PassAleph1.2後級仿製byPRBS－身在曹營心在漢

PASS ALEPH 1.2 後級仿製

ALEPH 1.2 後級本尊。

向極限挑戰

在 Aleph 2 仿製完成與這幾個月的細細聆聽後，我是愈加喜愛這部後級，它對於聲音的控制與表現的確有獨到之處。以前我不喜歡現役的 Tannoy 喇叭，總覺得它聲音衝，不耐久聽，後來在更換部分前端器材與改機後，Tannoy 就漸入佳境，Aleph 2 的加入當然使它的表現更上層樓，能不能使它更好？我不知道，但 Tannoy 原廠建議用家採用每聲道 300 瓦以上的擴大機來推這對喇叭，既然有了 Aleph 2 的好聲經驗，何不就向極限挑戰，在家造一部 Aleph 旗艦 --- Aleph 1.2。

雖然 Aleph 1.2 並非 300 瓦等級後級，但以 A 類 200 W 輸出能力而言絕非等閒之輩，在音響界有「摧毀之神」之稱，絕對列入怪獸後級之林。

ALEPH 1.2 規格一覽。

Aleph 1.2 線路圖。

Pass 全系列 ALEPH 後級電路皆相同，除了 Aleph 0 與 Aleph 1 為三級放大，其餘像 Aleph 2, 3, 4, 5 與此次所要仿製的 1.2 皆為兩級放大，而彼此間的差異僅在於工作的電壓與輸出晶體的多寡。前一篇 Aleph 2 後級仿製的裝機報告中已經對電路部分做了大致上的說明，這裡就不再贅述了，值得一提的是輸出晶體增加至每聲道 24 顆 IRFP240，其中 12 顆併聯提供偏流，另外 12 顆併聯輸出，靜態電流為 4 安培，因為併聯的晶體數量增多了，因此每顆晶體的負荷比 Aleph 2 要少一些，不過總消耗功率卻比 Aleph 2 要多出 1.7 倍，散熱片與機箱的規劃是一大挑戰。

MBL 9010 的散熱片

替 A 類 200 W 後級找尋適當的散熱片實在是件不容易的事，原先是打算沿用 Aleph 2 的機箱設計形式，將利用鰭片形散熱片置於四周外加上下蓋板，這是最簡單的設計，但是翻遍金電子的散熱片目錄就是沒有適合的，曾想過每邊用兩片金電子 K193 型併接，做成一個大方型筒，但這樣的設計不利於功率晶體的配線，會造成配線過長，弄不好會振盪。後來發現目錄中有一款 K130 散熱片，與 MBL 9010 所用的散片極為相似，散熱能力不錯，缺點是重量不輕。經過粗略計算後，決定每聲道用 8 片 K130，每片安裝 3 顆功率晶體，將長度訂為 25 公分 ( 機箱高度 )，這個 K130 每公尺淨重 18 公斤，8 片總長度為 2 公尺，光是散熱片就重達 36 公斤，若再加上變壓器、前後面板與上下蓋板可能會達到 50 公斤，不禁懷疑我到底搬得動嗎？

早先的機箱設計。

金電子 K130 散熱片，與 MBL 9010 所用的散熱片幾乎一樣。

所規劃的 Aleph 1.2 機箱。

實體照片一，每聲道一只 2600 W 變壓器與四顆 Sprague 37000uF/75V 大電容。

實體照片二，上面那張「展覽會之畫」是我喜愛的唱片之一。

零件的準備

此次製作 Aleph1.2 所用的主被動元件幾乎皆購自於國外，過程中也發起了好幾次團購，提供給其他有興趣製作 Aleph 後級的網友，包括電路板、IRFP240、IRF9610、ZTX450與 Sprague 電解電容等等，光是 IRFP240 就向 Digi-Key 訂購了超過 1000 顆，IRF9610 也有 300 顆，Aleph 旋風的確不小。有關晶體的配對可以參考 Aleph 2 後級仿製的裝機報告，因為晶體數量大，因此配對結果相當不錯，不過配對的工作也的確辛苦。

變壓器則是台南凌凱繞製的，也是團購的項目之一，因為我的目標是 Aleph1.2，因此我訂的規格與大家所拿到的版本不同，為了餵飽 A 類 200 W 所需的能量，我向凌凱開出了 2600 W 規格的變壓器，次級為兩組 0-48/27A 與一組 0-16/2A，真的是個大傢伙。濾波電容則是每聲道四顆 Sprague 36DX 系列 37000uF/75V，此電容常用於美系 Hi-End 後級中，口碑也相當不錯。

訂製的 2600 W 環形變壓器。

Sprague 36DX 37000uF/75V。

2600 W 的大變壓器加上將近 150000uF 的濾波電容，開機瞬間的脈衝電流是絕對不能忽視，當然用來限制開機電流的熱敏電阻 (CL-60) 是少不了，並利用三只繼電器做成多級開關，下面是整個完整的開機電路圖，電路圖左下角部分是一個脈衝開關電路，全機電源由 S1 所控制，這個電路我是參考 diyAudio 網站 Pass 討論區的脈衝開關電路，它會先開啟 RE1，當 RE1 接通後，RE2 隨即接通，AC 電源經由熱敏電阻進入變壓器，此時左上角的延遲電路開始動作，約 3 ~ 5 秒後接通 RE3 將熱敏電阻 bypass，RE4 與 RE3 共用電源，作為切換喇叭之用。這個電路頗有四兩撥千斤的味道，只需利用一個小小的開關就可開啟如此龐大的電源系統，而且不必擔心燒毀開關。

或許各位看倌覺得奇怪，開機電路中變壓器次級為何是 50 V？當初開給凌凱 48 V 規格已經是考慮接上負載時的壓降，而凌凱也是基於此點自動又幫我加上壓降補償，所以變壓器實際量測時空載電壓為 50 V，為了這多出來的電壓，我將會採用 CLC 濾波方式，一方面降低電壓，另一方面減少電源漣波，而 3.9 mH 電感將採用 Solen 空心電感。

開機電路圖。

用麵包板進行脈衝開關試做。

用洞洞板搭的開機電路。

使用四顆 CL-60 熱敏電阻，每兩顆併聯後再串接在一起，這樣的作法目的在增加開機瞬間所承受的

電流。

我針對濾波電路用模擬軟體作了一個簡單分析，這是一個叫做 PSU Designer II 的軟體，相當容易使用。我針對兩個方案進行模擬，一是不使用 CLC 濾波，另一則使用 CLC 濾波，下面兩張圖可以清楚看出使用 CLC 濾波的漣波大小比未使用 CLC 濾波要小得多，約只有 7.5 mV，這個軟體的另一個好處是可以告訴設計者，在不同負載、電感與電容的情況下，其輸出電壓值。

未使用 CLC 電路之模擬，漣波電壓約為 0.8 V，變壓器次級為 50 V，濾波電容容量為 37000uF x 2，負載電流為 4 安培。

使用 CLC 電路之模擬，漣波電壓約為 7.5 mV，變壓器次級為 50 V，電感值為 3.9 mH，第一級與第二級濾波電容容量皆為 37000uF

，負載電流為 4 安培，紅色線為經過第一級電容的電壓變化，綠色線則為經過電感與第二級電容的電壓變化。

向唐竹訂購的 Sloen 3.3 mH 空心電感，因唐竹 3.9 mH 電感缺貨，故改用 3.3 mH。

機箱組裝

這個後級機箱每聲道由八個 K130 散熱片所組成，分置於機箱兩側，我使用四根 L 形角鋁來固定這些散熱片，機箱底板是以 10 mm 厚度的黑色壓克力為材料，上蓋則為 5 mm 壓克力材料並加開長條散熱孔加強散熱，本來打算以鋁板做為機箱底板與上蓋材料，但是加上長條散熱孔的設計使得加工費用高昂，不得以以改採壓克力材料。組裝第一步是先將兩根較寬的 L 形角鋁以 M4 內六角螺絲固定在底板兩側，再將 M5 螺絲與螺帽預先鎖在 L 形角鋁上，螺帽與角鋁間留下足夠的間距，讓螺帽能夠滑入散熱片的溝槽內，一次裝一片，每邊四片放置完成後，再用內六角板手將散熱片與角鋁牢牢鎖緊，接著以相同步驟組裝另外一側。組裝過程中我並未拍下太多照片，讀者可能要自行發揮一下想像力。

鎖上兩根 L 形角鋁的機箱底板。

組裝好的機箱半成品。

另一張照片。

先把上蓋蓋上，看看孔位合不合，還好一切沒問題。

組裝完成的機箱，面板是由 12 顆 M4 螺絲固定，因反光看不太清楚。

另一張角度照片，面板與背板皆為壓克力材料。

PCB 組裝與配線

機箱完成後接著就把主 PCB 與輸出 PCB 上的零件一個個對號入座給焊好，板子上的電阻幾乎清一色是 Dale Vishay，三顆電解電容用的是友站何博士的訂製電容，Z1 ~ Z5 用的是 Motorola 1N4739/ 9.1V zener，C6 與 C7 則分別是 SPRAGUE Orange Drop 0.001uF/400V 與 0.047uF/400V 電容 ( 焊在背面 )，C8 則是 CDE 10p 銀雲母電容，R40 ~ R51 與 R40 ~ R51 用的是 Dale RS5 系列 1.5 歐姆繞線電阻，射級電阻 R22 ~ R27 與 R100 是 Dale RS2B 系列 0.5 歐姆繞線電阻，不過我總共用了 8 顆，其中一顆也是焊在背面，另外 Q4 與 Q5 的使用與 Aleph 2 一樣仍舊使用 BC550 晶體。

組裝完成的主 PCB。

PCB 背面，其中 0.047uF 電容與一顆 1.5 歐姆電阻焊在此面。

輸出 PCB 安裝就比較費事，先把原來長條形的 PCB 對切成一半，我是用大型美工刀在正反兩面用力畫幾刀，在從中間折斷，切口相當平整，但很費事就是了，這樣切完之後兩聲道就共有 16 片，然後每四片要連接在一起，我是用處女銅線進行連接，老婆還說這東西好像小火車，是要給女兒的玩具嗎？哇ㄌㄟ....不管了，忍辱負重繼續做下去，由於我的散熱片並沒有攻牙以固定 MOS 晶體，而是採用 15mm 寬 3mm 厚的鋁條來固定，鋁條中間夾著 MOS 晶體，利用 M5 螺絲與散熱片鎖緊。

安裝完成的輸出 PCB。

利用鋁條固定 MOS 晶體。

接下來進入重要的配線工作，首先將搭棚製作的開機電路給裝上，周邊相關的配線也都要先安排，這時背板的 AC 輸入座與保險絲座也已安裝完畢。接著安裝變壓器與橋式整流，整流部分採雙橋式整流，用的是 IR 製 35A/600V 規格，另外由於變壓器的線實在很粗，組裝時也吃了點苦頭。接著安裝四顆大濾波電容與兩顆 3.3mH 電感，電容我是用南寶樹脂固定，電感則是用以前洗壞的雙面銅箔 PCB 來承載固定，沒想到廢物還能利用。

開機電路安裝。

安裝完成的變壓器與橋式整流，機箱底板已預先舖設了銅箔。

全機的電源開關，僅一顆小小的按鍵開關 ( 1 安培規格 )，全仰仗開機電路。

電源部分配線完成。

電源配線完成後，就準備上電測試，此時主電路板與輸出電路板皆未連接，再三仔細檢查後心裡還是毛毛的，深怕哪裡沒注意到，這麼大的電容量與變壓器弄不好的話下場是會很慘的。上電後，把面板的按鍵開關輕壓一下，先聽到一聲清脆的繼電器接通聲，約 5 秒後另兩顆繼電器也隨之接通，電源部分沒問題，心裡放下一塊大石頭，接著量測整流後電壓，因為無負載，且電感並不會產生壓降，量測結果約在 DC 70 V左右。電源部分確定沒問題後，接著便把最後一只用來切換喇叭輸出的繼電器給裝上，然後再把主電路板裝入，並把所有配線連接。

安裝在背板上用以切換喇叭輸出的繼電器。

主 PCB 裝入。

測試與試聽

一切完成經反覆檢查後上電，無冒煙也沒爆炸，太好了，先量工作電壓，非常接近 60 V，約 59 點多伏特，與當初用 PSU Designer 模擬的結果有些許出入，輸出直流小於 5 mV，AC 雜訊用電表則量測不到，將輸出接一高音單體僅有些許嘶嘶聲，完全無哼聲。主 PCB 各工作點電壓， Z5 zener 為 8.93 V，R11 跨壓為 5.29 V，R14 與 Q5 的 Vce 跨壓皆為 4.30 V，偏流設在 4 A ，開機一小時後散熱片僅微溫，反倒是兩個大空心電感溫度較高，但不至於有危險。

測試中的 Aleph 1.2。

背面照片。

目前僅完成一聲道，需等另一聲道完成後再進行試聽，屆時再向大家報告它與 Aleph 2 的差異。

在裝另一聲道時就出現問題了，此聲道裝好後上電約莫一分鐘保險絲就燒斷了，檢查後發現偏流晶體與輸出晶體各燒一顆，原因不明，換上兩顆新的晶體後，開機後正常，約半小時後保險絲又燒斷，又有兩顆掛了，也是偏流晶體與輸出晶體各燒一顆，這裡要插進一小段故事，先前完工那一聲道雖然一切正常，但量測每顆跨在 1.5ohm 的壓降差異卻有些大，約有 0.1~0.15V 的差異 ( 偏高 )，當初配對 Vgs 時明明都在 0.01V 的範圍，我是每 3 顆一組鎖在一片散熱片上，用一長鋁條將四組 12 顆晶體固定，巧的是差異比較大的都是中間那顆，而旁邊兩顆的值則非常接近，與其他七組的值亦很接近，所有這八組的中間那顆都怪怪的，無獨有偶的是，後完成的這聲道掛掉的晶體都是安裝在中間位置，猜想很可能是鎖緊鋁條用的力量太大，造成晶體內傷，重新思考後的解決方式是，將長 51 公分的鋁條切成四段，每段僅固定三顆晶體，並在鋁條與晶體間置入軟性緩衝材料。我在 IR 的 Allpication note 中看到一段資料，TO-247 包裝晶體僅需 20N 的接觸力量即可達到相當不錯的熱接觸阻抗，而最大可以忍受的 force 為 200N。

問題是手邊已經沒有與先前配對相近的 IRFP240 了，正要準備向 Digi-Key 再下單時，有位網友林先生熱情免費贊助 50 顆 IRFP240，林先生還非常好心將晶體送至我住家附近，再次感謝他。這 50 顆晶體拿到手後立刻進行配對，運氣不錯都可以挑到我所需要的。在後續的裝機過程中也出現之前在討論區中有網友提到的問題，跨在 1.5ohm 電阻壓降會一直往上升高，但只有一顆而已，將它換掉後就正常了。修正後的晶體固定方式，就不再出現電阻跨壓異常的現象，我把晶體重新安排搭配林先生所提供的晶體，將先前完成的那聲道中所有有問題的 IRFP240 都換掉，換完後也都正常，也都經過了數天的觀察，確定一切都沒問題才接上喇叭試聽。