈泡12瓦內電阻),12Ω//12Ω=6Ω(兩支燈泡並聯內電阻值),12W乘以12W除以6Ω(燈泡並聯內阻)=24瓦←第1題兩支燈泡是幾瓦解答。

•解釋第2題,兩支300B並聯作功率輸出能有幾瓦?膽機專家說,第1題=24W。第2題300B真空管靜態直流消耗16W,喇叭沒輸出功率。

•第2題以理想條件思考,假設一支管子輸出12W,那麼兩支管子並聯輸出多少功率?理想條件下會是24W,要電源能輸出24W。但必須是b+電源能提供足夠電流,輸出變壓器阻抗與真空管內阻能互相匹配,這條件下不會是使用同一個輸出變壓器。

謝謝收看

2021年12月2日

WE 300B開箱,全新WE原裝配對1499美元/一對台幣4萬2千

   相信台灣許多樂迷都收到了WE"原廠"復刻的WE300B,全新WE 300B原廠配對售價台幣4萬2千,似乎很少看到分享文,不知道是滿意的孤芳自賞美樂,還是私下遺憾終身呢?簡單的分享開箱。

  開箱還看到居然附送一件T恤,他也算是幫忙防震,另外還看到"箱底"還有貼紙,把"WE"運用到極致。繼續開盒一層又一層,誇張的是盒子裡除300B外,佈滿了品牌形象的紙卡、表格、說明書甚至還有"回郵",封口貼紙還做2種,貼紙還有QR code,這種疲勞轟炸行銷方式還真像"對岸貨"?



▼還送一件T恤,應是防止寄運途中的振動、亂摔。 



▼WE原廠木盒封裝 



▼裡面裝的紙盒樣式沒變 



▼箱底WesternElectric貼紙 



▼封口貼紙有古典氣息 



▼貼紙還有印QR code 



▼另一端不同貼紙 



▼滿滿的各種紙卡 


  把舊的300B和新的做對比,揭露神秘面紗,上e-Tracer測試,比對實際上過電的靜態參數和出廠值的差異,結果還滿接近。雖然過關,但比起當年WE的標稱值, 靜態偏流算是偏低了一點不到53mA,正常應該是在55mA~60mA之間,所以想到這4萬2千價位就有點小失望!

▼新舊紙盒比對



▼新舊真空管比對



▼近距離比對 



▼實際e-Tracer過電測試與出廠值比對 



  以下照片是整體特性曲線掃描並模擬6W下的失真,簡單看曲線的線性還不錯,右下區可看到電流截止線超過500V,表示高壓漏電數據也還不錯。至於3.5K歐姆負載線下,模擬6W失真勉強在4%以下,這還是拼命拉高靜態電流到77mA才達到,這水準與對岸的高級300B差不多,又是讓人失望的地方!

▼實際上過電的靜態參數和出廠數值的比對



▼模擬動態失真參數設定



  最後試聽,插上用了兩年的機器,開聲覺得不錯!高音很細緻、低音也有力、中頻是強項更沒疑問,把各類音樂試一輪算是中規中矩,不知道是否有花大錢的自我安慰心理因素?看著管頂發出美麗(昂貴)的紫色光環,想想從寫email下訂到收到貨剛好滿3年,花了時間和金錢,雖然不是騙局,到底是買甚麼?可能是古人的WE情懷吧!

上機試聽



最美麗的紫色光環 



謝謝收看

2020年9月7日

由300B真空管十個問題來解讀為何玩家迷戀西電300B三極管

轉載自"音響論壇雜誌371期",作者:音響論壇編輯部。

本文將為你介紹:

一、300B的起源。

二、300B的工作方式。

三、為何300B被發燒友喜愛。

四、300B是否值得去玩。

早己停產的WE 300B真空管二手行情甚至不斷攀升,成為Hi End音響產業最昂貴的放大元件!

  在Hi End音響領域,始終有一小群玩家著迷於單端直熱式三極管擴大機的獨特魅力。一般音響迷可能難以理解這些玩家的心態,因為此類單端管機的輸出功率通常很小,可搭配的喇叭很有限,適合播放的音樂類型更是很不全面。雖然在線路架構上,單端直熱管機的確有其獨到之處,直熱式三極管的設計雖然古老,但卻是結構最簡潔的真空管型態,理論上音樂訊號的放大最為直接。單端放大架構具備純A類全波放大特性,可以免除推挽放大的交越失真與相位誤差。極簡線路則適合搭配無負回授線路,進一步降低音樂信號的相位失真。

  從300B的歷史背景與技術特性,探究300B身為直熱式三極管的特殊之處,以及300B單端管機的優勢與限制。

  這是三極真空管的基本結構,位在核心的燈絲 (Heater)加熱包在燈絲外圍的陰極(Cathode)釋放游離電子,電子穿過網狀的柵極(Grid),奔向最外圍施加正電壓的屏極 (Anode)。

《一》何謂三極管?

  三極管可說是真空管的最基本型態,所謂的「三極」,代表真空管內部有三個「極」。 這三個極分別是燈絲陰極( Cathode)、柵極(Grid),以及屏極( Plate或Anode)。燈絲陰極通常位於真空管的中心,屏極通常位柵極則位在陰極與屏極之間,通常是由螺旋狀的細線圈構成。

  三極管的三個極如何工作?首先,當燈絲被加熱後,燈絲上的電子就會游離而出,散步在真空的玻璃管中。此時如果我們在屏極接上正電壓,游離電子就會受到吸引力而奔向屏極。至於柵欄的作用,就類似控制電子流量的“水龍頭”,當我們在柵極接上音樂信號,讓柵極的電壓隨著音樂信號而改變,真空管的電子流量就會隨著改變,成為音樂信號放大的元件。

  為什麼真空管內部必須是真空狀態的呢?為了消除電子與空氣分子相撞而產生的阻力,提高電子放射與傳送的效率。

西電WE 300B

《二》既然有三極管,是不是也有二極管呢? 

  真空管的源頭,最早可以追溯到愛迪生。1880年,愛迪生在他開發的燈泡中多放了一個電極,還放了一些箔片,結果發現當這個電極接上負電時燈泡內的箔片竟然會翻騰漂浮,愛迪生當時並不知道這個現象的原理。一直到 1901年,歐文:理查森才發現這是電子激發所造成,並且以這個定律獲得1928年諾貝爾物理獎。

  1904年,發明電磁學右手法則的弗萊明發明了二極管,通常作為整流管使用。1906年Lee De Forest博士成功研發出三極管,才引領世界進入電話通訊與無線電放大時代,在人類的科技發展史上有著劃時代的重要意義與成就。

美國Manley Neo-Classic 300B RC 

《三》三極管與四極管、五極管又有何差異?

  三極管有寄生電容過大、輸出阻抗太高  、效率不佳等問題,所以後來進化為四極管與五極管等型態。四極管在三極管的控制冊極之外,增加了簾柵極,用於降低控制柵極與屏極之間的電容。五極管又增加一個抑制柵極,進一步降低屏、柵極之間的電容。

  雖然五極管的特性更好,但是三極管也有內阻較低、線性較佳、構造簡化等優點,所以至今依然受到許多管機玩家喜愛。不過真空管設計不能只看管子,整體線路的搭配也很重要,只要線路設計與元件使用得當,不論三極管或五極管擴大機都可以發出好聲。

《四》什麼叫做直熱式三極管?

  所謂「直熱式」,代表燈絲與陰極合一,當燈絲加熱,電子就從燈絲直接釋放,300B就是直熱式三極管的代表型號。這種設計的缺點是容易直接受到燈絲電壓與溫度變化而影響特性。燈絲由交流供電時,還容易感染交流哼聲。所以後來衍生出「旁熱式」結構,將燈絲與陰極獨立設置,燈絲負責加熱陰極,游離電子則從獨立的陰極釋放。

圖左是直熱式三極管的基本結構,燈絲與陰極合一,圖右則為旁熱式三極管,燈絲與陰極獨立設置

  旁熱式真空管的陰極體積與儲熱量都遠大於燈絲,所以受到燈絲溫度變化的影響較低,工作穩定度比直熱式高。但是有一派玩家認為直熱式比旁熱式少了一個會污染聲音的結構,音質可以更為純淨。除此之外,旁熱式因為是間接加熱,所以開機後需要等待一段時間,真空管的工作溫度才會達到理想狀態。

瑞士NAGRA 300B

《五》除了300B之外,還有其他直熱式三極管嗎?

  直熱式三極管其實有許多選擇,比較知名的型號中,輸出功率比 300B低的有71A (0.7瓦)、 VT25 ( 1.5瓦)、 45/245 (1.5~2瓦)、 2A3 (3.5瓦)、 PX4 (4瓦)、 50 (4.5瓦)。輸出功率比300B高的有211 (20瓦)、845 (25瓦)。還有輸出功率更高的發射管如GM70 ( 30瓦)、 805 (40瓦)、810(50瓦)等等。

《六》既然有推力更強的直熱式三極管,為何300B仍是單端膽機的最愛?

  在上述直熱式三極管中,輸出功率比 300B低者,的確有不少管子的音質比300B更甜美迷人,但是推力實在有限,只適合搭配靈敏度超高的號角喇叭。輸出功率比300B高者,雖然喇叭驅動能力強上許多,但是動輒超過1,000V的屏極電壓,在線路設計與裂造上,難度與成本都高出許多。相較之下,單端 300B管機的8瓦輸出功率,只要聆聽空間不要太大,搭配靈敏度90dB以上的喇叭,就能得到頗為全面的表現。它的屏極電壓適中,內阻特性與輸出變壓器也能取得較好的匹配。所以在音質、推力、價格、線路等因素綜合考量之下,300B的確是最適合作為單端放大設計的直熱式三極管。

美國Cary 300B

《七》只有WE300B才能展現300B的真正聲音韻味?

  300B是西電Western Electric公司在1938年所開發製造的真空管,所以 WE 300B的確是300B的元祖,不過影響300B單端管機聲音表現的因素非常多,從工作點的設定,到輸出變壓器的設計.使用真空管或晶體整流、燈絲採用直流或交流供電,到元件用料與配線佈局,每一個環節都會影響 300B單端管機的最終聲音表現。

  簡單的說,300B單端管機的線路雖然簡單,但是卻能敏銳的在聲音表現上反映出線路設計上的細微差異。300B真空管雖然很重要,但是其他環節的搭配也有很大的影響。當年WE製造的Model 91或86等。300B管機雖然是參考標準,卻不是唯一代表300B的聲音。如何呈現300B的風味,端視各家設計者的音樂品味與調音偏好而定。

《八》300B膽機的聲底濃厚,但是速度偏慢?

  事實上剛好相反,我曾經探訪過許多管機廠家,一致的觀念是,真空管的反應速度其實比晶體放大元件還快。為什麼?因為真空管中的電子隨時處於游離狀態,所以可以立即依據音樂訊號的變化而反應。真正設計得當的管機,聲底其實是極其透明,而且反應速度極快的。

  美國地下音響雜誌「Sound Practices (美聲實作)」主編Joe Roberts還曾說過,300B因為結構簡單,比輸出功率較大的五極管更能直接反應音樂訊號的瞬時變化,只要搭配靈敏度夠高的喇叭,一樣可以展現充足的動態。有的300B單端管機聲音的確較為溫暖舒緩,原因之一可能是設計的調音偏好,原因之二也可能是喇叭靈敏度太低,300B單端管機根本控制不住,聽起來就會有速度遲緩慢拖的感受。

《九》300B管機的喇叭端子常見4歐姆與8歐姆輸出兩種,該如何選擇使用?

  一般喇叭的原廠標示阻抗通常只是平均值,不一定代表喇叭在實際重播音樂時的阻抗變化狀態,所以到底適合接在4歐姆或8歐姆喇叭輸出端子?最好的辦法是實際聆聽,根據AudioNote的建議,只要聽感上全頻段最為均衡,動態表現最好的,就是最適合的連接的喇叭輸出阻抗。接到不正確的端子會不會傷到喇叭或擴大機呢?對於具備輸出變壓器的管機而言,不論接哪一個喇叭輸出都不會出問題,無需擔心接錯喇叭端子。

英國Audio note Quest 300B

《十》300B的使用壽命有多長?

  真空管的確是壽命有限的元件,不過大多數真空管只要品管良好,通常都很耐用。許多時候,真空管損壞並不是管子本身的問題,而是工作點設定的太高,或是變壓器與濾波電容出了問題。除此之外,300B因為是直熱式設計,燈絲在高溫狀態下變得較為脆弱,此時不宜移動或碰撞膽機,否則燈絲可能會因此斷裂。

  根據資料,300B在正常狀況下,使用時間可以長達40000個小時,假設一天開機聆聽四小時,可以使用超過27年之久,當然,這是理想狀態下。如果以一對WE 300B二手行情台幣10萬元計算(折合人民幣大概23000元),聆聽一小時成本只要2.5元(折合人民幣大概0.5元),稱的上是很划算的投資了。


  隨著使用時間的增加,真空管的特性會慢慢退化,不過老實說,這個過程十分緩慢,聽感上不太容易察覺,所以也不需要太過擔心。一般而言,真空管壽命將盡時,高音清晰度會變得較差,推力也會變弱。如果你察覺到這些跡象,代表真空管真的老了。

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