【HIFIDIY联合制作】我的“路遥胆石混合调压稳压WCF胆前级”制作小记

twojadupa

前言
这里提到的WCF，并非是微软的Windows Communication Foundation，也不是World Chambers Federation（世界商会联合会），而是“White cathode follower”的缩写，中文译作怀特阴极跟随器，是埃里克•怀特（Eric White）在20世纪40年代注册的一项专利的电子管电路，已有80岁高龄，但因其非常适合推动低阻抗负载而著称，至今仍被不少发烧友所喜爱。
论坛的路遥版主最近设计了一款基于WCF的电子管前级电路，采用1条12AU7和2条6DJ8电子管，指标听感俱佳而制作难度较小，制作成本也不高。随后不久，路遥又抛出一款为这个WCF前级设计的，采用低压稳压二极管的胆石混合调压稳压胆机电源。这个电源以电压调整范围宽，稳压性能优良，输出波纹低，而且调整胆选择灵活而引起众多坛友的广泛关注。这两者相配会是什么效果呢？好奇害死猫，我终于忍不住做一把小白鼠了。



备料
备料的过程乏善可陈，无外乎列清单、搜索、比较、询价、订购、待货。好在有了淘宝，足不出户就可获得所需各类元器件，唯有图中所用的6DJ8电子管，目前已无厂家生产，因此拍了两条俄国EH新产的6922暂代，但两管特性虽相近却不完全相同，需待制作时再酌情调整电路参数。
  

制板
    相对于搭棚焊来讲，我更喜欢用PCB制作胆机，在漫长的等料过程中，我分别画了前级和电源PCB，交线路板厂家打样。为了提高信噪比，两块板子均未走灯丝线，而是待制作时用双绞飞线直接焊在管座脚上。两块板上的原件除了电子管座外，均可两面安装，这样的好处是，可以在最后一分钟决定把前级做成胆管外露的还是全内置的。几天之后，PCB分别完成了打样



    绘制电源板的时候，考虑到更广的适用性，做成了双管并联的方式，日后不但可以作为前级电源，亦可为小胆机功放供电。在作为前级电源时，只需插一条电子管即可。我特意采用了大八脚管封装，可兼容6V6、6L6、5881、EL34、KT66、KT88等不同功率管，从最小插一条6V6到最大插两条KT88，可提供从100毫安到700毫安的电流，以灵活满足不同需要。

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前级板的制作和测试
    先到手的是前级板，尺寸为16*11厘米。将早已备好的电容、电阻逐一用万用表测试，无误后直接焊在板上。
    板子上的电阻均是国产1w和2w的金属模电阻，1%精度。电容也没有购买任何“发烧品”和“古董电容”，都是一些测值合格的全新普通电容。
  


    画PCB用了几个小时，改来改去又用去几个小时，而焊板子只需十几分钟就搞定了。焊好后查查各焊点没有虚焊漏焊，就准备加电测试了。
    电源变压器还没有到货，电源板也未焊好，怎么测？没关系，我有一个专门测试前级用的小电源，也是路遥设计，我找人制作的。与传统胆机所用的变压器不同，这是个小巧的开关电源，接在一个废旧的12v开关电源上，可以升压到75-225v，同时我将直流灯丝稳压也集成在上面，做前级测试电源很方便。


电路图

pcb



. 测试是在“裸奔”中进行的。笔记本电脑用的12v开关电源接升压开关电源，微调电位器使高压直流输出达到180v供给前级板，调节6.3v稳压直流给灯丝供电，测试前级板上各点电压均与原图非常接近，接上仪器简单测了一下，指标尚可，前级板制作基本成功。

电源板的制作和测试
    电源板PCB和各元器件也到了，逐一测了测没问题就开焊，由于电路极其简单，原件很少，也是几分钟就焊好了。


  


测试之前心里还是有些打鼓，众所周知，电源在胆前级中扮演的角色十分重要，再好的前级电路配以设计制作不良的电源，也难出好声音。这款电源设计思路天马行空，不循常规，很多人只是看图就对其效果持否定态度。真能达到很好的效果吗？这还需测试才能知道。
对于我这样的菜鸟来说，测试电源是要冒生命危险的，我可没胆量再裸奔了。正好手上有一个小单端功放的机箱和电源变压器，就充当电源板的测试环境了。

  


测试时，变压器次级输出交流高压实测260v，整流后直流电压：经桥式整流后，得到了353v的直流电压。通过调节电位器，空载时实测到可调压范围是93.6v-339.7v之间，真是相当惊人了。微调一下板上的电位器，将电压调节到200v进行测量，以6k欧姆10瓦电阻做负载，电压下降了2.3v，这个电压调整率是可以接受的。接上示波器，测了一下输出波纹。


我的示波器显示最大精度为每格2毫伏，实测空载和带载时输出波纹几乎完全一样，仅仅有0.5mVpp左右，如果换算成Vrms不到0.2mV了，这正是我所梦寐以求的前级电源。

最后组装
定制的电源变压器终于到了，次级高压是230v-0-230v，一组6.3v/1.25a灯丝供电源板上的调整管，一组3.15V-0-3.15V/1.2A灯丝给前级板上3条电子管供电。考虑了一下，为了好听还是先试试交流点灯吧，如果噪音大再改成直流。

拿出机箱和变压器屏蔽罩，用两块PCB摆摆位置，最终决定了这个造型。



    接下来就是最痛苦的一步：钻孔。五金加工这项工作在胆机DIY过程中的痛苦指数仅次于制作变压器。我怀着满腹牢骚，量好尺寸，画好位置钻孔。


    我不喜欢使用开孔器，大八脚管座开孔采用28毫米直径粗钻头，小九脚管座开孔使用20毫米直径钻头，使用钻头的好处是精度更高，钻后金属板毛刺更少，且钻孔过程发热很低，无需用水和油降温。


开好孔后用这种钻头来处理孔洞边缘的毛刺。

顶板开好孔，用小铜柱将两块板子固定上，变压器和牛罩装好。

接好电源与信号的输入输出，就基本完工了。再仔细检查了一下接线和焊点，确认没有问题，封装插管，完成了最终装配。








我迫不及待地接上CD机和功放试听。通电后，93db灵敏度的全频喇叭里一片寂静，把耳朵贴到喇叭上也几乎听不到噪音，可见这台前级的信噪比还是比较高的。至于听感，这是个比较主观的话题，我就不在这里堆砌华丽的词藻了，只能说我非常满意，连着听了几个小时也也不愿意关机。


调试和测试
行百里者半九十，其实做到这里，这个前级只是个半成品，还差最后一个步骤，就是测试和调试。HIFIDIY论坛教会了我追求高指标，低失真，指标越好、失真越低的机器，听感也越好。由于元件的差异，尤其是采用了6922取代了6DJ8，造成了与原图的整体差异颇大，直接后果就是使指标恶化。在前级输入端接上信号发生器，输出端接上失真仪，测得总谐波失真+噪音在0.043%左右，作为前级来讲，这个指标并不高。其中的谐波失真应该主要是二次和三次谐波，调整后还有提升的余地。


   在调整了几个电阻之后，失真仪显示总谐波失真+噪声进入了0.01%级别。这时用电脑声卡测试软件RMAA进行测试，得下了如下结果。
     
测试采用的是一块老旧的创新SB AUDIGY声卡作为本底，操作系统是winxp，测试时关掉其他程序。这个测试结果我还比较满意。

    路遥wcf前级本身的频响曲线就是低频有1db左右的增益，高频略做衰减以提升听感。这个测出的曲线与路遥原作基本吻合。直到20khz之后才开始明显衰减。事实证明，这条曲线确实是我的耳朵所喜爱的。

让我非常欣慰的是，频谱图上没有高过-90db的尖峰。右侧声道略有交流声，出现了50hz，100hz，150hz的尖峰，数值都低于-90db，这么微小的交流声在实际中也难以被耳朵听到，右侧声道非常奇怪，交流声都在-110db以下，可谓沉静如海。总体信噪比达到了-95db，超过了绝大多数的集成声卡。需要强调的是，这个信噪比是在采用交流灯丝的情况下获得的，更是难能可贵。

动态范围也很不错。

总谐波失真的结果也令我满意，尤其是右侧声道，其二次谐波为-90db，三次谐波接近-100db，而20khz内的高次谐波基本没有。使左声道谐波失真仅为0.0057%，右侧声道受-80db的二次谐波拖累，谐波失真为0.0134%，也可接受，好在三次谐波同样是-100db，不会影响听感。

互调失真也是非常小，超出我的预期。

声道分离度这个指标是我比较不满意的，追究其原因，应该是我错把10u电容当成了20u来做退偶，发现时已经焊在板上就没去改动，没想到在这里受到了报复。PCB上拆换电容是个麻烦事，实际听了一下串扰的强度还在我的“木耳”承受范围之内，还没有变成彻底的单声道，就暂且不改了。

互调失真扫频的结果数值也比较低，这条频谱线形状比较怪，并不是前级本身的问题，声卡互调扫频也是这个形状。
总的来说，这台前级的指标不错，其指标远远超出普通声卡和板载集成声卡。这一点也与我的听感相吻合。
诚然，用RMAA做前级检测，由于受到声卡本身精度的影响，绝对值并不一定十分准确，但对于无力购买昂贵仪表的DIY玩家来说，其基本符合实际的测量结果还是很有参考意义的。

点滴收获

1、        我体会到电源在前级中所扮演的角色十分重要，路遥兄设计这款电源性能确实优良。用作前级使用单管6V6足矣。在测试中发现，如果使用并管，如胆管配对不良，则略微影响信噪比。我用1条6V6时，平低噪音可达-95db，而用两条未配对管子，则下降到-93db。因此提醒各位如用并管制作功放时，需进行配对。
2、        当电源优良、走线合理、接地正确、屏蔽到位时，即使采用交流灯丝，亦可获得高信噪比。
3、        细节决定成败，最后的调试和测试至关重要，确实是指标越好，听感越佳。
4、        不要被商家忽悠，认为某某管直代某某管，叫不同名字的管往往性能参数不同，代用后一定要进行调试，有些管子之间根本无法代用。
5、        优良的电路比“发烧元件”、“补品元件”、“古董元件”更重要。尤其古董电容，一定慎用。
6、        RMAA软件是相当灵敏和比较准确的，在总谐波失真与信噪比两项上，与我的音频分析仪相对比，所测值非常接近，推荐胆友善用。


感慨
这台WCF前级的制作，前后耗时两个多月，其间倾注了不少心血，也得到了论坛不少朋友的互动支持和帮助指点。现在，看着几条管子发出的淡淡暖光，听着悠扬悦耳的音乐，心理油然而生一种满足感，这正是HIFI DIY的乐趣所在吧。

胆机爱好

我也在做这款，支持楼主，

twojadupa

漂亮！顶一个！
ljm591128 发表于 2012-11-29 21:15

谢兄弟捧场！

twojadupa

楼主，结集出版了，感谢在DIY中得到你的指导！

很喜欢WCF这个前级的声音，我用的PHILIP@EECC84来代用6DJ ...
sztat 发表于 2012-11-29 21:56

我三天打鱼两天晒网，拖拖拉拉现在才弄出来，实在惭愧。你说的管子以后我也弄两条试试。不过现在的声音我已经很满足了，哈哈！

yuren736

DIY已经达到了高一年级水平，让我们口水一地啊。

twojadupa

DIY已经达到了高一年级水平，让我们口水一地啊。
yuren736 发表于 2012-11-29 22:22

我是菜鸟，幼儿园小班水平，兄弟说的我脸红啊。。。。

探索-发现

T版好手艺，还是说说你对这机器的听感吧，我也想折腾个胆前来推石机

twojadupa

探索-发现 发表于 2014-1-15 23:53
T版好手艺，还是说说你对这机器的听感吧，我也想折腾个胆前来推石机

啊，这老贴也被你探索发现 出来了，图怎么全挂了

探索-发现

twojadupa 发表于 2014-1-16 00:40
啊，这老贴也被你探索发现 出来了，图怎么全挂了

呵呵，版规第一条呀，你对这机器感觉怎么样嘛，我还在等你的J版6550推挽PBC

qiyun2001

您好，想问一下您。用6922替代6dj8后需要调整那些电阻？

天马飞云

qiyun2001 发表于 2014-3-18 12:36
您好，想问一下您。用6922替代6dj8后需要调整那些电阻？

6922参数和6DJ8类似，6922可以工作在比6N11极限参数更高的电源电压下，因此可以直接代换6N11，6DJ8，E88CC，ECC88，7308等所有同类型管。但6DJ8有时因为工作电压高而不能直接代6922。

qiyun2001

天马飞云 发表于 2014-3-18 12:51
6922参数和6DJ8类似，6922可以工作在比6N11极限参数更高的电源电压下，因此可以直接代换6N11，6DJ8，69 ...

谢谢您

QLB191

前级+稳压电源
电源很重要。
学习了~~~

耳朵有毒

汗哒哒，前面的图全挂了哦！