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音响评析

如果它的声音不真,那我宁愿要假 美国 柏思 Pass Labs Xs300

2018/4/18 15:49:37

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把一部后级作成四件式,大概已经是顶天,很难想像会有五件式、六件式后级出现。未来,如果Nelson Pass还要推出超越Xs300的后级,不知道在单端加上超对称与纯A类之后,还有什么手法可以使?

众所周知,Pass Labs(以下简称Pass)是Nelson Pass于1991年所创立的,第一件产品是纯A类单声道后级Aleph 0(每声道输出75瓦),于1992年开始出货。当年这部单声道后级采用了真空管机所习见的单端大电流做法,但是却又混合了Push Pull推挽功率输出级架构,这种单端推挽纯A类的设计在业界掀起涟漪,讨论褒贬之声不绝。

沉浸于纯A类世界

Aleph 0之后是Aleph 1,每声道输出高达150瓦。到了1994年,Pass把原本三级增益级的线路架构缩减为二级,这个二级增益架构一直维持到今天。改为二级增益之后,陆续推出每声道200瓦的Aleph 1.2与每声道100瓦的Aleph 2。同年Wayne Colburn加入,后来的前级以及唱头放大器都是他的手笔。这年Pass申请了二项专利,其中一项就是日后一直使用迄今的SuperSymmetric超对称线路。所谓「超对称」的说法也在业界引起广泛讨论,不过质疑归质疑,大家最后也没话说,因为连专利权都申请下来了。1995年推出每声道只有30瓦的Aleph 3,以及Aleph L前级。1997年Wayne Colburn研发推出Aleph P唱头放大前级,以及D1数位类比转换器。1998年,Pass首度推出以超对称线路设计的X1000,X1000每声道输出1,000瓦,只有二级增益级以及局部施加负回授。继X1000之后是单声道机X600,立体后级X350、X250以及X150。在推出后级同时,1998-1999年间,几部Colburn设计的前级同时推出,包括X0、X1。2001年推出XVR1主动式电子分音以及X2.5前级。

2002年,混合X系列以及Aleph系列优点的XA系列推出,这就是所谓Balanced Single-Ended Class A后级。XA系列当时推出每声道200瓦的XA200,以及每声道160瓦的XA160。2003年则推出X系列改良型X.5系列,包括X150.5等一系列扩大机随后而来。一直到2007年,XA系列也推出.5改良型,包括XA100.5、XA30.5等等。到了2012年,Pass才又因为超对称线路的到期而推出Xs系列。Xs系列包括上次我写过的Xs150(每声道输出150瓦),以及这次器材外烩的主角Xs300,此外还有一部前级。

施加偏压越高,失真越低,声音越美

Nelson Pass在美国不仅因为推出扩大机而闻名,他DIY在界也广受好评,在相关论坛上经常可以见到他跟同好笔战,或谆谆教诲,以正面的态度捍卫他的设计理论。综观他的设计理念,可以发现焦点集中在二处,一处是极简的放大级数(只有二级),另一处则是施加高工作偏压(也就是工作电流)。极简的目的是要减少失真,施加高工作偏压的目的也是减少失真。也因为这二项设计焦点,所以他所设计的后级扩大机多以纯A类为主。即使是AB类,也是高偏压的AB类,散热片热度远高于一般AB类。Nelson Pass是线路设计师,按理说应该事事以仪器测试为主,事实上却不然,在Xs300的说明书中,他说得清楚,失真规格并不代表好听与否,泛音结构(Harmonic Structure)与相位才是决定音乐主观认定好不好听的关键。此外Nelson Pass认为扩大机的功率输出元件影响了声音的特质,无论您是用真空管,用SIT晶体,都会导致不同的声音特质,所以在研发Xs系列的过程中,他们非常注重人耳聆听经验。在聆听过程中,更换过许多不同品牌、不同型号的元件,最后选择了已经停产的Toshiba FET。

为了瞭解Pa ss纯A类扩大机跟别家有什么不同,以下我想先稍微複习一下所谓的A类、B类跟AB类放大。简单的说,A类放大就是不管有没有音乐讯号输入,只要开机,线路上就持续施加一定的电流,称为工作偏压(Bias)。而要达到A类标准,所施加的电流至少必须是输出级最大电流的一半,所以A类放大不管有没有音乐讯号输入,随时都处于高耗电中。而B类放大在没有音乐讯号输入时,并没有施加工作电流,所以平时很「冷酷」,就算工作期间,温度也仅是温温的。

AB类放大其实就是A类与B类放大的折衷,把二者结合在一起,当没有音乐讯号输入时,也施加一定的偏压,不过并没有A类那么高。所以,AB类在小功率下通常可以说是A类放大,但是在超过小功率时就变成AB类放大了。下次您看到某扩大机宣称小功率下纯A类放大不必有什么特别感觉,因为这是AB类放大的天性。谐波失真的型态与交越失真一个问题来了,为何我们都说A类放大声音比较好,AB类次之,B类更差呢?因为放大线路有一个特性,在没有施加负回授的大前提下,只要施加的偏压越高(给予的工作电流越大),失真就相对地降低(包括内调失真),不仅失真降低,谐波失真的情况也改变,从原本的高次谐波失真转为低次谐波失真,例如二次谐波三次谐波等。如此一来,会让人耳觉得声音更好听。

A类与AB类放大还有另外一个不同处,那就是零点交越失真的不同,前者没有,后者则无法避免。什么是零点交越失真呢?大部分线路为了能够提升工作效率,都会采用Push Pull推挽设计,也就是采用互补对称功率晶体Q1与Q2,Q1接正电压,Q2接负电压。请记住,音乐讯号是交流电压,也就是正负电压交替转换的型态,当输入端的音乐讯号是正电压时,Q1导通,而当音乐讯号转为负电压时,Q1休息Q2导通。这样的架构虽然说是推挽,好像二个人用一根锯子在锯木头,实际上可以看成是接力赛,AB类就好像跑者静止不动,接到棒子之后才起跑,此时就会产生没有移动的Dead Point,这也就是音乐讯号从正转到负之间的那个零点交越处失真。而当我们在线路上施加工作电压之后,接棒的跑者并非静止等待,而是开始慢跑准备接棒,二位跑者之间并没有静止的时候。施加工作电流越高,代表二位跑者接棒时的跑步速度越快越顺畅,所以失真越低;反之失真就会越高。基于施加高工作电流有这些好处,所以Pass的扩大机设计一直都是以A类为目标,即使有AB类设计,其施加的偏压也比一般AB类扩大机还高,摸起来也是烫手的,所以有人会误会Pass的扩大机都是A类设计。

单端超对称纯A类

前面说到的仅是推挽式A类设计,但Pass有名的不是所谓晶体单端Singlended A类放大吗?没错,单端架构其实都是A类放大,不同的是,推挽式设计采用Q1、Q2互补对称功率晶体,而单端却采用非互补对称晶体。简单的说,推挽式放大是以二个功率晶体

背板

Xs300的背板就如一般后级,除了电源外接,输入端XLR与RCA兼具,还有二组喇叭线接端。

内部

主机箱打开,里面是8个大滤波电容,还有数不清的功率晶体。假若您想要买很多的线路板与零件,Xs300会让您失望。

互补来完成一个音乐波形的放大,而单端却是只用一个功率晶体就可以放大一个完整波形。二者相较之下,单端所产生的谐波只是二次谐波,这是人耳觉得好听的谐波。而推挽式放大即使施加较高的电流,其谐波还是包含三次谐波成分,听起来会比较不顺耳。这就是为何内行人都认为单端放大才是纯A类放大之王的原因。不过很明显的,单端A类放大的电能转换效率更低,而且功率输出级的最大电流输出受限于所施加的工作偏压,所以如果想要获得大功率输出,付出的代价就会更高。回到正题,Aleph 0就是每声道75瓦(8欧姆负载)单端A类放大,由于Aleph系列声音虽美,但电能声能转换效率实在太低,导致成本居高不下。为了抢佔更广的市场,Pass在1994年推出超对称(Super-Symmetric,称为X)线路,包括X.5与XA.5系列。X系列其实就是保留单端的思维,但施加的偏压较低,改以超对称来替代。换句话说,X系列追求的也是单端的思维,不过输出级却是平衡架构,而且工作电压比Aleph 0低。老实说这样做的主要用意还是在于:提供大功率输出,降低售价。超对称系列是否成功?从热销18年的事实来看,这种「经济取向」是成功的,符合市场需求,否则应该跟Aleph系列一样,早就停产了。

X系列与XA系列的不同

到底X.5系列跟XA.5系列之间有什么不同?价格不同!同样的输出功率瓦数,XA系列要贵上很多。为什么?就因为XA.5系列是纯A类设计(电压低,工作电流高),而X.5系列为高偏压AB类设计(电压高,工作电流相对较低)。如果您曾经用手摸过二者的散热片,就会发现XA.5系列要比X.5系列热很多。不过,即使X.5系列的散热片温度比XA.5低,但跟其他厂牌的AB类后级相比,温度还是高的。前面说过,为了超对称专利到期,Pass势必要推出新的产品,在研发三年之后,才有Xs系列在2012年诞生。由于电源供应能力加大,为了避免电源杂讯干扰放大线路,势必要把电源独立出去。此外,功率晶体的输出能力也扩大到1,500瓦以上的容量,不过实际输出只标示到4欧姆负载600瓦。这么大的输出功率容量分为六区,Pass自己说,最困难的地方就是如何让这么多的功率晶体「同心协力」产生正确的泛音结构,因为这是让音乐真实好听的重要因素。采用库存新品晶体Xs系列的架构仍然是超对称,不过电能声能转换效率提升33%,六区功率晶体中,其中四区维持纯A类偏压,另外二区则是备用,一旦功率需求超过四区的需求,这二区就补上。刚开始研发时,Pass采用X系列的电压增益级线路,不过在慢慢修改功率级之后,电压增益级也就不同于X系列了。它采用New Old Stock的Cascoded Toshiba JFET作为输入级藕合。而在需要比较大电压摆幅的电压增益级上则采用耐压性更好的Toshiba MOSFET(同样也是NOS,停产了)。再来,就是把输入端、电压增益级的工作偏压提升为X系列的三倍,获得更好的线性以及更高的电压驱动能力。不过也因为电压提升,所以散热片的面积也要增加,这也是Xs系列机箱必须那么大的原因。除了采用新零件之外,前端线路的回授方式也改采用串叠局部回授(Cascode Local Feedback),达到100kHz开路频宽。这种回授线路的好处是可以避开以前必须在好处与坏处之间取捨的尴尬,让谐波失真更低。其结果是只要施加10dB的前端局部回授,就可以让功率输出级不需要施加任回负回授就能够工作得更稳定。当然,Xs系列各级之间也是直接交连,没使用交连电容。Xs系列的输入阻抗很高,不过还没高到1M欧姆,而是200k欧姆(平衡输入端),这样的数字也已经很高了,加上容抗很小,所以只要小讯号就可以驱动后级。因此,为避免杂讯串入,如果您使用的是RCA端子,记得一定要把原厂所附的XLR端子跳线接在1、3脚之间,如此一来可以避免输入端的杂讯干扰。其实这种做法Pass已经行之有年,Xs系列不过是一以贯之而已。

四件式有其必要

拉杂说过Pass的设计理念之后,接下来我们把目光转回Xs300身上。Xs300是四件式设计,不仅二声道箱体独立,而且每声道拥有一个电源供应箱,这样的设计除了想要争取大家的目光之外,当然也有实质上的需要。这话怎么说呢?因为输出功率大,需要的电能也大,把电源跟放大线路放在一起将会引起严重的干扰。您知道吗,Xs300每声道采用122个功率晶体(Xs150用了72个),在8欧姆负载下可以输出300瓦,4欧姆负载下可以输出600瓦,2欧姆负载下可以输出1,200瓦。请注意,每当附载阻抗减半时,输出功率就倍增不打折,而且都是在纯A类状态下,这样的电能输出真是惊人!事实上,Xs300可以整天输出2,000瓦而不挂掉。Xs300的主机箱外观跟X系列不太一样,面板上已经没有把手,只有一片平坦,面板中央一个圆表头,看起来素淨。许多人误以为这个表头显示的是输出功率,但在唱歌时却又从来不见指针晃动,只是一直停留在中央位置。其实这是Pass的坚持,他家的表头并非显示功率输出,而是偏压(工作电流)。由于工作时偏压一直维持在很稳定的状态下,所以指针从来不会下降到最左边底部。那么会不会上升到最右边顶端呢?那代表工作电流大到极端,我也从未见过,只是在大动态音乐再生时偶而看到指针温和的晃一下而已。来到背板,只有XLR与RCA输入端子个一个,还有二组喇叭线接端,如此而已。而电源箱的面板除了没有表头之外,跟主机箱一样,就不多说了。请注意,主机箱面板上的开关并非电源开关,而是表头照明灯的开关。而电源箱面板上的开

关才是Standby。

打开主机箱顶盖,可以看到内部跟上回我写过的XS150完全相同,映入眼帘的是8个大滤波电容(Xs150只有6个), 再来就是左右二边数不清的IRFP240 Y16K AP/AH MOSFET功率晶体(122个),您所看到的线路板只有一小块的输入级、增益级线路板立着,以及一块平躺辅助稳压线路板,其馀别无他物。或许您会觉得花那么多钱买这么少的「线路板」,很不值得。但是您要回头想,Xs300只有二级增益级,线路已经是无法再简单的极简类,当然不会有太多线路板。其实,一部后级最重要的就是充足的供电与低失真的放大,其馀是多馀的。到底您想要的是很多的线路板,很多的零件?还是很好的声音表现?假若您懂得这样想,这些钱就花得有意义。

打开电源箱顶盖,映入眼帘的又是8个大型滤波电容,左右二边同样是密密麻麻的功率晶体,只是数量比主机箱少而已。电源供应箱又不是后级,要这些功率晶体做什么?原来这些都是用来作DC稳压的。通常后级作稳压的非常少,因为困难重重。Xs系列这样作,凸显了他对电源供应的重视,这是其他后级很难见到的,尤其是纯A类。或许您会奇怪?怎么没看到电源变压器,原来那些功率晶体是短胖型的,悬挂在架子上,没有跟底板接触,而Plitron电源变压器就是藏在滤波电容底下。

不同搭配不同声音

这次器材外烩地点在竹北胜丰群音响二楼聆听室,搭配的喇叭是WilsonAudio MAXX ,前级Pass Labs XP30,CD讯源Gryphon Mikado。来到胜丰群音响之前,我自认对于Xs系列的声音早已胸有成竹,因为我在自家里听过XP30前级与Xs150。而Xs300的设计跟Xs150一样,只不过输出功率更大而已,按理说声音特质应该是完全一样的。不过,当我听过之后,内心却相当惊讶,因为我听到的声音跟我在家里听的有很大的差异。我可以理解在不同的空间中、不同的数位讯源加上不同的喇叭,这整套系统的声音表现一定跟我家会有差异的,但没想到差异会是那么大。所以,搭配的奥妙在此又获得明证以下,我尽量把焦点集中在Xs300的「本性」上,因为搭配与空间差异而引起的不同声音我就少提。

如果它是假,宁可不要真

Pass Xs300既然是一部高价的四件式后级,它的好处其实已经不需要我锦上添花多置一词。读者们会怀疑的是到底它的个性是不是我喜欢的?它值不值那个钱?我不敢说Xs300的个性是您喜欢的,它表现出来的就是很自然的宽松大器,馀裕十足,好像轻踩油门就可直飙时速200,而且后劲绵绵不绝。它美吗?所有的乐器与人声的美质都会让您如饮佳酿,不醉不休。它真吗?如果它发出的乐器人声不真,那我宁要不真。PassXs300肯定是一部划时代的后级,如果未来NelsonPass还能搞出什么超越Xs300的新花样,那我真是拜服。

产品参数:

输出功率  300瓦/8Ω,600W/4Ω

功率消耗  900瓦

输入阻抗  单端100kohms,平衡200kohms

输入端子  XLR×1,RCA×1

增益  26dB

低频响应  1.5Hz

高频响应  100kHz

失真率  0.003% @1瓦 , 1.0% @300瓦

信噪比  <200 uV unweighted output

尺寸(宽×深×高)  48.3×69.9×29.2cm(每台)

重量  59kg(功放),76.3kg(电源)



柏思 Pass Labs,Xs300,Pass Labs Xs300