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把音乐会现场搬进家里~Brook 12A放大器
左增军 / 2026-08-28
  Brook(布鲁克)公司是由一位才智过人(great mind)的林肯·沃尔什(Lincoln Walsh)先生创办于二战前后,最早可查阅到1939.7月《ELECTRONICS》杂志上的文章,高质量2A3推挽30W放大器~一套高质量无线电接收系统放大器(当时沃尔什可能就职于其他公司)。
  我们知道,经典放大器都有其设计灵魂,首先我们来看看布鲁克放大器的特点:
    For "Live" symphany reproduction用于“现场”交响乐重现;
    Stage a “Music festival” in your own Living Room在你自己的客厅里举办一场“音乐节”;
    listening fatigue reduced to a minimum听力疲劳降至最低;
    Brilliant,clear tone明亮清晰的语气;
    Better Listening更好的聆听;
    All-triode amps全三极管放大;
    Natural Harmonics自然谐波;
    布鲁克的“瞬态峰值”(transient peak)技术,使其能够处理远超 10 瓦额定功率的瞬时功率峰值,同时将失真度保持在制造商规定的恒定功率输出标准范围内。
  以上根据Brook公司各种宣传手册总结。
  沃尔什(Walsh)之前曾就职于线圈公司,并设计过雷达电源、巨像计算机(Mark II Colossus_computer)电源,布鲁克放大器所用变压器也都是自己设计生产的。
  Brook放大器走的是“群众”路线,相比麦景图等高大上品牌,布鲁克注重的是“听感”人群。著名的克利普斯号角音箱(Klipschorn)的创始人保罗·威尔伯·克利普什(Paul Wilbur Klipsch)也推荐搭配布鲁克12A放大器来推。
  诺大的Klipschorn音箱用标称10W输出功率的布鲁克12A来推?开、开什么玩笑?按照Klipsch的说法是认真的,原因请看下面解说。至于说布鲁克专为Klipschorn配套的Brook 12A-K1,也并没有什么特别的。
  Brook 12A属于单独出售的后级放大器,12A3则是包含前级整套出售的,还有Brook 10C、10C3也是这样的配置。
  似乎每个放大器品牌都是这样,比如西电、麦景图马兰士等,后级、前级分开独立,只是配套前级的电源要从后级上供应~独立的插座接口。这样的电源供应看似方便也有不便,有不少客户找我制作这样前级的独立供电盒子,以便甩开与其配套后级的绑定,灵活使用前级放大器。下图是为麦景图前级制作的前级供电盒子,还有其他几个牌子的前级都有制作过这样的独立供电部分,说明这些单独的前级依然有其生命力。
  Brook放大器创始人林肯·沃尔什(Lincoln Walsh)自己也研发了理想的扬声器系统,并于1964年申请了相干声扬声器(Coherent-sound loudspeaker)专利,此专利1969年获准。并委托扬声器制造商“欧姆声学”(Ohm Acoustics)公司开发Ohm Wals扬声器系列产品。遗憾的是,林肯·沃尔什于 1971 年去世,就在 Ohm 公司即将把这款新扬声器推向市场之前不久。
  以上宏观的介绍了Brook放大器及其相关事宜,让我们对其放大器有个全面的了解。
  大约是今年春天,有位朋友想想我打造一台Brook 12A胆机,经过多次沟通协商后,确认了打造方案:双声道合并式而非早期单声道结构,推动管6J5GT改为6SN7,因为客户手头有几款进口6SN7正好派上用场,6SN7本身就相当于2只6J5GT。功率管使用客户收藏的RCA双屏2A3,其他元件全部由我来安排。
  电路结构并不复杂,只是我比较执着,喜欢弄清楚细节,对于元件取值问个为什么这样,为什么那样,绝不会“照搬制作,出声就可”。而且有一点,我有点近视又不爱戴眼镜,又好面子。平时走路就只能低着头,因为抬头正视前面,遇见熟人不打招呼显得自己没礼貌,打招呼吧,只能走近了才知道是谁。低头走路就会用耳朵留意,听到说话打招呼的声音,基本就可以从声音判断出来是谁。还有在公园溜圈,倒走的时候基本不会扭头看路的情况,就算是快速倒走,凭路沿就可以观察路是直的还是拐弯儿,凭声音就能知道“前面”也就是自身的后面是否有障碍~当然偶尔也碰到过在路上一声不响、一动不动看手机的人,一般人走路都会发出声响的,就凭这一点倒走几圈基本没有问题~由此还吸引了几位路友像我这样倒走。这一点不仅说明我是一个细心之人,也是一个听觉灵敏度还可以的人,所以我做的胆机只要时间允许,基本都会反复对比试听多次。这部Brook 12A,我陆陆续续制作、调试、修改,用了大半年时间(前些时候刚刚交货)。一是出于客户对我的信任,还有RCA 2A3管子的珍贵,我绝不会随便制作了事。
  打造Brook 12A的几个重点:
  原机本是单声道版,采用了反向自动偏置电路(Back-Biasing),如果改为双声道合并,也需要采用双单声道设计,也就是必须是两套完整的电源设计,否则“地”回路不好处理。
  原机推动级是负载电感方式,这种形式在早期变压器材料、工艺的条件下,是一种折中、友好的方式。或许是沃尔什的谨慎,推动级并没有像同时期的麦景图那样,采用双线并绕方式的推动牛。Nothing is all good or all bad(凡事无绝对,有利亦有弊)。又或许屏极负载电感带来的优点是,因为高达300H多负载电感,在低频和动态上远胜过双线并绕的推动牛,这也是布鲁克放大器的设计灵魂~并非负载电感是灵魂。我在实际制作调试的时候,也曾经用过几种特制的推动牛与之搭配,最后还是保留了客户意愿,依然使用负载电感推动级,只是耦合电容加大到1μF(原机为两个0.1μF并联,Klipsch 12A-K1版为0.5μF),这使得输出8欧姆端在低端20Hz时依然可以获得不失真近10W的功率输出!这一点也是保罗·W·克利普什(PWK)喜欢布鲁克放大器的原因之一。
  这个负载电感的制作,也绝非简单。按照普通方式制作这个350H的电感,高频衰减厉害,只能依靠反馈来解决频宽问题。我喜欢整个放大器在“裸奔”也就是无任何负反馈的状态下,能有最好的指标才可以,而不是靠反馈等获得多么高的指标。
  重要的一点:原机那个年代,有一点交流声似乎并不很重要。对于要求较高的现代,这个似乎也可以与时俱进,残留噪音可以做到更小。原机功率管灯丝采用灯丝绕组中心抽头接地的方式。经过实验,有较大的残留噪音,因为每个2A3的灯丝不可能绝对平衡。电压放大、屏阴倒相级灯丝需要抬高电位,推动管则通过两个平衡电阻接地,比灯丝一端直接接地略好一点。直热管2A3灯丝独立出来,由单独变压器供电(双声道独立分开),加之做好双重屏蔽措施,配合灯丝平衡电位调整,全部交流灯丝,最终残留小于0.3mV/8欧姆,就算小书房来用,也不会感觉到明显交流声。
  原机第一级电压放大级阴极电阻=4.7k+130=4830Ω,此时阴极电压大约为8.5V,屏流=8.5/4830≈1.76mA。这个状态比较适合Brook 12A配套前级的输出电压幅度,也就是说这部12A放大器属于低电平放大,这样有利于信噪比和其他指标。但并不适合现代我们的应用环境,而且我不喜欢6SN7工作在偏压8.5V/1.76mA这样的状态。我这里改变阴极电阻4.7k为2.26k,此时阴极电压为5.2V,屏流为5.2/2.26+130≈2.18mA,此状态有利于听感。6SN7这个管子大家都非常熟悉,很常用的型号,电路工作状态自然了解。
  经过多次对比试听,2.26k的阴极电阻对听感的改善还是有帮助的,接下来屏阴分相级的阴极电阻也改为了2.26k。此时两级总的屏流有所增加,屏压会有所降低,但是不影响电路输出电压摆幅,失真还有所减小。我使用了较小的负反馈,这样整机增益有一定提高,在满功率输出时,输入电压为0.25V,由原来的纯后级模式变为合并机,加上音量电位器,完全可以省略前级,直接驳接大多数音源直接使用。
  关于电路第一、二级间的R6=24k、C8=0.001μF(对应于Klipschorn版本的12A-K1电路中的R29、C29)的作用,这应该是低通滤波(low-pass filter)。根据公式计算:
Cutoff Frequency fc=1/2πfRC≈6.63kHz
  也就是这一RC网络对6.63kHz以上的信号平滑的衰减,这在早期那个时代比较常用的方式。用于消除高频嘶嘶声或动态失真,消除唱片表面嘶嘶声,确保人声和主要音乐信号的清晰度。对于现代音源环境,这个完全可以取消,包括功率输出级屏-阴极之间的C16、C17(对应于Klipschorn版本的12A-K1电路中的C71、C81)都可以取消。
  关于屏阴分割倒相(plate-cathode phase inverter)电路,也称作阴极跟随(cathodyne)倒相或分负载倒相(split load phase inverter)电路,理论上屏极、阴极电阻相等,输出正、负对称信号,用以推挽功放电路。由于屏极、阴极特性不同,且本级增益约等于1,一般不能直接推动功率输出级。所以Brook 12A增加了独立的6J5GT推动级。关于屏阴分相电路的阴极电阻,有人改为31k(原机为33k),我在实际调试中使用原机参数33k,发现在10W输出功率内基本是对称的信号输出,这或许跟管子、元件参数有关,无论如何需要以实际调试为准,确保正负信号对称。
  屏阴分割倒相(plate-cathode phase inverter)电路,理论上性能没有长尾倒相(Long Tailed Pair)电路性能好且有一定的电压增益。有人说这个电路,用同样数量的管子,完全可以改为性能更好的SRPP+长尾倒相电路,以获得更好的性能。无暇不成珠,每一颗天然的珍珠都是不一样的。Brook 12A就是布鲁克,保留其固有的特性也值得。
  关于推动管,原机为两只6J5GT单三极管,我改为一只6SN7代替,无论从管子参数和实际上机调试试听,与使用6J5GT基本相同。假如您有古典情结,也不仿就使用单三极管来仿制,无关大碍。
  2A3推挽输出级,属于自动调整的固定偏压模式,也就是反向偏置(Back-Biasing),这是一种经济有效的偏压方法。“地”回路中串联电阻R17=700Ω,既充当平滑滤波,也是电流取样电阻,其上产生的电压约67V,是由单声道全部电流产生的压降,67/700≈95.7mA,也就是2A3输出级平均每个管子屏流为45mA。总电流所产生的这个67V电压经过电容滤波后连接到2A3栅极,这样输出级应该算是固定偏置。但是由于屏流变化会导致“栅偏压”变化,这也就产生自给偏压的效果,如此就是一个自动+固偏模式~也就是反向偏置(Back-Biasing)。
  这种电路虽然简单,也需要注意:平滑滤波电容C3=40μF不能随意加大,否则会增加开机充电时间,导致开机瞬间2A3因为没有负压而屏流较大~同样普通的固偏方式也需要注意这个问题,否则开机瞬间的大电流会促使功率管老化甚至损坏,这个需要引起重视,不然客户使用中经常烧管子,您可能都不知道是怎么回事。
  才智过人(great mind)的沃尔什(Walsh)先生同时期还推出了自动偏置(也称滑动偏置Sliding Bias)的Brook 10C放大器,不仅使用了推动变压器(经过拆解,并非双线并绕的,可见沃尔什先生之谨慎),还采用6J5GT阴极推动2A3,输出功率达到了30W:
  沃尔什(Walsh)先生于1940.12月在《ELECTRONICS》杂志上披露了这种自动偏压电路,他当时可能就职于一家线圈公司Magnetic Winding Co。
  非常奇妙的是,前苏联的杂志也于1940.12月也同时刊登了相同的电路,仔细看结构包括元件值都相同。只能说佩服当时科技已经很发达了。
  按照沃尔什(Walsh)先生说法,这种偏置电路首先解决了固偏电路调整偏压的弊端和麻烦,令放大器牢固可靠的运行。另外这种滑动偏置可以改变大信号状态下的推挽输出特性,从A类转变为AB类,让大信号是输出功率提高。可能也正是这种“滑动”状态,令听感上变得不满意,以至于后来人们对Brook 10C的不满,直到今天,很多人也并不接受。
  我自己也曾经对自动固偏电路做了很多尝试,用现代电子元件,PCB版做了一些,主要目的就是为了解决固偏的麻烦,但最终也是以失败而告终,大信号带来的交调失真无法解决~这个几年前我已经谈到过。
  接下来敲黑板,聊聊Brook12A放大器的重点:关于布鲁克的“瞬态峰值”(transient peak)技术,可能很多人不以为然,认为这只是沃尔什(Walsh)的一种宣传用词,而且在电路也找不到哪个元件就是瞬态峰值(transient peak)技术。原文说:瞬态峰值(transient peak)技术,使其能够处理远超 10 瓦额定功率的瞬时功率峰值,同时将失真度保持在制造商规定的恒定功率输出标准范围内。瞬态峰值(transient peak)并非指某个元件、部分电路,这是一个整体设计理念(我前文所说的胆机的设计灵魂),是整个电路的调教技术。首先一点,Klipsch音箱的开发者克利普什(PWK)就喜欢并且推荐用Brook 12A来推,其根本就是这个问题。如今的我们都知道,论输出功率,胆机远比石机小,论失真,胆机也无法与石机比。那么为什么就喜欢听胆机呢?我前面文章也有提到过,我做的3.5W的2A3单端,与一位DIY烧友制作的845单端,一起来对比试听,推动的还是B&W的老款801,在场的几位(包括DIY 845单端的机主)一致认为2A3的实际推力胜过845单端。可能很多人都不跟我一般见识,只认为我“吹吹牛”,我倒是希望你能真的在现场或者有机会来听听。我们平时静下来聆听好音乐的时候并不需要太大功率,有2-3W就够了,只是,音乐信号并非连续的测试信号,小信号输出3W,大信号来了瞬时输出8-9W以上,那么就会显得放大器的动态充足。我做的845单管单端,胜过某些845并管单端,这也是不争的事实,很多年前发烧友都有共识。
  这是我测试瞬时输出大信号的测试波形,从幅度上可以看出来,2A3放大电路的大小信号幅度调制比大约为4倍多,瞬时大信号输出完美,基本可以确认动态余量足够,这样的放大器听起来会鲜活很多,正常聆听音量不需要很大,但是大信号来了就会完美的出来,这样的胆机听很久也不会出现“听觉疲劳(listening fatigue)”。通过这种瞬态波形也完全可以了解整机的瞬态特性,互调特性,包括反馈特性。Mastery Beyond the Tool(工具只是载体,认知才是关键)
  如今的功放增加了一项指标:动态余量(Dynamic headroom),不知道你是否有留意到。这个指标与布鲁克的瞬态峰值”(transient peak)是一个概念,只是现在给予量化了,比如动态余量=3dB,那么说明这个放大器可以瞬时输出一倍于标称功率,比如标称功率为10W,其动态余量为3dB,那么就可以瞬时可测得输出20W的功率,并且,失真指标相差不多。有些放大器标称动态余量比较大,但如果这是为了指标大而大,这就失去了动态余量的意义(失真或听感恶化)。有很多听友就很讨厌这样的放大器,就认为动态余量(Dynamic headroom)越大的放大器听感越差~实则不然。《道德经》:天下皆知美之为美,斯恶已。皆知善之为善,斯不善已
  所以说,我喜欢自然而然能达到的最好的境界,而不是刻意而为来达到的最大值。为无为,而无不治。中医理念是,头痛了是什么引起的,找到根源合理调治。西医则是头痛医头,止疼片、去痛片甚至抗生素上去果然症状很快减轻,但是头痛的根源还在,日后难免还有头痛。胆机电路也是一样,比如频宽不够,那么就要找出问题出在哪里解决那里,而不是加反馈轻松解决。
  古人认为:驴肉、马肉都可以吃,但骡子肉不能吃。为啥?骡子可是驴、马相交的结晶啊。古人没有今人“科学”,不知道具体原因,但是却能观察总结经验,年月日甚至时都是古人用“规律”(也就是今天的大数据)总结生成的。现代人认为这些老话都是迷信,管它什么肉呢,便宜就行,能吃就行,又吃不死。还有一句老话:桃养人,杏伤人,李子树下埋死人,你知道这其中的道理吗?你会在意吗?
  扯远了,接着聊Brook 12A,下面贴出来简单测试结果,在开环状态下测得整机频宽、相位曲线如下:
  方波特性:
  FFT谐波分析:
  看待一件事,站在不同位置、不同角度会有相差很多的看法,比如说,比我岁数大的会称呼我小左,岁数小的则喊我老左。我还是我,但会有不同的标签,这很正常。我喜欢动手,喜欢实操,喜欢有根有据,喜欢有据可查。无论对待电路或是生活,我喜欢观察、倾听、分辨细节,不会只看事务表面现象,比如平时喝水,往杯子里倒水的时候,不用去看,只听声音就能知道杯子里的水加到什么位置,加满与否,这是个人习惯,至于你怎么看那不是你的事情。
  好了今天先到这里,这里给大家一个问题,欢迎大家在下面留言交流:请大家说说,Brook 12A电路中推动的阴极电阻上并联的电容C5的作用,用与不用对电路有什么帮助?期待您的留言交流。
对了还有,大家留意一下文章第一图,也就是Brook最早的放大器电路,6J5GT+6A5G单端推2A3推挽电路,这里推动管是6A5G,此管类似直热管6A3、6B4G,但又有别。因为6A5G的阴极是在直热灯丝外加阴极套管,然后连接到灯丝的中心点在引出作为阴极。这是一个“跨界”三极管,有别于旁热管,也不是纯粹直热管,优点是交流声非常低,缺点是制作非常困难,以至于很多电子管厂都不能制作,只能从Sylvania拿货然后贴牌。下一期我将给大家详细介绍这只管,以及最早的单、双屏甚至3屏的2A3及其相关的6B4G、6A3等详细信息。

 

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