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热门对管的新选择


音响技术

聆听天籁之音
喜欢春天,也喜欢秋天,因为
那里有花、有雨,也有落叶;喜欢 日本声音,也喜欢欧美之声,因为 那里有东芝管,也有安森美管——

—— 热门对管的新选择
连 华

们。根据厂方提供的特性曲线图 (可下载官方的 PDF 文件)来看, 该对管的线性一般,h 的范围太 大(55~160),配对性较差,而 且小电流和大电流时放大倍数有
FE

不能及时导出。在大电流情况下 该管性能会进一步变差,容易损 坏,应该使用多对管子并联,以减 小每对管子的工作电流。 2.仙童 FJL4315/FJL4215 一提到美国的晶体管,仙童三 极管的出货量是很大的(仅次于安 森美),是比较典型的美国管。早 在 20 世纪 90 年代,仙童便推出多 对大功率音频对管,如2SC4468/ 2SA1695、2SC5200/2SA1943,它 们以物超所值的形象在 21 世纪初 风靡一时,但不知何故这几年渐渐 销声匿迹。据说FJL4315/FJL4215

这就是发烧带给我们的无穷乐趣。 听过了东芝管、三垦管的日 本声,许多发烧友肯定更想比较 试听欧美管的声音。当然,这又是 鱼与熊掌的选择,幸好这一次的 结果不算很复杂。 本次试听比较的对管分别是
东芝的老牌 2SC5200/2SA1943、

很大变化,如图 2 所示。同时,其 线性和离散性也较差,这无疑增 加了配对难度和成本,必须从大 量的管子中去挑选才行。另外,东 芝管的封装形式是TO-3PBL,体 积相对TO-3P较大,但实际的耗 散功率只有150W,其芯片的热阻 较大、散热能力较差,导热到散热 器的时间相对滞后,管芯内温度

仙童的新贵FJL4315/FJL4215和 安森美的经典 N J W 3 2 8 1 / N J W 1 3 0 2 、N J W 0 2 8 1 / N J W 0 3 0 2 、N J W 2 1 1 9 4 / NJW21193。这些管子都是去年 从汕头原音那里邮购来的,不疑
有假,因此评测也变得更有趣味。

一、性能参数
本次选择比较的 5 种对管每
种各使用4对,其外观如图1所示。 将它们应用于音频功率放大器时,

我们通常只关心其中常用的一部 分指标,在此将这些指标归类整 理后列于表1。在这些主要参数指 标中,有关指标介绍和对管选择 可参考本刊近两年“音响技术”栏 目中对一些中、大功率管的评测 内容,这里不再赘述,本文只就一 些应用问题略作简介。 1.东芝 2SC5200/2SA1943 这对管子在发烧友中的口碑 相当不错,面世的时间也特长,平 时大家俗称的“东芝管”就是它
图 1 5 种对管的外形

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是 专 门 针 对 仙 童 原 先 型 号 2SC5200/2SA1943 的改良品,从 汕头原音的资料介绍中得知厂方 在去年年中才将该管正式推向市 场。其封装形式是 TO-264,但与 东芝的 TO-3PBL 是一模一样的 (从图1中也可清楚地看出),只不
过各自的称呼不同而已,两者也可 2SC5200 2SA1943

完全替代。从表 1 的参数来看,它 的参数与上面的东芝管差不多,只 是电流稍小。但看过其特性曲线 图后发现,其放大倍数的线性比 东芝管优秀得多,特别是大电流时 的增益线性度(h -I 曲线)也 要比东芝管好一些,如图 3 所示。 3 .安森美 N J W 3 2 8 1 / NJW1302
FE C

FJL4315

FJL4215

对于安森美半导体这个品牌, 可能一些发烧友会比较陌生,但 说到摩托罗拉就熟悉了。其实安 森美半导体的前身就是摩托罗拉 的半导体元件事业部,1999 年从 摩托罗拉分立出来单独上市而组 建成为安森美半导体公司。 安森美晶体管的品质是典型 的美国管品质,其电压和电流的裕 量较大, 即使短时过载也不易损 坏。这次评测的安森美管的功率 除 NJW0281/NJW0302 是 150W 外,其他都可达到 200W。它们的 外形尺寸比东芝管和仙童管都小, 是标准的TO-3P封装形式。与日 本的三垦管一样,安森美管主要 采用削薄芯片厚度、加大芯片四 周散热金属、优化内部结构、降低

NJW3281

NJW1302

NJW21194 图 2 4 种对管的 h 曲线簇
FE

NJW21193

表 1 NPN 型号 2SC5200
FJL4315

几种大功率三极管对管的参数 I /A 1.5 1.5 1.5 1.5 5
B

PNP 型号 2SA1943
FJL4215

NJW3281
NJW0281

NJW21194

NJW1302 NJW0302 NJW21193

U /V 230 230 250 250 250
CEO

I /A 15 13 15 15 16
C

P /W 150 150 200 150 200
D

U /V 0.4~3 0.4~3 0.4~0.6 最大 1.0 最大 1.4
CES

h 50~160 50~160 75~150 75~150 20~80
FE

f /MHz 30 30 30 30 4
T

C /pF 200/360 200/360 600 400 500
OB

封装 TO-3PBL TO-264 TO-3P TO-3P TO-3P

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管子的热阻等手段来增加耗散功 率、延长寿命,并提高管子的耐损 坏率。从图 2 的 h 放大倍数曲线 簇和图 3 的增益线性度曲线中能 够明显看出安森美的管子要好一
FE

2SC5200

2SA1943

些。虽说其电流是15A,但瞬时最 高可以输出 25A 以上的电流,比 日本产的大功率管要高很多。其 型号中的后缀名如带 G 字(如 NJW3281G/NJW1302G)则是无 铅(Pb-free)的环保产品,引脚和 后面的金属衬板发白,不易氧化, 焊接也十分方便。 4 .安森美 N J W 0 2 8 1 / NJW0302

FJL4315

FJL4215

这是安森美为音频功放专门 开发的大功率管,其增益线性度是 最高等级的,从数据看也有理由相 信它的音质是极佳的。这对管子 相互之间的配对性能非常出色,一 致性很好,比较容易配对,U 的 线性度也很优秀。安森美功率管
BE

NJW3281

NJW1302

的h 范围相对较小(75~150),方 便配对。图 4 是 N J W 0 2 8 1 / NJW0302 典型的增益分布图,实
FE

际使用时即便不配对,问题也不是 很大。由于100mA~5A之间的线 性相当均匀,因此该管能提供精确 再现的输入信号,同时增益较高, 使输出信号有了更高的放大比率。 5 .安森美 N J W 2 1 1 9 4 /
NJW0281 NJW0302

NJW21193 这对功率管的 S O A (S a f e Operating Area,安全工作区域) 范围最大,如图 5 所示(选择 5 种 对管中的 NPN 管画出曲线,PNP 管与之相同)。因此,其过载能力 也应该是最强的(瞬时最高可以 输出30A以上的电流),不容易损 坏,可靠性极高。这对管子的线性

NJW21194 图 3

NJW21193 5 种对管的增益线性度曲线

很好,其h 放大倍数曲线簇是几 对管子中最佳的,从图2中可以清
FE

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楚地看到这一点,同时其增益线 性度(h -I 曲线)也相当不错。
FE C

唯一不足的就是这对管子的 f 较 低,否则就十全十美了。
T

二、波形比较
测试和比较时,笔者使用了 前几年根据Audiolab 8000P电路 改进仿制的功放,电路如图 6 所
典型的增益分布

图 4

示,大部分的晶体管都使用美国 三极管。制作时取原来电路的精 华,只是将末级的大功率管连接 成了标准的射极跟随器形式(即 三段达林顿电路),同时取消了整 机的直流伺服电路。 电路虽然复杂,但将结构理 清后,实际上还是相当简单的。输 入的第一级是由场效应管组成的 差分放大器,其负载由 Q 1 0 2 ~
图 5 5 种 NPN 管的 SOA 曲线

Q105组成的威尔逊电流镜像电路 来提高镜像输出电流的稳定性,

图 6

测试所用的功放电路

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并增大动态输出电阻。第二级是
由 Q106、Q107 组成的差分放大 器,下面的Q108~Q110是其电流 镜像电路。本机的主要增益来自 于第三级,它是由Q111、Q112组 成 的 典 型 集 电 极 放 大 器 , 与 Q113、Q114 共同构成 Cascode 电 路,以提高放大器在高频时的线 性。Q117~Q124是末级功率管并 联的三段达林顿电路,能够驱动

路,波形变化太快(芯片太热), 稳定性很差。权衡再三,只能用 20kHz 的方波进行测试比较。 图7是接8?纯电阻的20kHz 方波波形。它们的差别实际上很 小,基本看不出,经仔细辨析才勉 强 看 出 东 芝 管 和 安 森 美 的 NJW21194/NJW21193上升顶角 稍圆。 图 8 是在 8 ?假负载上并联 0.22?F电容的20kHz方波变形。 这 次 很 明 显 是 安 森 美 的 NJW21194/NJW21193 较差,理 由很简单,毕竟其f 相对其他4对 管子要低。最稳定的要数安森美 的 另 外 两 对 管 子 , 其 中 以 NJW3281/NJW1302 最佳。
T

得稍差。 图 10 是在 8 ?假负载上并联 1?F电容的20kHz方波波形。结 果也差不多,也是 NJW21194/ NJW21193 和仙童管稍差,看来 仙童管的 f 特性在大电流时还比 不上东芝管。
T

三、试听结果
听音分两段进行,先用B&W 的801音箱进行试听,以测试其大 动态时的声音表现,特别是低频 潜力。由于这5对管子在声音细节 上的差别较小,因此再用森海塞 尔 HD-650 耳机仔细辨别,以区 分它们的音质和音色。CD唱机使 用 Vimak(威马)的 DT-600,其 在电源部分下了很大工夫,音质 极佳。选择的CD唱片各种音乐风 格都有,流行和古典一应俱全,以

市面上大部分音箱。
接上 8 ? /200W 的电阻假负 载即可进行测试比较。由于1kHz

的正弦波和方波看不出什么变化, 因此改成 10kHz 测试,但仍然看 不出变化。接着用 50kHz 方波观 察,有一些很小的区别,但在满功 率(130W/ 声道)测试时,大功 率管发热太快,而且在8?上并联 电容时 20kHz 以上高频相当于短

图 9 是在 8 ?假负载上并联 0.47?F电容的20kHz方波波形。 结果相差不大,但这次仙童管显

2SC5200/2SA1943

FJL4315/FJL4215

NJW3281/NJW1302

NJW0281/NJW0302

NJW21194/NJW21193

图 7

接 8 ?纯电阻的 20kHz 方波

2SC5200/2SA1943

FJL4315/FJL4215

NJW3281/NJW1302

NJW0281/NJW0302

NJW21194/NJW21193

图 8

在 8 ?上并联 0.22 ? F 电容的 20kHz 方波

2SC5200/2SA1943

FJL4315/FJL4215

NJW3281/NJW1302

NJW0281/NJW0302

NJW21194/NJW21193

图 9

在 8 ?上并联 0.47 ? F 电容的 20kHz 方波

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2SC5200/2SA1943

FJL4315/FJL4215

NJW3281/NJW1302

NJW0281/NJW0302

NJW21194/NJW21193

图 10

在 8 ?上并联 1 ? F 电容的 20kHz 方波

测试这 5 对功率管在播放不同音 乐时的综合听感。 1.东芝 2SC5200/2SA1943
虽然这对东芝管在大电流时 的线性变差,但实际试听时由于 受到功放负反馈(负反馈过大对 瞬态是不利的)的改善作用,不足 之处反倒是被掩盖了,这是东芝 管音色较暖的原因之一,当然它 会造成速度变慢。该管的总体音 质是中高频暖而稍暗,层次和流

属于粗放型。 3 .安森美 N J W 3 2 8 1 / NJW1302 这对管子的声音密度极高, 中气十足,频带很宽。高频细节非 常丰富,低频的量感很好,展现的 是浓密而甜美的舒畅声音,非常 难得,具有绝美的妖艳感。 4 .安森美 N J W 0 2 8 1 / NJW0302 其声音表现与 N J W 3 2 8 1 / NJW1302 很相似,声音非常浓密 且颗粒感细致,密度也极高,但感 觉恰到好处,声音更显成熟,伸缩 有致,具有一定的湿润感和沉稳 感,相当艳丽和妩媚。该对管整体 控制力极佳,末级工作电流在较 大范围内变化时的表现相当一致, 不会因工作电流大小而出现音色 的明显转变现象。 5 .安森美 N J W 2 1 1 9 4 / NJW21193 这对管子的全频表现平衡, 音色温暖松软,透明轻快,分析力 较好,但颗粒感一般,低频的量感 不如东芝管多,不过松紧适中,非 常舒服,具有甜美的愉悦感。其在

工作电流加大时输出能力也相当 好,一对可以顶两三对东芝管用, 瞬间过流时也不会像东芝管那样 容易损坏。 这 5 种对管的听音评价参见 表 2。一般偏置电流加大后,声音 都会更好。

四、最终结论
通过上面的波形观察和试听 比较,笔者认为在音质方面,安森 美的 NJW0281/NJW0302 最好, N J W 3 2 8 1 / N J W 1 3 0 2 次之, NJW21194/NJW21193和仙童管 中等,东芝管相比最逊色。而从可 靠性上来看,安森美的对管最好, 仙童管次之,东芝管不及前两者。 不过,就笔者购买的价格而言,可 能是东芝管和仙童管的性价比最 高。因此,笔者觉得制作较低档的 150W以下功放时,东芝管和仙童 管是价廉物美的首选,而制作 150W 以上的高档功放或专业功 放时,安森美的晶体管是不二之选。 另外,近期得到最新消息,称 2007 年安森美专门针对中国市场 上各品牌对管进行多次调研,派出 高层视察销售市场,针对性地调整 了部分对管的售价,上述安森美对 管从2008年第一季度开始将以接 近东芝管的价格销售,NJW0281/ NJW0302 更是低于东芝管的价 格,以增加市场份额。看来音频元 器件市场又将掀起一场激烈竞争, 但这无疑是发烧友们的一大福音。

畅度一般,低频厚实,量感十足, 但力度不是令人十分满意,听交 响乐时会觉得低频偏软,要并联多 对管子才能改善,而且工作电流加 大到500mA后低频也没有改善的 迹象,反而更加疲软。因此,除非 有针对性,否则该管工作在 20~ 100mA 时整体的兼容性较好。 2.仙童 FJL4315/FJL4215
该对管的中频密度相对较高,

低频弹性十足,非常有力度,声场 定位很好,但高频的细节层次相 对东芝管稍差。电流加大时,声音
变得温暖异常,洋溢着一种喜气。

人声的色彩和光泽也有浓厚的魅 力,整体声音算是比较稳重,线条

公司
东芝

表 2 几种对管的听音评价 对管型号 偏置电流 音色 2SC5200/2SA1943 100~300mA 偏暖 FJL4315/FJL4215 NJW3281/NJW1302 NJW0281/NJW0302 NJW21194/NJW21193 100~300mA 100~300mA 100~300mA 100~300mA

音质 7~8

评价 靓丽 清纯 惊艳 妩媚 典雅

仙童 安森美
安森美 安森美

中性 7~8.5 偏暖 8~9 中性 8.5~9.5 偏暖 7~8.5

注:音质满意程度至少 1 分,最高 10 分。

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