六家蓋房子

  頭攏剃了，無洗頭咁A_Side

在後級電路完成後，所面臨最大的挑戰，就是找不到一個合適機箱來容納這隻「怪獸」。現成的萬用機箱，即使是最大的也容納不下這隻「怪獸」；尋找國內音響專用機箱，驚覺幾乎所有音響機箱，不是不夠大，就是所附散熱片不適合安裝TO3鐵殼功率晶體，這真是名符其實剛出爐的「老音響」；想訂製，所接洽的廠商都要求要有基本量，這怎麼談得下去？

就此放棄，裸機使用，不甘心啊！

重點是，這隻「怪獸」我用心餵養了數十年，如今孵化育成，成果雖非一鳴驚人，但卻足以撫慰人心，回報多年的努力與堅持。再者，已投注如此多的心力，豈能被機箱打敗，虎頭蛇尾草草了事，若因此而棄養此「怪獸」，留下軟弱的結尾，日後必感遺憾。

行百里者半九十，先自我心理建設一番。既然遍尋國內機箱未著，又不想半途而廢的情況下，再度挑起diy徵候群，衝動地興起自己打造機箱的念頭。首先考慮用金屬打造，花了些時間去詢問金屬材料行，並盤算如何利用這些材料讓機箱實現。但隔行如隔山，愈問就愈覺得，以自己膚淺的金屬加工知識與笨拙的技術、簡陋的工具，實在難以跨越重重障礙。識時務者為俊傑，不計代價蠻幹未必值得，山不轉路轉―另起爐灶。

木製機箱

在網站搜尋靈感與資源時，赫然發現有人diy音響用木製機箱，
http://www.facstaff.bucknell.edu/esantane/movies/a40.html
該網站的作者也是製作NelsonPass的作品，他的作品是Nelson Pass A-40是A類推挽式輸出，同樣是A類，但和我的單端輸出是不同的架構。該作者大概是和我一樣面臨找不到機箱的困境，才會想到用木製機箱。木製機箱對我而言比金屬機箱容易處理，挑戰是，我的「怪獸」體積與份量都比該作者的A-40大很多，若真用木頭做，其體積大概會像衣櫥那麼大吧，這有點誇張；若往好處想，若選用檜木，這「怪獸」的體溫足以讓木頭散發出醇厚的檜木芬多精，屆時，不但耳朵可聆聽音樂，鼻子也能享受檜木的芳香，真是一機多重享受，好像蠻值得一試。

話雖如此，理智告訴我，木製機箱目前還不是首選，畢竟diy是最後不得已的選項，因國外機箱供應商尚未搜尋、資源尚未用盡。用amplifier chassis diy關鍵字搜尋，所得機箱式樣真是美得令人讚嘆，可惜都無法容納這隻「怪獸」，意興闌珊準備放棄又不願全然放棄之際，意外發現DIYAUDIO STORE 有一只「特大咖」不帶散熱片的萬用機箱Pesante 5U或10mm供選擇，縱深也有300mm或400mm二種，不用考慮就選最厚、最大的；另外加購底座(一定要加購，安裝變壓器才承受得住，不會變形)、把手，讓內部堅實能承重，外部渾厚壯觀。所有費用含運費(機箱總重10KG)與關稅八千有找。 

P1-不帶散熱片的萬用機箱Pesante 5U

機箱運來後，又忙好一陣子，因為這是萬用機箱，除了背板預開一只電源輸入座方形孔和保險絲座外，其餘留給使用者自行加工使用。初期，原構想把前後級都放進來，節省一個機箱。規劃面板時，發現10mm厚的面板拿起來好沉，看起來渾厚雄偉，但是一般零件如電源開關、信號切換開關、音量開關等，無法穿透10mm的面板固定。解決之道是把面板安裝區塊拿去加工銑薄，或變更設計。考慮前者，在選購時刻意加厚面板，再花錢去銑薄總覺得有些浪費與不值，因此決定改變設計，把前級的信號切換開關、音量開關、平衡開關等移到背板；前面面板只安裝一只電源開關。如此設計規劃，可兼顧一機箱前後級共用，並保有後續使用的彈性，只是有點顛覆音量等操控開關安裝在前面面板背板的概念。

簡約不俗的前級

機箱解決了，後續事宜就確定多了，當初設計時是定位在A類的功率放大器，完成後，手中無前級供匹配，因此在後級輸入端加了一個10倍緩衝放大器，算是前級。線路簡單，只有音量調整，未加其他音質修飾部分，這樣完全忠於音源信號，線路簡單效果也不俗。

P2-10倍緩衝放大器圖

喇叭保護  VS.關機”噗”聲

喇叭保護器通常都能提供開機延遲，讓開機暫態脈衝不要湧進喇叭，與偵測到直流輸出時，跳脫，達到保護喇叭的目的。這種喇叭保護電路網路上隨手可得，上網尋找並分析，得一款自認比較可靠的電路，並稍加修改強化。實作測試時發現上述二項喇叭保護功能均劍及履及無誤，但是關機時，若忘記將音量關至最小，會產生不算小的”噗”聲，聽起來令人不安，擔心喇叭會受損。

P2.1-喇叭保護器圖

仔細分析這惱人的”噗”聲，是來自關機瞬間電源失衡產生的脈衝信號，這信號喇叭保護器毫無招架之力，因為在此同時喇叭保護器也處在關機失衡狀態，自身難保；而且以物理觀點來看，就算喇叭保護器偵測到此此異常脈衝，要切掉喇叭，以繼電器的速度最快也得數毫秒(millisecond)，然而脈衝速度趨近光速，二者相去甚遠，因此異常脈衝在繼電器切斷前，早已抵達喇叭發出”噗”聲。這暫態”噗”聲長度就是喇叭保護器斷電，繼電器OFF的時間。以數毫秒切斷時間來說，這”噗”聲不算直流信號，但是對喇叭的傷害究竟如何？實在不是很清楚，但是以那種方式結束美好的聆聽過程，實在大煞風景。

上網尋也沒找到好的解決方法，若要從喇叭保護電路處理，這真是難解的問題。山不轉路轉，若從系統制高點下手規劃電源系統，問題就容易簡單多了。只要先切斷喇叭保護器電源、延遲、再切擴大器電源，問題就能完全解決，因此，就要再追加設計一組電源系統控制電路。

設計過程，想到每聲道42000μ的電源濾波電容，開機湧浪電流不容小覷，若能在開機過程插入限流電阻，形成緩啟動，必能降低各零組件的開機瞬間衝擊。整個開機、關機時序示意如下圖。這時序圖用手邊的Arduino NANO加上幾行程式，輕易就解決一切問題，真是大材小用委屈了這片功能強大的NANO控制板。

P3-緩開機、關機時序示意圖

P4-交流電源控制系統電路圖

P5-交流電源控制系統實體圖

P6-直流電源供應板濾波電容實體圖

全機配線完成，經查核確認無誤，屏息、送電，電源繼電器依序「搭、搭、搭」三聲，接著喇叭保護器「搭」一聲，一切如預期正常開機，鬆了一口氣；接著測試關機，關閉電源、「搭、搭、搭、搭」四只繼電器以相反順序關機。開、關機過程喇叭寂靜無聲，初步測試正常，接著測試靜態電流、最大輸出功率(RMS 14W)，一切正常。

組裝過程

P7-義大利進口的5U大機箱(重10KG)

P8-單聲道功率輸出級+驅動板+慮波電容

P9-安裝變壓器與整流慮波電路(變壓器重3.5KG+3.5KG)

P10-電源板架在變壓器上面，安裝喇叭保護器+二片驅動板。

P11-二聲道的功率輸出級(重2KG+2KG)

P12-配好線，二側的空間要安裝功率輸出級

P13-背板(把前級信號的操控安裝在此，充當作前後級用)

P14-功率輸出級最後安裝在二側，採活動式配線，方便日後維修保養。組裝完成，全機重22KG/最大輸出RMS 14Wx2。

系統接地與”哼”聲

在安裝信號輸入RCA端子時，想消化手上好幾款以前留下的RCA端子，選了二組感覺處理得較精緻的RCA端子，挖好孔安裝時才發現底座直接接地，沒有絕緣墊設計，畢竟是20、30年前的產品，怎麼辦？孔已經挖了，若裝上去輸入信號會直接接地。若換新款絕緣RCA端子，孔位勢必不合，擴孔加絕緣板固定，感覺工程過於浩大；若不處理後續系統接地會很不好處理，搞不好會產生難以處理的”哼”聲。但一想到拿銼刀擴孔，搞得灰頭土臉的景象，心中一陣猶豫，決定賭一下，不改照用，讓全機就在此輸入端下地(四個RCA端子，四個相近的點接地)。

實際聆聽時，發現”哼”聲比裸機試聽時還大。是系統接地出問題，還是各組件太密集電磁感應的雜訊？接上示波器，發現輸出端有約15mv/120HZ的信號，經隔離測試，證實與輸入信號路徑無關，示波器所見波型和慮波電容上的漣波相似，推測應該是從直接電源感應進來的。雖然僅有10幾mv的電壓，也能產生令人無法輕忽的聲音，喇叭轉換的解析能力與效率真是超乎我的想像。

全機如前述，輸入端RCA端子的接地端是與機殼是相通的，慮波電容的地端尚未接到機殼，難道這是問題點嗎？用鱷魚夾測試線試著把慮波電容的地端與機殼連結，示波器波形閃了一下，仔細一看波幅降至5mv，”哼”聲變小，不靠近喇叭仔細聽是不會察覺的。至此事情順利得令人難以置信，正要鬆一口氣聆聽一下音樂，沒想到剛接上信號線時”哼”聲又起，自己高興得太早了！

P15.0接地示意圖-1
左右聲道電源地端相連下地。

P15-電源負端未下地，有15.2mv_pp/120hz的哼聲。

P16-電源負端下地後，哼聲降至5.4mv_pp/120hz。

接上信號才是考驗的開始

插入信號線接上訊源發覺”哼”聲比原來大很多，硬著頭皮試聽了一下，除了”哼”聲外，聲音和裸機沒什麼二樣。研判是接地迴路引起的，試著變更接地點但無改善，下這下麻煩大了。東試西試無明顯改善，但發現”哼”聲有以下特徵：

1.手接觸信號線接地，”哼”聲會變小。
2.從RCA端子抽掉一聲道信號就靜悄悄。
3. ”哼”聲大小會隨著音量開關調大而變大。
4.信號波型不是單純的120HZ(含許多雜亂的諧波，老示波器無法抓到穩定信號)。

砍掉重練―更改RCA端子

原先擔心的噩夢果然發生了，應驗了墨菲定理（Murphy’s Law），「只要是可能會出錯的事就一定會出錯」。因為受制於RCA座沒有絕緣，使得信號線一進來就下地，而且四個端子形成四點下地，雖然各點距離很近，是否是問題點無法確定，但是除非拆下，這還不太好測試。

隱忍了幾天，終於決定砍掉重練，把古董級RCA端子拆下，機箱背板用銼刀擴孔，這過程要把機箱整個分解，還好早就預想到拆拆裝裝在所難免，已經在關鍵處用壓接端子處理，拆裝時卸下螺絲即可，但還是覺得蠻花時間，只能當作是怡情養性，增長智慧。

P16.RCA1-早期無絕緣墊片的RCA端子圖。
雖然放了20幾年，還是亮晶晶的，被換下感覺很可惜。

P16.RCA2新購有絕緣墊片的RCA端子圖

換上有絕緣墊片的RCA端子，全機的接地點就很好控制了，試了幾點很快就找到最佳接地點，前述"哼"聲特徵現象消失，變成一種穩定的120HZ"哼"聲，不隨音量改變而變化，音量也變得比較小。雖有改善，但是"哼"聲還是有點大，夜晚安靜時讓人無法忽略它的存在。

P17-接地示意圖-2。試了結果全機選在RCA端子處下地屏蔽最佳。

P18-全機在RCA端子一點接地後，輸出端仍有17.4mv_PP/120HZ穩定的哼聲。

正負電源加上反交連電容

這120HZ的信號顯然是來自電源漣波，木已成舟現在很難再追加穩壓電路。用示波器東測西測，發現以負電源當作示波器的地，正電源當作示波器的輸入，測得的漣波約0.2V_PP，以示波器10mv/div看，大得嚇人。以往都是測正電源對地的漣波，或測負電源對地的漣波，看起來還好。這個發現讓我思考為什麼，電源慮波電容都是正電源對地和負電源對地？正電源對負電源加上一個慮波電容會有什麼結果呢？

P19-追加電源反交連電容示意圖

P20-擴大器正負電源輸入端加一個4700u反交連電容
輸出端的120HZ哼聲由17.4m降至10.8mv

P21-整流慮波正負電源電容端再併上一個4700u電容，
輸出端的120HZ哼聲再下降至6.4mv
(信號糊糊的是因為有其它雜訊介入)

至此已經黔驢技窮，想不出什麼簡單有效的方法來再改善 ”哼” 聲的困擾。還好白天處於周遭的雜訊背景下，不靠近喇叭仔細聽是不會察覺的；夜闌人靜時，經老朽耳測在無信號狀態下，約在喇叭一米範圍內仍可聞得輕微”哼”聲，但只要播放任何輕柔微小音樂都能掩蓋過這”哼”聲；而且除了測試外，在聆聽音樂時，通常是不會如此靠近此大型落地型喇叭的，”哼”聲大戰就此落幕。

P22-惡整一下，看看它的能耐----擴大器加二組喇叭測試(5.3Ω並聯8Ω)。

學習永無止境

很多人都說玩音響是一條不歸路，有人甚至誇張地說會敗盡家當；如果只是不斷追逐器材設備，玩軍備競賽的遊戲，那真的會讓人陷入永無止境更新更好的追逐中，而難以自拔。還好自知家當有限禁不起大手筆揮霍，但窮人自有窮人不減損樂趣的玩法。百萬音響固然讓人心動，然而透過學習、實作過程滿足自己求知的渴望，心靈的沉澱與成就感，早已凌駕感官的快樂；況且我也感受到原汁原味A類擴大器真的不同凡響，廠商廣告詞中所謂 ”A類擴大器醇厚的風味” 確有幾分真實性。

這隻怪獸總重22KG，如此噸位加上聆聽時散熱片上騰的熱氣，不但能聆賞音樂之美，還頗有鎮宅驅濕之效。