胆机中音量电位器应用二三事儿

关于胆机中音量电位器的使用，经常有朋友询问，有关于应用上的、选择上的，还有使用位置上的，它们有的牵扯到电路的应用常识，有的还牵扯到一些较复杂的知识。

音量电位器的使用，对于业余DIY发烧友来讲，可能大家都觉得是一个很简单很容易的事情，随便拿上一只，焊上去就行，有什么困难的？

然而，我们深究起来，它其实并不如我们想像中的那么简单，有的时候，凭经验做事儿并不是那么牢靠，我们还是要了解一些关于其中的道理，所以，今天我们以胆机中音量电位器的应用两三例为题，深入探讨这其中蕴含的一些知识，或许对于初入此门的发烧友有所帮助。

一、音量电位器对输入阻抗高低的影响、对噪声干扰抑制能力的影响。

这是一个最基本的常识，电路的输入阻抗越高，它越是容易受空间电磁信号、干扰信号的影响，使得整机的信噪比降低，所以，如果电压放大级真空管麦克风效应较大或者放大级数较多的电路，不建议在胆机电路中使用过高阻值的音量电位器，例如阻值为xxxK欧。

最极端的例子是几年前，还看到有朋友采用以前老收音机中使用的470K音量电位器用在现在的制作品上，美而言之有音乐味儿。

作为一个最常用的值，50K欧的音量电位器是一个较不错的选择，如果不是一些罕见电压放大管的搭配，它通常都不会出现太大的问题。

二、音量电位器的音量调整对整机失真特性的改变

如果是我们《音响和音乐》公众号的关注者，可能会熟悉我在很久以前写过一篇文字“我们为什么要大马拉小车”？

我们知道，放大器的总谐波失真是与它的输出电平大小呈正比关系的，也就是输出功率越大，失真值就越高；输出功率越小，失真就越低。

当整机的额定输出功率不能改变时，那么输入端的信号越小，电路的失真也就越低，道理很简单，输入端的信号变小了，自然输出功率也就变小了，失真自然也就降低了，浅显的道理。

例如，2015年音响中国推出的睿歌6L6G 推挽功率放大器在各个不同功率下的总谐波分别为（对不起，实际例子不敢用其它任何机型试险，只能用自已的机器）

总谐波失真：

THD≤0.21%   (Pout=24W额定功率 1KHz)

THD≤0.052%  (Pout=20W 1KHz)

THD≤0.028%  (Pout=1W  1KHz)

从上面可以看出，对于一个正常的放大器而言，我们调节音量电位器的同时，实际上也控制了一个放大器在不同功率下的失真状态，这个状态对于我们的音频放大器而言，是一个普遍适用的定律。

所以，我们在系统放音中，适时的调节音量电位器或者将音量电位器控制在合适的位置上，我们可能会得到更为优秀的音质表现，要知道，当一个系统工作在满功率输出时和小功率输出时，其音质和音色的表现都是有区别的，小信号输出时更优。

三、音量电位器阻值大小对于放大器频响之影响

既使是对于许多老烧而言，这也是让他们忽略掉的一个问题，当然忽略掉的原因是，并不一定是每个人都拥有基础的理论知识，更主要的是，在大部分情况下，因音量电位器造成电路频响受到的影响并不是太明显。

当然，这个所说的影响不是太明显，是在绝大部分常规应用时所遇到的情况，但是万一，我们遇上一些极端状况呢？

在《音响和音乐》第二十一期中，我曾写有一篇《密勒效应在胆机电路设计中的影响》，大概率就提到了这个现象。

如果我们在胆机电路中，使用了一些特殊的高跨导五极管作为三极管接法应用时，会出现什么样的情况？

例如，一只声音表现相当不错的D3A五极管接成三极管接法应用在电路的第一级电压放大电路中。

如果我们在这个D3A三极管接法的电压放大级前采用了一只50K音量电位器，电路和50K电位器阻值以0.25步进值作调节变化时得到的频响参数扫描结果为：

从结果看来，当D3A电压放大级采用50K音量电位器，并且音量电位器调节到阻值正中间时（电位器两臂阻值均为25K时），此电压放大级高频-1dB频响值仅能达到9.827KHz。原因是，当音量电位器阻值调到其两臂相等时，其等效输出电阻为12.5K欧，这也是这只音量电位器在D3A的栅极电路中所能形成的最大值，它与D3A的密勒电容形成了一个低通网络，其-1dB频率为9.827KHz，直接很大程度影响到了电路的高频特性。

记住，这个值是很精确的，因为D3A在接成三极管接法下的各极间分布电容值均是我用电桥测试后代入到D3A这只管子的仿真模型中了。

那么，当我们在这个D3A电压放大电路的音量电位器采用了较小阻值的品种之后，其频响的变化会如何？

同样的这个电路，当我们将它的音量电位器改成20K欧以后，所得到的频响仿真结果为

很明显，当采用20K欧电位器以后，这个电压放大级在其20K欧音量电位器动臂调节到物理阻值正中间时，电路的高频端频率已经改善到为-1dB频率24.21KHz。

从这个例子我们可以了解到，音量电位器的选用，在一些特殊情况下，会更加明显的影响到电路的高频特性，甚至对于D3A这只管子来讲，其音量电位器既使用到10K欧的品种也不为过。

所以，在一些特殊情况下，音量电位器的阻值选择，我们必须要考虑到其电路的独特要求，不仅是输入阻抗高低对干扰信号的抑制能力，还有考虑到密勒电容对电路高频的影响上。

四、音量电位器在电路中的使用位置选择上

前几天，有一位朋友同我聊起了一个想法，他不想将音量电位器放在电路的信号输入端，而是想将电位器放在电压放大器的后面，也就是放在电压放大级和推动级之间。

我问原因是什么，这样做的出发点是什么？

他说，Audio Note Kit One就是这样做的，将音量电位器放在了电压放大级之后、推动电路之前。

音量电位器，当然也可以放在电压放大级之后，没有谁规定，音量电位器一定必须要放在电路的信号输入端上的。

但是，我们在这样做之前，一定要了解这样做或者这样选择可能带来的一些影响，只有将这些影响全盘考虑在电路设计内，才能得到较好的应用效果。

第一，当信号输入级不采用音量电位器控制整机的音量大小时，前面的电压放大级一定工作在失真最大的状态上，因为从音源过来的信号电压全幅被放大，而最浅显的道理是，电压放大级的失真和其输出电平呈正比关系，输出电压越高，失真也就越大。那么将音量电位器放在电压放大级之后，即使调节音量电位器的音量大小也并不能降低电路已经因放大后的高电平输出时失真特性。但是将音量电位器放在信号输入端时，音量电位器能控制住输入信号的大小，输入的信号电压越低，输出的电压也就越低，失真也就越小。

第二、音量电位器本身的阻值也成为了第一级电压放大电路交流负载的一部分，它会同第一级电路的屏极电阻并联在一起大大加重电压放大级的负担，造成其失真特性大幅增加（除非是您在电路设计中预先考虑到了这种情况），为了尽量减小接在电压放大级之后的音量电位器对第一级电路失真特性的影响，此时音量电位器的阻抗必须得尽量大才行，这显然也会造成其它的问题，例如推动管各极间分布电容的影响。

我们同样以电路的仿真形式给出其真实的理论结果辅助说明音量电位器放在信号输入端和放在电压放大级之后的区别，要说明的是，这是真实的结果，如果不信的话，您可以直接搭电路进行确认真假。

这两个电路，一个将音量电位器放在信号输入端，一个是将音量电位器放在电压放大级的输出端，两者在相同电压下的失真特性。音量电位器，我们均选择在100K欧的阻值（在这个电路对比中，音量电位器阻值不宜选得太低，因为它同样有可能是电压放大级的屏极交流负载）。

这是音量电位器在电压放大级之前和之后所得到的两个参数扫描结果，音量电位器阻值为100K欧，信号输入电压为1V，电位器扫描时的步进值为0.25，也就是动臂变化范围从上臂0开始到100K欧结束，每25K欧步进扫描一次。

它们参数扫描在电位器调整到不同位置时得到的总谐波失真值对比如下所示：

从这个总谐波失真数据的对比上很容易了解到：

电位器放在电压放大级之后，无论其音量电位器如何调节，其总谐波失值变化很小，一直维持在0.067%~0.068%之间，其原因正如前面所说，因为输入信号一直以1V的最大值送入到电压放大级进行放大，音量电位器的调节虽然会对电子管的屏极负载电阻带来一些微弱的改变，但对整体失真性能的改变影响并不显著。

电位器放在电压放大级之前的传统用法，除了音量电位器直通（也就是音量最大时）时的总谐波失真和电位器放在电压放大级之后一模一样外，其它在任何位置的失真都远小于将音量电位器放在电压放大级之后的做法，其总谐波失真随着音量的变大而逐渐增加。步进值从0.25变化到1时，电路的总谐波失真范围是0.0265%~0.034134%，当音量电位器位于物理阻值的中间位置时，其失真更是低至前者的1/4。

显然，我们在制作一些对失真参数要求极高的胆机电路时，音量电位器的使用安装位置按照传统的用法一般来说不会有太大的问题，但是此时如果您想将音量电位器选择安装在电压放大级之后，那么您一定得要预先谋划电路的整体设计才行，岂不可意随心至，随意而为之。