真正通吃16-600Ω耳机的50电子管耳机放大器
左增军 / 2026-04-06
耳机属于近耳设备，一般灵敏都比较高，有很小的驱动功率就可以推动。早期的耳机大多是高阻抗耳机，近代低阻耳机流行，得益于其便携性和方便性，比如8-16欧姆耳机可以直接插到手机上使用。作为耳机发烧友，手上没有几部耳机可能都觉得不好意思，只是这些耳机的阻抗范围比较大，几十欧姆到300、600欧姆。这里不谈阻抗高低与声音好坏的关系，我的特长是变压器，咱们就谈谈耳机输出牛的阻抗问题，电子管耳放如何匹配发烧友手中的多种阻抗耳机。
关于耳机阻抗为什么要与放大器的输出阻抗匹配的问题，大家可能都认为这个必须要匹配才好。至于说为何要匹配，不匹配会有什么问题，这些话题不在本文讨论范围内，大家可以查找相关内容了解，有条件的可以看下油管的视频https://www.youtube.com/watch?v=2YqWCX5WcVg。多年来我制作过各种类型的耳放输出牛，手头也有几款耳机比如森海塞尔的580、Akg的 1000等，主要是早期的产品，近些年没有新购耳机尤其是低阻抗类型的。我没事的时候也经常关注市面上的一些耳机放大器（职业关系），我大概看到，很多耳放并非真正的设计有多输出阻抗选择，或者说并没有真正做到高性能的多阻抗输出。从表面上看起来可以调整，比如像这样的阻抗输出，我认为并不能获得最佳性能，起码在部分阻抗输出时无法获得良好的性能。
为什么会这样说呢？我喜欢用事实、证据说话，采用上面那种输出变压器次级一个绕组多抽头的方式，输出多种耳机阻抗的，想要每个阻抗抽头都能达到最佳，以我专业从事变压器研究制作几十年的我，可以负责任的告诉您，似乎有些难。我之前的文章
《品味新一代变压器音量调整的设计》涉及的是此种方式的音量调整，无论是24档甚至48档，亦或是真平衡输出24档x2，在每个抽头都能得到几乎是完美相等的输出，绕制是很复杂的，且是无直流通过的信号耦合牛。对于耳放输出牛，无论是单端或是推挽，在每个抽头都得到相同的频率等特性，几乎是“太难了”。
比如上面这个电路，这样的输出牛想要75欧姆和150欧姆都能获得最佳输出（请注意，75欧姆并不是变压器次级绕组圈数的一半）几乎是做不到的。我来给大家从输出牛设计绕制工艺上分析为何是这样：输出变压器阻抗比最终表现为圈数比，也就是多阻抗输出是由多抽头来确定的。阻抗比、圈数比是平方关系，比如次级600欧姆的圈数为600圈，那么其一半的圈数也就是300圈的阻抗为150Ω。假如耳机阻抗为150Ω，只使用输出牛次级一半也就是300圈，其耦合系数远没有全部圈数耦合的好。且重要的是，剩余一半圈数因为没有接负载，自身分布参数会让谐振增加影响有用绕组输出特性。其实，以上这些假如不从指标测试上看，单从产品性能上说，可能很多人听起来都“差不多”，所以很多电路设计者可能不会费尽周折的“折腾”。对于并不从事变压器专业设计制作的专家来说，基本不会在输出变压器上折腾，宁肯在电路上做一些“处理”。这个“差不多”的概念，也似乎占据了消费者，包括设计、生产的心态。真需要那么认真吗？差不多得了。那些只有高、低阻两档输出，甚至没有输出阻抗选择的耳机放大器，依然在说明中强调耳放要阻抗匹配，否则会有什么不利。。。好与看上去“好”表面上是差不多，只是本质上差很多。
举个简单的例子，大家都知道有的电源变压器，想要适应110V、220V两种市电的时候，必须是两组相同特性的110V，串联或并联使用，绝对不会采用0-110V-220V这样的绕组结构？为什么呢？不用我说了。说到这里插一句，有的人最基本的电源变压器做不好，却声称自己做的输出牛很好，超过了谁谁。没错，输出牛在实际使用时，就算做的比电源牛差，也不会出现发热、震动等明显、直观的问题，实际听感好坏全凭说，因为有很多人是听不出来的，加上声音本来就是人性化的。
十几年前德国等国外朋友，就小批量定做次级为37.5Ωx4绕组这样的耳机兼前级输出变压器，国内朋友也一直在寻找可以适应多种阻抗的耳机输出牛。最近闲下来就给大家公开分享一些相关的DIY制作，希望您能喜欢。在我写文章之前，我搜遍了国内国外的相关网站信息，并没有得到一个真正能做到多阻抗输出的应用电路。
上面这个ECC99电路使用了多绕组输出变压器，只可惜仅用波段开关取高、低两种阻抗，并没有充分利用多绕组的串、并联获得多阻抗输出的特性。当然，对于有些次级多绕组的耳放牛，每个独立绕组的特性相差较多者，其效果也无法得到保证，即便是通过串、并联组合，也不会在每个阻抗输出上获得很好的输出特性。我所说的多绕组串、并联，是指次级每个独立绕组都是相同的输出特性时才可以。这又涉及到输出牛设计制作者的“差不多”心态，谁都知道“好”才是好，但要获得好的性能，比如说将效果从80%提升到90%，可能需要再付出50%以上的精力成本。假如再想从90%再提升至95%、99%，可能会再付出100%的精力。假如是您，是否愿意做这个投入呢？“技”不够，“术”来凑，“术”到位，无“技”也可。
接下来就具体说说，多绕组输出牛如何获得多阻抗输出的。请看下图：这是一个次级4绕组输出牛（暂且不考虑初级阻抗等），且这四个绕组的输出特性是完全相同的，包括直流电阻、频率特性、相位特性等。这样的绕组完全可以放心的串、并联组合，以得到多种种不同的阻抗输出，或者平衡输出，且各阻抗输出时其特性基本相同。假如次级阻抗为37.5Ωx4组，那么通过串并联组合，可以得到：37.5Ω、150Ω、300Ω、600Ω这四种输出阻抗，适宜推动32Ω~600Ω的耳机（那位朋友可能认真了，说你不是主张阻抗匹配吗？怎么37.5Ω输出就可以搭配32Ω常见耳机呢？这个问题想要从根本上说明白，似乎需要较长篇幅解释，今天先搁置这一块儿，有必要的话我再开一篇文章讨论，您可以暂且认为，为了设计上的通用，可以匹配阻抗上下偏差不大的耳机，或者就定做符合自己耳机阻抗的输出牛，这个是支持的）。如果次级阻抗为18.75Ωx4组，那么通过串并联方式，可以得到：18.75Ω、75Ω、150Ω、300Ω四种输出阻抗，适宜推动16Ω~300Ω的耳机。当然，假如您还要更精确、更全面的输出阻抗，可以使用6次级甚至8次级的耳机输出牛，这样完全可以得到16Ω~600Ω的更多种阻抗输出。
看到上图，可能有些人比我聪明，说4x37.5Ω绕组，完全可以用做4x18.5Ω输出，接不同的负载就可以了，何必还要4x37.5Ω、4x18.75Ω两种不同的输出牛呢？这个涉及到初级阻抗问题，如果您的放大器初级阻抗“无所谓”那也就可以随便用、简易用。
上面图片显示了4个绕组的输出牛，通过串、并联的方式可以获得4种不同的输出阻抗，如果您只有一种阻抗的耳机比如300Ω的，那么就可以按照上面图对应接好线引出即可。那么想要多阻抗输出该怎么办呢？变动那么多抽头有些乱。别急，我这里给大家一个简单的切换绕组串并联的电路（似乎到目前为止还没有人公布出来这样的电路，我这里仅供DIY朋友参考）。请看下图（注：输出牛只标注了输出牛次级阻抗，初级阻抗没有关系，按照自己的电路负载阻抗选择，包括并联馈电（parafeed arrangement）、石机低阻输出等形式都是适用的）：
从上图可以看到，输出阻抗选择开关，实际上只是切换施加给继电器的直流电压，切换绕组串并联是通过相应继电器来完成，这样的方式优点有很多，首先说改变输出阻抗变得很简单、彻底抛弃波段开关带来的弊病、降低了干扰、杂音等。继电器可以选择5V或12V微型继电器，也可以根据自己的电路现有的电压选择。我自己用的是DS2Y-S-DC12V，4个继电器耗电甚微，与其他辅助绕组共电，或单独用一片7812稳压供电均可。业余条件DIY，大家完全可以按照上面电路做成一块通用的PCB版，以方便DIY朋友制作~我画电路板的能力很菜，有哪位热心朋友愿意帮忙？画一块通用的板子，方便广大发烧友使用。我自己Diy做实验，直接用树脂板打孔然后焊接，效果一样。
接下来就简单介绍一下这部Type 50 #电子管单端耳放，这是去年专为高端客户定制的。用50 电子管做耳放，也是挑战我自己的一个极限。首先说这个管子声音非常迷人，一二十年前就有烧友找我做50管功放或前级。只是这个管子想真正做好的确有些难度，我每制作、调试好一部要求较高的前级（50电子管做单端、推挽后级功放相对简单很多），都需要大约1-2个月时间（有啥难的？信噪比？加深负反馈就ok，失真？加深负反馈就ok。。。），我主要在意的是整体声音的表现，以此为根基，再调整残留噪音和失真等指标。假如制作出来的50电子管耳放，不保留50管本身的特性，那还不如不做。前几年在制作GM-100大胆的时候~请参考
《首台“超级胆机王”打造记~五》，客户等不及就退单了这也是无奈。这次制作50电子管耳放更是费尽精力，用了2个多月的时间。
先把电路分享出来：
电路结构就是典型的共阴放大框架，取其声音耐听的特点，细节之处就是用了专用参数的推动牛（最好不要用常见的推动牛代替），无大环负反馈，只有局部-2.5dB反馈。本来想给输出管使用本级负反馈，实验了多次，包括使用独立的反馈绕组，并不理想。最后通过输出负载稳定功率管的阻抗，效果比较满意。残留噪音在600Ω输出时只有0.1mV，另一只管子为0.2mV，只能说是管子的差异。在低阻抗输出时，残留噪音几乎可以忽略。这样，无论推什么样的高灵敏度的耳机，或者做前级使用都是满足要求的。当然，认真人士可能认为，这样的残留噪音还是不能接受，需要达到0.0几mV，其实这也简单，加深负反馈就可以解决问题~也就是改变一个47k反馈电阻，甚至再施加50管本机负反馈。假如施加深度反馈会自激，那就减小变压器体积和初级电感量（当然还与变压器特性有关）就可解决。本电路最大输出电压12V（1kHz、600Ω），失真4%。输出7V时，失真1%。
这里并没有公布出来更多指标比如频响等，其实有些指标并没有多少实际意义，当电路采用较深的负反馈时，频宽、失真等指标不用说也是很好的（甚至有时候是要多好有多好），我们需要参考开环状态性能。对于胆机还可以从整机的方波特性上大致了解一二，电路设计如果是用深度负反馈，那么一定是输出变压器初级电感量小，否则用深度负反馈就会出现自激现象，不自激那么方波输出也会出现很多甚至很大的振铃。这样的输出变压器可以使用较小的体积，初级电感量不需要多大，比如经典的QUAD II、麦景图等，最终指标都会“很好”，但如果没有负反馈时，测量输出牛等指标可能会很差。
关于输出方波特性，请看下面两个对比，大家应该都会异口同声说喜欢前者方波~第一图也是本机输出波形，因为没有环路反馈，只有-2.5dB的局部反馈，方波输出就直接反应输出牛（包括推动牛）的特性。假如价钱相同，每个人都会选择第一个方波表现的输出牛。但假如让您多支付一定的费用选购这个好的变压器，可能会有很多人有不同的想法了（大家都不会像我这样直观的明说，涉及到自身利益的时候，表面上会有很多“冠冕堂皇”的理由，但“隐私”也就是不明说的这个“利益”会决定选择权，然后再给自己的决定寻找各种理由）。我自己深知从实际设计制作上来讲，两者的确相差很多很多。，在实际听感上也有一定差异~当然，对于普通“听” “众”，可能“没多大”差别，或者没差别，或者会认为后者很好，因为便宜，心理上已经给后者增加了一些分数。假如您是一位懂得并善于听音的听友，肯定会喜欢前者那种自然的表现。当然，懂行的人单看方波特性，就可以了解整机的频响、失真等特性，您明白吗？
以上这些都是基本的、简单的、人人都懂的道理，正因为如此，很多人会“不在意”，因为很简单，认为无所谓。就像人人都知道胆机的灵魂是输出牛，胆机的咽喉是输出牛，但人人都把精力财力用在了电阻电容或者其他上面，本末倒置其结果可想而知。基本的道理没人理，因为没有惊喜、没有刺激、没有。。。
接着聊这部50管耳放，按照客户要求，这部耳放要配高端的音量遥控等，我参考高文的机器，用20个继电器和电阻，通过继电器切换，组成了1024级的步进音量控制，顺便又把输出阻抗转换也集成进去。这样可通过面板显示屏，直观的看到输出状态等。
关于这部50耳放，下期做详细介绍，今天先到这里。
