构建你自己的唱机前置放大器

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图片来源：

Opensource.com

我很幸运在圣诞节收到一个新的唱头。真是太棒的礼物了！当然，拆下旧唱头，安装新唱头，并正确设置好所有东西，都需要大量的修修补补，这其中充满了乐趣（或者，我想，也可能令人沮丧，这取决于个人的观点）。

为了获得这方面的专家建议，我求助于 Michael Fremer 出色的教学视频和文章，他是一位黑胶唱片爱好者和音频记者，在唱机领域拥有多年的经验。我在这里不提供单一的代表性链接，而是建议您在您喜欢的搜索引擎中搜索“Michael Fremer cartridge setup video”。

问题

我的新唱头需要解决的问题之一是其输出电平。我的唱机前置放大器旨在与普通的动磁唱头一起工作。这种唱头的标称输出约为 5 毫伏，或 mV（1 毫伏是 1 伏的千分之一）。唱机前置放大器必须将这 5 mV 的输入放大到大约 1 伏，或 V 的输出，才能与 CD 播放器或 DAC 产生的输出兼容。这意味着放大器必须将其输入信号乘以大约 200 倍的系数。这种乘法被称为放大器的增益系数。电子设计传统倾向于用分贝或 dB 来表示增益（或其反面，损耗），分贝是根据增益系数计算出来的，公式如下：

让我们使用 Linux 实用程序 bc 来进行此计算。首先，请注意，上面的公式需要以 10 为底的对数，而 bc 给我们的是自然对数，即以 e 为底的对数，因此我们需要将比例因子调整为 20 以考虑到这一点。这是在我的终端窗口中看到的样子，使用 1 作为输出电压，0.005 或 5 毫伏作为输入电压：

me@mycomputer:~$ bc -l

bc 1.06.95

Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006 Free Software Foundation, Inc.

This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.

For details type `warranty'.

20 * l(1 / 0.005) / l(10)

46.02059991327962390440

me@mycomputer:~$

当提供 -l 选项时，对数函数在 bc 中是预定义的，并被称为 l()。通过除以 10 的自然对数来调整比例，或l(10).

因此，我的唱机前置放大器提供约 46dB 的增益。这对于动磁唱机前置放大器来说是一个相当标准的增益。

然而，我的新唱头是一个动圈唱头，它的标称输出要低得多——不是 5 mV，而是 0.4 mV。在 bc 中使用相同的公式，我们可以计算出我们需要的增益类型：

me@mycomputer:~$ bc -l

bc 1.06.95

Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006 Free Software Foundation, Inc.

This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.

For details type `warranty'.

20 * l(1 / 0.0004) / l(10)

67.95880017344075219162

me@mycomputer:~$

显然，那么，我需要一个增益约为 68dB 的唱机前置放大器。该怎么办呢？

潜在的解决方案

对于这个问题，基本上有两种可能的解决方案（假设我不想退回我的圣诞礼物）。第一种是购买一个替代的唱机前置放大器，该放大器具有适合此唱头的增益。第二种是购买一个额外的增益级，该增益级位于唱头和唱机前置放大器之间，将 0.4 mV 提升到 5 mV 左右。

就我而言，我决定追求——至少目前是这样——第二种选择。但在做出这个决定的过程中，我遇到了一些面向业余爱好者的设计，他们对构建自己的唱机前置放大器以及用于动圈唱头的独立额外增益级感兴趣，这些增益级被分别称为升压设备、头戴式放大器或唱机前置前置放大器。

这些设计中有许多以某种开源形式提供，无论是通过正式的许可证还是非正式的公共领域。一些设计师提供电子元件供应商的物料清单 (BOM) 或各种级别的套件。让我们看几个。

升压设备

将动圈唱头的低输出转换为与动磁唱机前置放大器的输入相匹配的一种方法是使用变压器。变压器是一种非常简单的无源器件，它利用电磁感应在电路之间传输电能，同时以某种理想的方式改变传输能量的特性。

变压器适用于这种升压功能，因为动圈唱头产生的总电能与动磁唱头大致相同；尽管它的电压输出只有动磁唱头的 1/10，但它产生的电流比动磁唱头大得多。因此，合适的变压器会将总能量转换为不同比例的电压和电流，更适合动磁唱机前置放大器。

有一些专业的变压器制造商生产适合此用途的设备；例如，Jensen、Lundahl、Stevens & Billington 和 CineMag。您可以通过搜索“moving coil step up diy”在网上找到 DIY 说明。K & K Audio 使用 Lundahl 变压器为那些愿意且能够处理焊接和组装的人制作套件，并且它还以成品形式销售这些套件。Bob's Devices 销售基于 CineMag 系列变压器的封装解决方案。许多制造商将这些（或其他）公司的变压器集成到他们的唱机前置放大器中（尤其是电子管电路）。变压器升压设备和零件，无论是新的还是二手的，都可以在常见的在线商家处找到。最后，当然，还有其他变压器和升压制造商；您的搜索引擎是您的朋友...

然而，变压器很昂贵。生产一个好的变压器需要昂贵的机械（相对于低产量而言）、相当多的专业知识和相对昂贵的铁芯材料。一个好的变压器需要精密制造。

另一种可能的替代方案，成本可能更低，是使用有源器件——晶体管、运算放大器，甚至可能是真空电子管。

对于那些愿意并且能够设计自己的电路板的人来说，有很多电路原理图可供选择。其中三个来自 Marshal Leach 的创意，他是佐治亚理工学院的前电气工程教授。另外两个有趣的设计在 Elliot Sound Products 网站上进行了描述；更多信息请访问 Tube CAD Journal，等等。同样，您的搜索引擎是您的朋友。我在网上找到的电路设计有一点：它们通常只让我走到最终目标的一半，因为它们是围绕与我的唱头完全不同的某些唱头的规格设计的。因此，请准备好进行建模和实验以获得正确的结果。

有一些不错的套件可供选择，无论是否包含零件，例如，来自 Boozhound Labs 或 Muffsy Phono Kits（该网站为新手构建者提供了精美的图文说明）。这两家套件供应商都以可靠的售后支持而闻名。