簡約主義的極至 – GainClone 後級裝機報告
2009-05-15 20:16
http://prbstech.myweb./Poweramplifier/GainClone/GainClone-1.htm
圖說 本次 DIY 的藍本，47 LAB 的 GAINCARD，那個圓筒狀的東西不是火箭筒，是它的分離式電源供應器。
緣起
在構思起草這篇裝機報告之前，突然想起流傳在音響 DIYer 間的一句話：搞音響 DIY 不是自己手癢，就是結交損友。現在回頭來看這句話，剛入門的我符合前半句，現在的我再玩 DIY，完全是結交損友所致 （哈哈！某大不要打我）。 話說某日夜訪內湖某大，席間一位任職於電子流通業的燒友，他幫某台大教授維修音響，主角就是 47 LAB 的 GAINCARD，該仁兄侃侃而談那位教授原本用廠製機 Aleph 2，聽過 GAINCARD 後，就把 Aleph 2 連夜賣掉換成 GAINCARD，在了解 GAINCARD 的眾多諸元後，當場我很不以為然，但為了風度，也不便表示什麼！只是心底犯嘀咕：騙肖仔~牙籤比臘腸？？（哈哈！請眾讀者勿做過度聯想）
一切本也如過眼雲煙，事後我也就忘了，這時某大開始發揮他最佳損友兼水鬼（拖人下水）的最高功力 – 由他負責搞機箱。就這麼…..我又淪陷了，唉！要怪只能怪自己意志不堅….，還好！最後的結果是相當甜美的。
線路架構與零件選用
圖說 SK3875 線路及腳位圖，非常簡潔的線路，含 OP，一聲道只要 9 個（甚至 7 個）零件便能工作。 我們先來看一下原廠對 GAINCARD 的特性描述：
- World's smallest number of parts - 9 parts per channel (excluding attenuators)
- World's shortest signal pass length - 32 mm (including the length of parts)
- World's shortest NFB loop length - 9 mm (including the length of the resistor)
- World's smallest filter/capacitor - 1000μF (50W version - 2200μF)
- Powerful voltage regulation with high capacity transformer - 170 VA cut-core transformer with individual coils.
- Dual mono construction with each channel in a separate chassis.
- Rigid and compact aluminum chassis construction to release vibrations smoothly.
- Separate 12-position attenuators for each channel.
- Can be up-graded into a pair of complete mono amplifiers by adding another Model 4700 Power Humpty.
原廠的 GAINCARD 內裡長什麼樣我沒看過，但由它的特性描述，可歸納出幾個重點：
1. 電源供應器與放大電路分離，這點讓它少了些干擾，聲底更乾淨。
2. 最短路徑，包含訊號路徑 32mm 及迴授路徑 9mm，訊號路徑 32mm 在我看來，只是一個銷售話術，因為從訊源出來的任何一條訊號線都遠大於此數據，但迴授路徑 9mm 倒是一個很好的概念，這好像小學體育課上的折返跑，距離短，定時能折返之次數便多了。
3. 所有零件以零件腳搭棚組合，濾波電容直接接在 OP 3、5 腳上，瞬間提供所需電源，反應速度快。
4. 簡單就是美，1 顆 OP，兩顆濾波電容， 1 顆迴授電容及 3 根電阻就可工作，當然，實際上 OP 電路本身並不簡單，簡單的是外在電路，用最簡單的電路，減少不必要的干擾和音染，讓 OP 發揮它最佳狀態，這就是簡約主義的極至。
我們再來看一下線路，主角是 SK3875，原廠 GAINCARD 使用的 OP 是 LM3875， LM3875 是 NS 開發的，SK3875 是 Sanken 製造的 clone 版，至於是 SK3875 特性比較好，還是 LM3875 比較好？因為雖然能找到 LM3875 的資料，但搜遍網路，都無法找到 SK3875 的 Data Sheet，所以實在無從比起，那為什麼我選擇 K3875？理由很簡單，因為 SK3875 只有 5 隻腳，搭棚施工比較容易，但 SK3875 已停產，不大容易找到，我的這 2 顆，還是某大在台中電子街幫我找到的，讀者若實在找不到，用 LM3875 也無妨，搞不好特性更好，若怕不好施工，不妨把沒用的 Pin 腳剪掉。LM3875 這顆 OP，若只用一句話來評價是 – 中規中矩。
從輸入端看起，R1 22K 是輸入阻抗匹配電阻，這顆電阻從 0K ~ 100K 都可以，有人說提高輸入阻抗可提高 S/N 比，對聲音有幫助，所以有人建議用 100K，這倒是見仁見智，我用的是 47.5K。
R2 1K 接地與 R3 20K 構成的就是一個迴授線路，後級 Gain=R2+R3/R2，大約 20 倍左右的增益用在這個線路是適合的，電阻的選用對音色也有影響，我選用的是德國 Draloric 電阻 0.1% 誤差，這顆電阻的特色是聲音華麗有質感。
C1 220uF 是迴授電容，這顆迴授電容對聲音影響甚巨，得選擇好一點的品種，我選用的是 ELNA SILMIC ARS 系列 220uF/50V。
C2 及 C3 事實上是併在濾波電容上的金屬皮膜電容，用以改善高頻響應，我選用的是 Rifa 426 0.15uF 的 PP 電容，濾波電容我選用 Panasonic 2200uF/50V 的，這顆濾波電容對聲音影響甚巨，在試裝的過程中，某大曾選用 Nichicon 2200uF/50V，所得結果是音場前衝，樂器型體不對，高中低頻不平衡，切莫輕忽此顆電容之選用。全機沒多少零件，可以想像的是，成本非常低，特別適合因 DIY 快跟另一半翻臉的人製作，哈哈！
搭棚施工與裝箱
有些 DIYer 對電路搭棚視為畏途，事實上，電路搭棚是很容易方便的施工方式，只要事先做好規劃，施工時小心，上電前仔細檢查，成功率是非常高的，OK！我們不囉嗦，看圖說故事比較快。
將 PP 電容先併在濾波電容上，兩顆濾波電容以熱融膠黏合， 濾波電容一端 +- 短路為 G，另一端
做為提供 OP 之正負電源。
將 OP 之1、2、4 腳上折 90 度，供電之 3、5 腳拉開，以利後續施工。
在施工程序上，先焊上供應 OP 電源的電源線，再焊上 OP 3、5腳，之後再架上迴授電容，注意，
迴授電容一端接地，剛好利用零件腳，聯結濾波電容 +- 端形成 G。
R1 輸入緩衝電阻，一端接 OP Pin 1，另一端接地。
R3 迴授電阻，橫跨 OP 2、4 腳。
最後焊上迴授線路對地的 R2， R2 另一端接迴授電容。
完成搭起，這麼簡單就能工作，而且聲音超好，你相信嗎？
最後鎖在散熱片上，並焊上訊號線 in（綠色）， Output（藍色）及地線（白色）
裝箱，內部線路佈置（在製作SK3875時，忘了拍內部圖片，這是 LM675，但內部接線一模一樣，
，頂一下）比較需一提的是，Ground 是從電源箱 Ground → Speaker 負端 → 濾波電容 Ground，這樣
的排列，只是為了方便施工及縮短接線， 通常 Ground 的佈線有 Star及 Bus 等多種方式，不同的
Ground 佈線方式對聲音有無影響？肯定有影響，大家不妨多試試幾種方式（細心的網友可能會發
現，咦？迴授電容怎麼不見了？答案是，搞 LM675 時，我是採取無迴授電容的放大電路）
完成組合，這機箱是否非常有質感，不要懷疑，成本約 NT500 左右。
背板端子， RCA in， Speaker out， 6pin 的大端子是電源供應的轉接端子。
分離式電源
分離式電源是另一個製作重點，在著手進行 GainClone 製作的同時，我手頭上另外有兩個後級 Project 在進行，分別是 AC&DC 小金鋼 - 3 後級、Nelson Pass Zen V5，若再加上 Aleph 5， A60….等，大家有無發現共同點是什麼？對了，是它們的工作電壓需求都是正負 35V，於是，在我腦海裡構想著，既然都是相同的工作電壓，電源分離對放大電路來說，對聲音的影響絕對是正面的，若再發燒些，在濾波電容間加上 Choke，豈不對聲音有更正面的幫助?而花費只要一份，基於這樣的認知，加上手上剛好有一對製作 ProAc R2.5 Clone 剩下的分音器箱子，便給它廢物利用，改成分離式電源箱。
材料的選用上，首先是變壓器，35V 的目標工作電壓，若考慮加上負載及 Choke 所產生的壓降，變壓器次級用 27V，經雙橋整流後約有 38V，應該綽綽有餘，那電流呢？以 60W 後級共用電源為目標，工作電壓為 35V，所以電流應該是 60/35=1.7A，考慮到損耗等因素，加上 10% 的餘裕應該非常足夠，所以 1.7X1.1=1.87A，那 1.87A 便足夠了嗎?那當然不！那些 High-End 大廠在設計純 A 類後級的變壓器，都還會乘上 4~8 倍的參數，以確保能餵飽這些大食客，既是 DIY，那當然要夠發燒，所以我採用 8 倍的參數，因此，1.87X8=14.96A，所以最後我訂了次級為 27-0/7A 4 組的變壓器， 計 756VA 的能量，提供給兩聲道使用，這個算法是我自己推估的，應該有正式的算法，網友們可在討論區提出。濾波電容用 Kendeil 10，000/50V，橋式整流子用 Motorola 25A，Choke 用 Solen 2mH/16AWG 品種，施工方式如下圖一目了然，不再贅述。
電源供應箱全覽，箱體是製作ProAc R2.5 Clone剩下的分音器箱子，鋼琴烤漆，還不錯看。
LM675 線路及腳位圖，與 SK3875 不同處是沒有迴授電容，為無迴授電容放大電路。
在進行 SK3875 施工時，原本考慮到要將迴授電容拿掉，因為看過很多相關文件，都說無迴授電容放大電路的聲音比較好？無奈 SK3875 若拿掉迴授電容，輸出直流約在 150mV ~ 180mV 之間，雖然還在安全範圍內，但說什麼也沒那個膽把喇叭接上去聽，果然是無膽匪類，上了 40 歲的男人只剩一張嘴。
以 LM675 為 GainClone 的 OP 可就不同了，拿掉迴授電容，施工完成測試時，輸出直流只在約 30 ~ 40mV，那是一點也沒什麼好擔心的，喇叭線一接，美妙的聲音就流洩而出....
基本上，LM675 的施工與 SK3875 的施工雷同，唯 LM675 是 TO-220 包裝，塊頭比 SK3875 小一號，Pin 腳曲折又特別脆弱，施工時請以對帶小老婆的溫柔一樣，憐香惜玉一點，不過經過巧思，竟然讓我裝出路逕更短的搭棚方式，不必多說，看圖便知。
LM675 線路及腳位圖，與 SK3875 不同處是沒有迴授電容，為無迴授電容放大電路。 華山論劍
報告至此，也差不多近尾聲了，眾讀者最關心的，莫過於 – 聲音到底如何？本來我不該在篇尾論聲的，一來聲音好壞本就是主觀的，二來，在篇尾論聲，豈不老王賣瓜？只是已在版上答應美國的孫兄，後來又一想，我又沒賣瓜，何來瓜田李下之嫌？加上認識我的朋友都應該知道，我一向本著良知，向來直話直說，所以，若有某大一直要拿機器來讓我論聲，得要有心裡準備，哈哈！
在這兒，要先插撥幾條小插曲，當我的 SK3875 及 LM675 完工時，當然是到處拿出去獻寶，最不量力的是去挑戰戴兄的 C5（編註：Dynaudio Confidence 5），SK3875 還差點越級挑戰成功，最後栽在南非國歌，當大動態的鼓聲一出，哈哈！下課了，低頻有破聲，應該是 OP 內的保護線路，在大動態的電流輸出下，抑制電流量的輸出。LM675 則更不用說了，一般的 vocal 都過不了關。不過，這不表示 SK3875 及 LM675 不行，也不表示 LM675 劣於 SK3875，只能說 C5 86dB 及 4 歐姆的阻抗，確實非一般擴大機可料理的好的。因為在 Pengzy 兄那兒，LM675 還把 ProAc R2.5 Clone 推到爆棚，Pengzy 兄用的還是 V6.2 版的分音器，那個版本比原廠版本效率低，也更難推。大抵來說，8 歐姆阻抗，效率 88dB 以上的喇叭，GainClone 應該都可以推的不錯。
最後，要華山論劍之前，先把配角的角色說明一下。
訊源：Sony XA-7ES CD-Player
前級：廠機 Marantz 7C 配 TFK 12AX7 Tube
後級：GainClone SK3875 版及 GainClone LM675 版
Interconnect：DIY OCC 純銀線
Speaker Cable：MIT2 Bi-Wire Speaker Cable
-比較 CD：民歌蔡琴 XRCD 版 LM675 無迴授電容放大電路
本次華山論劍的比較軟體，民歌蔡琴 XRCD 版。
可能有網友會說：兩台都是你自己 DIY 的機器，那有什麼好比的。哈哈！我這是學周伯通的左右搏擊之術，管他左手或右手贏了，都不傷和氣，OK！茲將比較結果論述如下。
我用來比較的曲目是第八首 – 渡口，為什麼只選這一首，因為這一首高中低頻兼具，鼓聲、二胡、吉他、小提琴及人聲都有，實在很適合用來測試器材，聽太多首反而讓印象混淆，曲目一開始是大鼓，這個鼓聲不只要潛的下去，鼓皮要有彈性，最重要的是空氣感，鼓聲要有在空氣中迴盪的感覺，在這裡，SK3875 及 LM675 都表現的很好，SK3875 的 punch 稍佳，接下來是曲目第9秒開始的吉他，要能表現出撥弦的質感，高音部要有晶瑩剔透的感覺，在這裡兩台機器都算有中上程度的表現，另一個重點是吉他連串全場，夾雜在鼓聲人聲及各種樂器中，要能清晰的定位出來，在這兒，兩台機器的定位及解析力都不錯，LM675 的質感較佳，聲音較細緻，但 SK3875 定位較佳，我猜是因為 SK3875 的控制力較佳所致。跟著吉他聲一起的是人聲，這個曲目蔡琴的人聲比較陽剛，兩台機器都表現的中規中矩，不過，人聲部份一向是 LM675 的強項，我另外聽了 Lorrain Lawson 的 Quite Nights 專輯，Lorrain 那慵懶帶點煽情的聲音，真是表現的絲絲入扣....，OK！回到渡口來，曲目來到 1 分零 9 秒時，全曲的另一個重點 – 二胡上場，雖然二胡只有短短幾秒，確有畫龍點睛之妙，這裡的二胡除了擦弦的質感外，還要一份光澤，在這兒 SK3875 表現較佳。
整體印象，SK3875 及 LM675 都有聲音甜美，解析好，定位佳，動態反應速度快及空氣感的優點，細部上則各有優劣，若真要分出些差別。
SK3875 優勢之處
控制力較佳，各頻段都收放自如。
LM675優勢之處
音色柔美細緻，高頻柔順不刮耳。
我各人是比較喜歡 SK3875 的總體表現，但若你偏愛小品、室內樂及人聲，LM675 是不錯的選擇。
結論
總體來說，GainClone 是相當值得玩的，因為製作簡單成本低，能從中獲取極大的樂趣，網上也還有一堆 Enhance 的玩法，例如橋接及前端穩壓等，吃遍大餐的你，是否也該換換清粥小菜？保證你有全新的另一番感受。
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