自制电子管耳机放大器-----Headphone Amplifier

郑 生林 《音响技术》 2000年09期

在公共场合中，我们常可以见到一些追星族或音乐迷用随身听欣赏音乐，他们头戴耳机在喧闹的环境中旁若无人，怡然自得地陶醉于音乐中。但你可知道还有一类更专业的耳机在发烧界大显神通。它们有德国森海塞尔580等多款耳机、奥地利AKG K141和240、德国拜亚动力DT831、931等等。这类耳机多为专业录音监听而设计，所以技术指标非常出色，频响宽阔、平直，动态极为宏大，失真特别低，因而能特别精确、客观地重放各种音乐信号。另外耳机不像音箱那样受箱体、振膜质量、分频、相位、摆位等等因素的影响，克服了外来因素对声音的干扰。就音质而言没有任何一种音箱能与其相比，这一点已经得到了音乐及音响界的公认。

但是这类专业耳机阻抗普遍比较高(300Ω-600Ω)，虽然功率放大器上设有耳机输出插座，但是大多数是通过一个约300Ω的电阻将功率放大器输出端子和耳机插座进行简单的连接，这样是为了防止从功放输出过高的电压，以免产生过载，但是这个300Ωl电阻所产生的负载效应将使声音变得浑浊不清，音质严重恶化。一般CD机的耳机输出，多数生产厂使用一片运算放大器来设计一个很简单的输出电路，这对于音质至上的发烧友来说是不能接受的。
因此为了满足高阻抗及高推动电压的要求，唯一解决的办法是设计一个专用的耳机放大器。本文介绍的这款耳机功放为了使初学者一装就能够成功，因此电路设计极为简单，免去繁琐的调试，是一款性能极佳的OTL电子管耳机放大器。
有人要问为什么使用电子管？因为它有以下优点：(一)电子管线性优秀、稳定，工作电压高，输出幅度大，不易产生削波。(二)工作稳定，由于电子管是在灯丝加热状态下工作，故电子管内部工作温度通常在400℃以上，自然环境温度的变化远在胆管工作温度之下，无论春夏秋冬胆管工作都是稳定的，不受环境温度的影响。所以诸如恒流、稳压、保护都可以不要，这正符合高保真的原则――简洁至上。

具体的电路是：第一级放大选用12AU7作SRPP即并联调整推挽放大电路，该电路的优点是输入阻抗高，输出阻抗低，电路相移小，频响平直，最大特点是失真随频率的升高而降低。作电压放大的两个三极管V1、V2采用串联式直流供电，每只管子担负一半的电源电压，但对于交流信号它们是并联的，上面管子的屏极是交流地电位，其输入信号取自下面管子的屏极，上面的管子又由阴极输出，这样这两只管子就变成并联工作了。因为选用12AU7这种电子管，它输入范围宽、放大倍数适中，跨导也不算高，所以特别适合以CD为主流的音源，并且兼顾了音乐感和保真度，也较适合在开环电路中使用，因该电路没有大环路负反馈，只有管子自身的局部负反馈，因而电路比较稳定，不存在信号相移。线性和瞬态非常理想。第二级是6N6双三极管并联阴级跟随器，它与第一级输出端直接耦合，既有良好的匹配，也使元件减到最少，同时又减少了耦合电容带来的音染。末级输出是阴极耦合型电路，电路设计简单，便于调整，虽然其貌不扬，但性能极佳。这种OTL阴极输出电路取消了一直困扰电子管功率放大器的拦路虎――音频输出变压器，从而扩宽了频响，减少了相移，降低了失真，增加了分析力。本电子管耳机放大器还可以通过一个双刀开关将输出信号切换到线路输出，这时又是一台很出色的电子管前级放大器，为您的音响器材升级，一机两用。

电源的品质绝对不能忽视，因为电子管音频功率放大器实际上就是一台音频信号换能器。铁芯最好选用EI型。这种铁芯虽然比环型、R型铁芯漏磁大，但实验证明这种铁芯最靓音。我采用的是150WE1型日本进口高硅铁芯，舌宽35mm，叠厚52mm，初级用Φ0．62漆包线绕660匝，次级高压用Φ0．38漆包线绕690匝，灯丝用Φ1．3漆包线绕20匝，初级与次级之间一定要加静电隔离层，电源线要用粗一点的三芯护套线。电子管耳机放大器外壳接地点一定要牢固并接人大地，业余制作也要符合国家电业标准，同时对提高整机信噪比有利。高压电源供给采用晶体管桥式整流，然后经阻流圈和电解电容组成的丌型平滑滤波器，将平稳的高压电源供给耳机功放使用。电解电容可采用好的晶牌并且在“+”“―”极上并联一个CBB电容，这样可以提高中高音分析力。电子管灯丝采用晶体管桥式整流经电容滤波供给，并通过一只50kΩ的电阻接在160V左右的高压电路上，使灯丝电位提高，这样作的目的一是提高整机信噪比，二是降低灯丝与阴级之间的电压，保护电子管以免被击穿。经过这些严格措施处理的电源，使本电子管耳机放大器的信噪比特别高。当切断信号源将音量电位器开到最大也听不到丝毫交流声。

有了简洁的线路，再选用上乘的元器件，便可以为制作出靓声的耳机功放打下坚实的基础。12AU7可选用长沙曙光牌，也可以选用日本货，当然还是西欧品牌最好，尤其是Mu11ard的ECC82它的声音最顺滑。6N6可选用北京产6N6J或6N6T，有条件可选用E182CC。6N6屏极长，阴极发射面积大，因之屏极电流较大，因为它是专门为阴极输出器设计的，所以它推动能力强。电阻可选用进口金属膜电阻，也可以选用国产大红袍金属膜电阻，但功率一定要有余量，因为6N6阴极输出电流大(双管可达50多mA)阴极电位高达150V，此电阻应选15W-20W的电阻，但线绕电阻有电感，影响音质，因此用10个2W 27kΩ电阻并联组成，这10个电阻可焊在一个自制的线路板上。输出耦合电容是关系到音乐品质的元件，一定要用上乘的产品，有条件的要用补品，还须并联CBB电容，电容耐压要选用350V以上的以保护耳机。

机壳的选择有二种，一种是全封闭型，用旧OK功放机等改装，另一种是半裸露型，电子管和变压器阻流圈在上面，样子非常好看，材料可用铜板、铝板、不锈钢或铁板，用铁板需特别注意，因为铁板属于导磁材料，变压器铁芯与底盘要有一定距离，或垫上一些隔磁材料。
试听结果：
第1组：马兰士63SE
自制电子管耳机功放线路输出
晶体管后级
音箱杜希2．1
用本电子管耳机放大器线路输出切换原来的晶体管前级，首先感觉动态增大，低音变得有弹性，中音甜美圆润，高音纤细，显得比从前更耐听。
第2组：马兰士63SE
自制电子管耳机放大器线路输出
813单管甲类放大器
音箱杜希2．3
用本电子管耳机放大器线路输出切换原来6N8P胆前级，首先感觉分析力大增，音乐信号多了许多细节，声音变厚、变暖、变甜，人声变得非常亲切，真是百听不厌，不想关机。据分析原来胆前级有6N6阴极输出，所以输出阻抗还不算低，增加6N6阴极输出后使阻抗降到50Ω左右，且6N6电流大，放大信号十分从容。后来看到一杂志报导说：“有些名牌CD机能输出高电平信号，可以不需要前级而直驳功率放大器，这些CD机输出阻抗一般都能做到50Ω左右。看来该电子管放大器有20分贝的增益和比较低的输出阻抗在整个音响系统所起的作用是不可低估的。
最后本电子管耳机放大器用德国森海塞尔HD580试听，音色温暖、音质自然优美、高音纤细顺滑，中音丰满厚润、低音松驰舒畅、量感丰富而柔和，花两千多元买付耳机，再作一台电子管耳机放大器，就能享受到三、四万元音响器材的效果，这就是您最超值的选择，这时您就可以戴上耳机，打开您辛勤劳动的成果，接上信号源，就可以享受那美丽、动听的音乐了。