Pass Aleph 2 後級仿製
Aleph 2 後級仿製
坐擁銘器
坐擁銘器通常是許多人的心願，但是銘器大多是價值不斐，很多 DIY 迷會仿製名廠名機線路，除了省錢外，這是一個接觸銘器最平民的作法，我也不例外。 Pass 機器在 Hi End 市場可說是赫赫有名，應該不需要我多做說明，尤其是他家的後級，標榜著單端 A 類的簡單線路與真實純淨的音色，不過 Aleph 系列後級已從 2000 年 1 月起停產了，取而代之的是新一代 X 系列後級，雖然如此，在 Aleph 服役這十年期間，由於它優異的音色表現、酷炫的造型工藝與創新的電路設計，使它在音響界獲得許多的獎項...奇怪，說著說著好像我是 Pass 的 salesman 了，不囉唆，立刻切入主題。
在我繼續之前，還是先簡單地介紹一下此次的主角。
Aleph 2 規格一覽
這是線路圖
Aleph 2 是一部單端 A 類 100 瓦單聲道後級，全機採兩級放大，輸入端由 Q1 與 Q2 ( IRF9610 ) 組成差動放大，其偏流是由 Q3、Z5 與 R11 組成的電流源所提供，約 20mA，差動放大輸出則用來驅動 Q12-Q17 併聯輸出晶體，而 Q12-Q17 的偏流則由 Q6-Q11 併聯所提供，每顆晶體提供 0.5 安培，六顆併聯就是 3 安培，以一 100 瓦後級，依照 A 類的條件，超過 2.5 安培就已達到，已經開始有點擔心它的溫度了。一些更細節的部分在 Pass 的網站上都可以找到，直接 download 這部後級的 User Manual 與 Service Manual ，裡面有詳細的電路圖與電路說明。另外在 diyAudio.com 網站有一個專屬於 Pass Labs 的討論區，裡面也有相當多關於 Pass 後級的製作資訊。
零件的準備與配對
Aleph 2 後級所用的零件其實並不多，被動元件台灣都可以買得到，主動元件則是直接向美國 Digi-Key 訂購，我總共訂了 50 顆 IRFP240 與 20 顆 IRF9610，還有一些其他的零件，買這麼多的目的則是為了配對方便。Pass 建議輸入端其 Vgs 配對至 0.01V 內，輸出部分則配對至 0.1V 內即可，不過 Pass 的生產線不論輸入與輸出皆是配對至 0.01V。下圖提供 Mosfet 的配對電路，I 就用實際電路的工作點，因為 Mosfet 的 Vgs 會隨溫度改變，最好是等到熱穩定後再紀錄 Vgs 值，尤其是輸出部分，我是等了 5 分鐘才記錄。配對時 IRFP240 溫度頗高，但我並未加散熱片，不過電阻記得要用瓦數大一點的。
配對電路
配對時的照片
IRF9610 照片
IRFP240 照片
IRFP240 配對結果還算不錯，以六顆為一組的話，可以輕易的配對至 0.01~0.02V 之間差異，IRF9610 只需兩顆配對， ( Q1 與 Q2 配對) 下表分別是 IRFP240 與 IRF9610 的配對結果，順序是依照 Vgs 大小排列。
IRFP240 與 IRF9610 配對結果
再談談電源部分，向友站 Audio Builder 訂了兩顆大變壓器，規格是 0-33 ( 20A ) 兩組與 16-0-16 ( 3A )，主電源容量超過 1300 VA，應該是夠用了，因為每顆變壓器皆有兩組獨立繞組，發燒點就採用雙橋式整流，濾波部分則是每聲道搭載四顆 22000uF/63V ROE 濾波電容。大變壓器加上大水塘，因此開機瞬間的脈衝電流一定也不小，針對這點採用 Pass 原線路設計，在 AC 側加裝脈衝電流限制器 ( Inrush Current Limiters )，就是線路圖中的 TH2，這東西在 25°C 無負載時電阻約為 10 歐姆，全功率負載 ( 5 A ) 電阻會降至 0.2 歐姆左右，基本上就是一個熱敏電阻，為了防止在 TH2 上有壓降，也可能會影響電源品質，因此另外製作一個延遲電路以接通繼電器，將 TH2 bypass。
訂製的環形變壓器
ROE 22000uF/63V 濾波電容
向 Digi-Key 訂購的 Inrush Current Limiters
開機緩衝電路，通電後約 7 秒接通繼電器，變更 RC 值可改變延遲時間，若繼電器線圈阻抗小於 170 歐姆， 可將 56K 電阻減小， 反之，將電阻改大，以維持繼電器線圈兩端電壓為 12V
搭棚製作的開機緩衝電路，繼電器為 OMRON 製品，繼電器線圈消耗功率約為 0.8W 左右，因此在 TIP41C 上加上小散熱片
散熱片式機箱
DIY 大功率 A 類後級最頭痛莫過於是機箱的製作，由於要應付 A 類的高溫，散熱片是絕對不能小，是要做成螃蟹式的側置散熱片，或是裝上風扇的強制空冷型，還是搞個水冷式...我想還是一切以簡單化為原則，乖乖先去找散熱片。先去新竹金電子要本散熱片目錄回家研究，以前只聽人家說金電子有各種大型散熱片，沒想到種類還不少，不過不是秤斤在賣，不同形式散熱片有不同的計價方式，反正我也不清楚，老闆說多少就多少，不過價格還算合理，我選了一款 K193 型標準鰭片式散熱片，還有一些 L 型角鋁做為支撐與連接用，下面這個圖是 K193 的尺寸規格。
散熱片尺寸規格，裁切時要告訴老闆長度，也就你需要散熱片伸出電腦螢幕的距離
我向金電子訂了八片 K193 散熱片，長度是 31 公分 ( 每片 NT$320 )，也就是機箱的高度，每聲道四片，本來打算將散熱片側置 ( Case A )，實際比對時把其中兩片移個位置再轉個角度，就變成散熱片式機箱 ( Case B )，造型也不錯，老婆大人也覺得 Case B 好看，就這樣定案了。 ( 老婆大人從沒看過 Aleph 後級長相 )
Aleph 2 每聲道輸出晶體加上偏流供應晶體共 12 顆 IRFP240，裝置時每片散熱片僅裝 3 顆晶體，保守估計每片散熱片溫度應不超過 50°C 。由於四邊都是散熱片，選擇其中一片做為放置輸入端子、電源開關、保險絲座與電源插座等，而這片散熱片必須銑出一個平面，還要鑽孔攻牙等等，我是將設計圖繪好交由機械工廠製作，下面有一張背板散熱片設計圖，其他三片的圖就省略了。
散熱片側置式機箱
散熱片式機箱（最後定案）
背板散熱片設計圖
實體照片
頂視圖，裡面放了一顆變壓器
PCB 製作與組裝
在 Aleph 2 動工前，我幾乎將 diyAudio.com 網站上有關的討論文章皆看過，獲益不少，其中有位網友 Brian 將他所繪的 PCB Gerber File 檔案放在網路供大家參考，當時他也發起 PCB 團購，不過我沒參與。另外在 Pass 網站也有一篇 Aleph 2 Monoblocks 裝機報告，裡面也有關於 PCB 的設計資料。我將 Brian 的電路圖 download 下來後稍做修改以配合我所選用的零件與製作方式，不過大致上並無太大改變，輸出與偏流晶體的安裝不採用搭棚方式，是另外繪製一塊板子，將源級電阻、閘級電阻與晶體皆安置在板子上。
Aleph 2 PCB 設計圖
輸出與偏流晶體安裝用 PCB 設計圖
曝光顯影後的電路板
蝕刻完成
輸出與偏流晶體安裝用電路板（曝光顯影後）
蝕刻完成的輸出與偏流晶體安裝用電路板，共計 8 片
接下來是零件的組裝，Z1 ~ Z5 用的是 Motorola 1N4739/9.1V zener，C6 與 C7 則是 Spraque Orange Drop 0.0012/600V 電容，C8 則是 CDE 10p 銀雲母電容，R40 ~ R51 用的是 Dale RS5 系列 1 歐姆繞線電阻，射級電阻 R22 ~ R27 則是福島雙羽 0.47 歐姆陶瓷繞線製品。另外原線路 Q4 與 Q5 使用 MPSA18 晶體，由於手邊沒有，因此就用 BC550 取代，關於這點 Pass 曾在討論區提到這兩顆晶體只要是一般泛用型 NPN 晶體即可。
組裝完成的電路板
這是另一個角度
輸出與偏流晶體陣容
單一片特寫
機箱組裝
這個後級機箱基本上就是由四片大散熱片與上下蓋板所組成，我採用黑色陽極處理，做工還算漂亮。第一步就是先把背面零組件裝上與配線，包括 AC 電源座、保險絲座、電源開關、開機緩衝電路、RCA 與 XLR 輸入端子等等，接下來就分別將輸出與偏流晶體安裝在各散熱片上，以 M3 內六角螺絲固定晶體，並加上雲母片與散熱膏。在按裝晶體前先以 L 型角鋁將其中兩片散熱片以互成 90 度方式連接起來，使用 M4 內六角螺絲固定。
背面零組件與輸出晶體安裝
另一個角度照片
偏流晶體安裝
這是另一個角度照片
把其中一組 90 度散熱片裝上下蓋板後就可以鎖上變壓器了，我在變壓器上方另外設置一塊雙面鋪銅電路板，用來承載四顆大濾波電容與雙橋式整流，電路板會做接地處理，以隔絕一些變壓器可能造成的干擾。或許有人會問濾波電容如何固定在電路板上？我用的是一種叫做 Blu Tack 的膠，基本上很像黏土，但又不會像一般黏土油膩沾手，當初會向 Audio Advisor 訂購這東西，是因為我的 Tannoy 喇叭使用說明書中建議使用這種膠墊在喇叭下方，以獲得較溫暖厚實的聲音，不過到現在都還沒用上，第一次用竟然是拿來固定電容，不過這東西真是方便，把它搓成三個小糰黏在電容底部，稍加用力一壓就固定了，濾波電容固定好後，就將另一組 90 度散熱片鎖上。
喇叭端子是最後才安裝，沒什麼原因，只是想留在最後安裝而已，我在喇叭端子上方設置了一個搖頭開關，目的是用來開關後級輸出至喇叭端子之用，電源開啟後，才將此搖頭開關開啟，關機前則先將此開關關閉，用來防止開關機時所產生的脈衝與直流對喇叭的傷害。
變壓器安裝
變壓器上方設置電路板用來承載濾波電容，濾波電容以薄銅片連接
用來固定電容的 Blu Tack 膠
內部配線大致完成
主電路板裝入
測試中的 Aleph 2，面板的藍光 LED 電源是由主電路板引過來的
背面照片
測試與試聽
Aleph 2 原設計是偏流電阻 ( R19 ) 採固定不可調，為了方便我將 R19 以一 100K VR 取代，以便隨時調整，初始阻值設在 56.2 K。組裝好後的 Aleph 2 經反覆確認後上電，約 7 秒後繼電器接通，先量正負電壓約 42V，之前曾先試過未接負載時電壓為 46.5V，A 類就是 A 類，壓降有 4.5V 之譜。接著依照線路圖量測各工作點電壓， Z5 zener 為 8.84V，R11 跨壓為 5.44V，R14 與 Q5 的 Vce 跨壓皆為 4.30V，另外輸出直流小於 10mV，蠻不錯的結果。
接著量測偏流，即 R40 ~ R45 與 R46 ~ R51 跨壓，約為 0.3V，低於原設計的 0.5V，調整 100K VR 直到電壓升至 0.5V，由於各晶體的 Vgs 仍有些許差異，因此各電阻之跨壓也有些許差異，差異約在 0.02V 以內。開機後散熱片溫升蠻快的，約 20 分鐘後整個機箱溫度頗高，因為正值炎夏，散熱片溫度應超過 50°C，此時偏壓會從原來的 0.5 V 降至 0.47V 左右。
電路板上的固定電阻 R19 以藍色 100K VR 取代，使偏流可以調整
終於要接上喇叭試聽，在我原來的系統中，每聲道使用兩台橋接的 AB Web JL-1 後級推 Tannoy，現在 Aleph 2 後級要挑戰兩台橋接的 JL-1 bi-amp，前級使用 Balanced Zen Line Stage，Aleph 2 至喇叭採用 bi-wire 接法，MIT MH-750 Plus 接高音，MIT Terminator II bi-wire 接低音。剛開聲時聲音有些悶悶的，偏暗的音色，約一小時後逐漸開聲，放了幾張熟悉的片子，嗯！這音色是我喜歡的，基本上 Aleph 2 的音色與 JL-1 蠻相近的，在低頻的控制力上 Aleph 2 完全不輸橋接的 JL-1，在聲音的透明度上則是 Aleph 2 佔上風，以上是大致的試聽結果。在靜態方面，耳朵要非常貼近喇叭才聽得到些許嘶聲，相當不錯，目前這部後級是採用不平衡輸入，等我將 Balanced Zen Line Stage 改為平衡輸出後，再試試平衡輸入的聲音表現。
仿製的 Aleph 2 後級一瞥
試聽時背面接線情形
