人家已经在玩零失真概念了，我们还在讨论什么美国声、英国声，不是又落后５０年了吧！
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HiFi音响发展到今天, 有不少人认为再去谈论各种技术指标已没有多大的意义。由于晶体管放大器和胆管放大器本身的设计不同，或者是同类放大器因线路和选料不同而造成声音气质和音色的差别性，使得不同品牌型号的放大器各自拥有自己的声音特色。而在组合一套水平较高的音响系统时，声音的不同被当成重要的校声手段之一，这些不同品牌和型号的器材搭配更可以组成多种变化的声音。
另外，器材的指标好音效不一定好、音效好指标却不一定好的观念已被不少人接受。最显然的例子就是电子管放大器的失真比晶体管机高几倍甚至数十倍，但电子管放大器重放的声音却甜美、柔和、动听。而现在大部分优质晶体管机尽管在典型的测试条件下都能取得优秀的低失真度指标，但它们之中声音能称得上动听的机子却为数不多。因此很多人得出以下结论:一方面是不同品牌型号的器材（放大器）都有自己独特的声音气质；另一方面是在可接受的失真范围内失真与声音是否动听并没有直接关系。
这些是非难分的结论多年来一直被不少发烧友甚至一些专业技术人员所接受。然而,今天的音响器材毕竟已融会了多种科学技术，如果放弃提高其技术含量而注重使用搭配，那玩来玩去都只能说是玩音色组合而已，而这种主观的调色板式的组合在大多数情况下肯定有违我们原来“高传真地聆听音乐”的初衷。笔者坚信音响器材的重放要达到更高境界必须要在技术指标上得到更高的提升，这样才能达到一个崭新的境界。
在今年的美国CES大展中有不少老厂家均展出了自己的新产品，但也有不少厂家是新面孔，来自澳大利亚的HALCRO就是其中之一。该公司展出了外形较为奇特的dm68后级放大器，它那非常精美的产品说明书标题宣称该机是“世界上唯一的超传真放大器”,引起很多厂家及发烧友的关注。
HALCRO设立在澳洲南部的阿德雷德，其创办人兼总设计师Bruce Halcro Candy是一个探测地雷的专家，他精通电子、数学和物理研究，为人相当随和。除了是HALCRO的老板外他还是澳洲著名的Minelab Electronics Pty Ltd的董事之一，这家公司专门生产用来搜寻埋藏在地下的金属物体(如地雷、金矿、钱币等)的多款金属探测器。他们的产品全部由Bruce负责设计，并且获得多项设计专利，被联合国选定在布满大量地雷的波斯尼亚和东南亚等国家广泛使用。除此之外，Bruce也是很多电子新产品的设计人,如判定网球在比赛时是否出界的电子系统和Transtek Systems超声波清洁器等。
Bruce认为设计HALCRO放大器让他更有满足感，这是因为音乐是他执着的爱好。同时,Bruce认为他的听觉比常人更灵敏（据说他的一对耳朵可以鉴别21kHz和23kHz的高频）。他的这种听觉也使得其对放大器的要求比一般人更严格，一些普通人察觉不到的高频失真他可轻易地听出来。这个先天优势除了使他选择胆机作为放大器体系之外，也激发了其专心研究晶体管放大器设计的兴趣。经过多年的艰苦研究之后,Bruce终于成功地设计出全新概念的放大器。这台放大器十分新颖,就算是把它的线路或组成放大器的各个实物组件拿去给专业人士观看，他们在第一时间也不清楚这是什么电器的一部分。Bruce在设计dm68时所考虑的项目之多、思路之新的确值得HiFi同仁借鉴。本文参考了一些国外的资料以及结合了笔者个人的看法,现向大家介绍这款堪称新世纪重磅级的放大器，供读者和厂家参考。
1.史无前例的技术指标
HALCRO公司在介绍dm68放大器的宣传品上强调它的总谐波失真是电声学上有史以来最低的失真。dm68在1kHz时少于十亿分之200，即0.00002％;在19Hz～20kHz时少于十亿份之1000，即0.0001％。HALCRO生产的放大器的失真率（包括总谐波失真与互调失真）可以获得如此低的惊人指标，这是因为该公司认为失真率高是导致放大器重播音乐时让人听觉感到烦躁和不耐听的主要原因。因此,他们在设计线路的时候以减低失真为主要目标。早在第一部后级放大器dm58的身上HALCRO就取得了骄人的成果 ，dm58后级放大器曾获得美国天书TAS颁发的1999年度金耳朵大奖。而dm58史无前例的低失真特性也由两个独立机构对它的测试得以证实，一个是美国音响天书TAS为dm58写评论时(2001年1月号,第128期)委托一所大学对dm58所做的独立测试，另一个是HALCRO赢得一项澳洲商业大奖时澳洲的阿德雷德大学为dm58所做的独立测试。
HALCRO今年新推出的超级单声道后级放大器dm68更是进了一步，它的技术规格之高、失真度之低对于其他的音响器材甚至许多专业仪器来说都达到了惊人的地步。笔者在网上看过澳洲阿德雷德大学为dm68进行独立测试时的各项失真数据。其实际测量出来的失真数字不但比厂方公布的规格还要低，而且它认为市面上最佳质素的音频振荡器（Audio Oscillator）的第二和第三谐波失真也明显高于dm68,不少最高质素的频谱分析仪也只能够测量到低达0.001％的失真。
由于所有测试仪器的失真度和误差都大过dm68 ,因此测试小组采用超高精密度的LT1226放大器和仪器一起组成了一个特殊的测试电路（如图1所示）。通过调节图中的可变电容器和可变电阻，使信号发生器的误差可以自动抵消,这样才可以测试出dm68的超低失真率。
dm68互调失真测试是以19～20kHz在接近全功率输出状态下进行的，对大部分放大器来说这样的测试简直是一项不可逾越的鸿沟，而dm68则轻松过关。dm68在4Ω输出情况下最高端20kHz的4次谐波失真只有十亿分之210（0.000021％），它1kHz的调制失真只有十亿分之99（0.0000099％），而其余1.8kHz、2kHz和17kHz的互调失真却测不出来。在测试幅度调制现象的实验中是测量一个32V、60Hz信号和一个8V、7kHz信号的相互影响，其结果也测不出来。
dm68的输出功率是225W（8Ω）和400W（4Ω），即使在20kHz全功率输出情况下其失真度也只有十亿分之1000，即0.0001％。相比之下,市面上那些售价不菲的高质素放大器的失真率却高达0.01％～0.05％ ,相差达100～500倍。厂方认为能达到这么高的指标单靠一两项技术的突破是不可能的，必须将多项技术加以综合互补才能得到大范围的改善及所要求的性能。
2.外观构造和主线路特色
dm68的外观如图2所示，它完全不像传统的音响器材，却很像一个鞋柜。这个双塔式双层机壳的设计不但使它与众不同，而且还具有极高的实用价值。它左边的高塔中安装着功率放大级的零件和散热器，中间上层是输入放大部分及输出滤波部分，下层是重料电源部分，把上下两层分开是为了避免任何相互之间的干扰。右边的高塔是整部放大器的“门板”，打开机壳时要将右边高塔完全拆除。
dm68的超低失真线路方框图如图3所示,它清楚地表示出该机与众不同的结构。整机一共有4个屏蔽仓，分别是电源供应部分、输入部分、功率放大级部分以及输出滤波级部分。说到音频线路， dm68与目前较先进的放大器设计并没有多大的区别。它也是由3大部分组成，分别是输入缓冲放大级、电压放大级和功率放大级。输入级的任务是对输入信号进行缓冲，将这些不同规格的信号统一转换为最适合电压放大级工作的信号。在这一级中dm68采用的是低噪声、低失真的差动电压放大器配合差动电流线路输出。
作为放大器的重要环节电压放大级,dm68采用了电流镜技术（Current Mirror）和超低失真的电流—电压转换放大，所有线路都是运用典型的设计方法和技术。但令人奇怪的是HALCRO并没有采用现在最流行的全对称设计，原因是它认为全对称设计只减少有利于听感的偶次谐波失真，对听感有劣化的奇次谐波失真却没有抑制作用。该公司认为如想摆脱奇次谐波失真影响就不要采用全对称线路。
dm68的电压放大线路没有二阶主导极点存在（Second Order Dominant Pole）是它获得优异的响应特性和超低失真的一个重要原因。在这里笔者简单作一下介绍，极点原来是指在控制理论中运用根轨迹法（Root Locus）去分析线性系统特性时的一个项目。所有的物理变化或化学反应都可以用数学方程式去表达，当这些变化过程含有吸收输入量和释放这些量的过程时(如电容的充电、弹簧的压缩等变化)，都可称为惯性过程。我们必须用微分方程式才能完整地表达这些惯性过程，一个惯性过程称为一阶系统（First Order）, 两个惯性过程称为二阶（Second Order）,以此类推。解微分方程是一件非常头痛的工作，由于在现实中大部分能稳定工作的系统的数学公式都是写成分数形式，即分子分母都是微分方程，因此解算起来异常复杂。然而幸运的是法国数学家拉普拉斯（Laplace）发明了著名的拉普拉斯变换（Laplace Transform）方法,它可以解决这个问题。方法是将微分方程变为一个以X为未知数的代数方程，然后用中学的数学方法去解这个方程，最后查表将X的答案变回所需形式便可以了。上述的系统数学公式用这个方法可以变成一个分子和分母都是以X为未知数的代数方程，在工程科学中称之为传递函数（Transfer Function）。在工程理论中常说的极点（Pole）就是指分母的方程式中的根（Root），所谓主导极点（Dominant Pole）就是指方程式中对系统性能影响最大的根。
二阶主导极点的存在对降低失真有一定的帮助，但它会增大电压放大器的负荷，从而令反应速度下降。在dm68的设计中，HALCRO不但取得了有史以来的最低失真,而且成功地取消了这种极点，使响应速度高达100V/μs,即使在最慢的情况下它的功率放大级也能达到65V/μs。大名鼎鼎的极品发烧运放LT1028的响应速度是50V/μs，NE5534 IC的响应速度也只有13V/μs，而dm68却分别是它们的2倍和7倍。100V/μs是在百万分之一秒的时间内从0V上升到100V，这可以说是快到无法察觉的地步。
dm68的功率放大级全部采用场效应管，但它别出心裁地加大了静态偏置电流（Quiescent Current），使交越失真减至最小程度。在有关dm68的一些资料中,HALCRO披露许多号称AB类设计的放大器在工作时,每当电流由推挽放大器的正向放大部分向负向放大部分转移时也会产生不小的交越失真。dm68的末级设计在声音更自然动听的纯A类状态，但它却又没有纯A类的热量。
dm68并没有采用大环路负反馈去降低失真，这是由于它功率级的频宽不是很大的原因 。同时,该公司也认为大环路反馈是瞬态互调失真的根源，另外dm68的线路在每一级放大的失真极低，所以累积的误差也很低，根本不需要画蛇添足地去用负反馈来修正。这种做法的好处不但可以避免瞬态互调失真，而且可以使某些非线性现象(如半导体可变结间电容的作用)减到最低。除此之外，该放大器对每一级的输入和输出值(如阻抗值、增益和相移等)，都经过仔细调配，从而获得了最理想的传输特性。
3.电源线路设计特色
电源部分是放大器中极为重要的部分，在dm68的电源供应部分中并没有传统眼光所希望找到的巨型环牛和耸立的多个电容， 它是采用全新概念设计的开关式电源供应。 开关电源的好处有效率高、发热少、电流和电压的控制范围广、体积小等优点， 缺点是高速的开关动作将会产生噪声和干扰。 普通的开关式电源的确如此，但近期能将开关电源成功应用于高级音响的例子也不少， 像英国Linn牌500型顶尖单声道放大器和美国乐林Medol 10/12型后级放大器的实力也是有目共睹的。 dm68的电源是该公司自己特别设计的“国际电源因数修正”电源供应系统,即Universal Power Factor Corrected (UPFC)。它的特点是把电源工作频率调校到高于100kHz，远远离开可闻的音响频率，把干扰电源纯净度的各种不利因素完全消除。另外,它能自动对应电压在85～270V的市电变化，它的市电频率也能在45～65Hz之间变换。换句话说,dm68几乎在地球上任何一个角落使用也不会受到任何电压变动和不稳定的影响。
dm68的开关频率超过100kHz，远远超出人耳的听觉范围，而且在所有调节范围内其频率都是固定的,因此它对交流电源几乎没有什么干扰。同时,如此高的频率也不会产生涌浪电流，它输出直流电的波纹系数灵敏低至100×10－6 ,电源哼声与波功率少于0.01％,已相当于一部高级放大器的失真率。该电源还具有自动高速功率因数（Power Factor）功能,这个功能原来是一个提高用电效率的技术。功率因数越接近1时用电器越接近于一个纯电阻，由于电阻不像电容或电感那样有一个储藏和释放电能的过程，因此是一个理想的负载。应用在dm68的这个功能使开关电源成为了一个将放大器电路和交流电源做最理想配合的工具，它并不仅仅是提供电源给放大线路这么简单，其对dm68的超低失真提供了有力的基础。
4.众多的保护措施
现代的放大器都设有安全保护线路，但dm68保护措施之多可以说是令一般厂家或发烧友想不到的。 HALCRO非常注重功率输出部分的限流保护功能。对于目前大电流驱动的放大器HALCRO持有不同的意见，其认为例如胆机的输出电流虽然受输出变压器的限制而无法输出瞬态大电流，但它的音质仍然很美妙，很少发生过载失真现象。其还认为目前流行的放大器大电流驱动能力是一个不客观的问题，原因是设计良好的扬声器应不会在工作范围内大幅度偏离其标称阻抗值，例如由8Ω大幅下降至2Ω。事实上如果扬声器的阻抗值由4Ω或者8Ω突然成倍下降到1Ω，那么无论这个数值是阻抗、感抗还是容抗,对放大器来说都是一个接近短路的现象。就算放大器能输出相应的大电流作为补偿，但如果是电抗性（Reactive）的话又怎么去解释这种低水平的能量转换呢？假设这个1Ω是电阻性的，那么所产生的热量又该如何散发呢？因此,该公司认为要求放大器能输出大电流去驱动低达1Ω或2Ω阻抗的扬声器实际上是故意制造故障状态。
dm68的主要保护系统共有7项。首先在电源部分它设有一组保护系统，其会自动将供电电流限制在最大允许值内，既不会影响音质又能在故障发生时迅速切入操作以压制电流增大。在对输出功率管保护中，dm68设计的专用线路会监察场效应管上的平均功率消耗和散热器温度，继而调节输出电流。如果输出含有直流成分，那么无论是正值或负值，这个独立保护线路都会关掉放大器以保证安全。这组线路还有额外保护功能，当线路探测到某一个不正常电流存在并超过一段不正常的时间时放大器同样会被关闭。
除此之外，dm68还有两组独立的温度感应切断操作线路和两组独立的主时钟故障感应线路。所有不同电压的电源供应组都有欠电压、过电压和过电流检测电路，在小信号电源上也设有二极管瞬态过电压保护。
虽然dm68的机内已有众多使人意料不到的保护措施，但它在交流电主输入端仍然采用了电脑级滤波排插才有的瞬态电压保护，而且还采用了三重独立线路，其中两组负责浪涌电压的吸收，另一组则是电感滤波。就一台音响放大器来说，采用了这么多的保护措施真是到了无可复加的地步。成本虽然高了，但电源的质量以及抗电磁脉冲辐射能力也提高了，这对音效及失真率肯定有正面的影响。
5.其他设计特色
除了超低失真的放大线路、特别的UPFC电源供电以及众多的保护功能外，dm68当然还有很多全新的设计特点。在用料上，单单接线它就已经与一般放大器的做法完全不同。dm68从功率输出级到喇叭接线柱的一段接线用的是表面镀金的无氧铜实芯同轴铜条，这段铜条的直径不小于5mm。从图4中可以清楚地看见同轴实心的铜条穿过输入级的屏蔽仓，这个漂亮的螺旋构造就是利用了电感作用的滤波部分，在上层左上角绕成圈状的纯铜条是接上扬声器接线柱的正极，下面那条直线型铜条是负极。
dm68 还有一个在技术资料中没有提及但也是相当出色的设计，这就是它在信号输入和功率输出级都加上了RF滤波器。很明显,dm68除了不会受外界干扰之外，从内部结构中还可清楚看见机内的分隔设计也明显是以消除零件和线路间的相互干扰为主。同时,为了获得最佳的安装位置分布和减低干扰，dm68的功率放大级用的是6层线路板，其目的是减少磁场的杂散分布，从而获得稳定准确的线路电压。在电源部分，dm68也不惜工本地用上了4层线路板，这也是为了降低电磁干扰和电压瞬变。
dm68的电源开关非常特别，它是用气压方式操作。在上层输入级部分的仓室底部有一个黑色按钮,它便是电源Standby的气动掣开关。其与电源输入的连接设施只是一条气管，利用推动空气来启动后级进入工作状态，并不是普通的连线式。这是音响放大器历史上第一次应用气动式开关，其目的也是减少互扰。
HALCRO的背板除了设有两对大型的喇叭接线柱可供Biwire连接之外，输入端子分别有一个XLR平衡式和3组RCA单端式。其中一组是常规输入RCA，第二个RCA是输出功率减半但却是经过最少放大电路的输入端，第三个RCA输入端是纯电流放大模式。另外,它也设有地线接驳端子，电源线插座则设在电源供应的底部。
在这部超级放大器的设计中dm68使用的是工业级规格的零件。其中所有电容的耐热范围至少达到－40℃～＋85℃，这个规格比起一般商业零件规格的0℃～70℃的耐热范围要高得多。在电源部分受温度影响较大的电解电容，dm68用的是比一般85℃高得多的105℃规格，前者的平均使用寿命为50000h，而后者高达180000h。这些措施都使整机的稳定性和寿命得到了大大提高。 |
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发表于 2002-7-19 00:00
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