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真平衡输入输出变压器
左增军 / 2026-04-25

  上一期我分享了耳机放大器输出阻抗的话题,原本想本期内容放在《50电子管耳放》一文给大家聊聊,但是写着写着感觉还是单独做一期分享出来好,所以本期主要说说放大器的平衡输入、输出相关话题。

 
  我这里先聊一个相关不相关的话题:我自己搞AI绘制电子管电路的工作已经有3年多时间,至今无丝毫“作品”出来,原因有下面几个因素:首先是免费开源,这就需要做好全方面工作才能“面市”。还有一个问题就是我的性格造成的,我生平性格直爽,虽至耳顺之年依然追求“本真”,也就是每个元件自身什么特点,单级放大需要什么特性,整体电路达到什么状态,君臣佐使需要什么样的搭配,这些主要听从设计本身要求。我为元件、电路已经定义了近万条模型,但是按照要求给出一个实际的电路却很难。我本人非常不喜欢用所谓的市面上的“大数据”为依据,给出一些所谓的结果。早期希腊哲学讲本原 (arche),我追求的是本真,也就是说,我希望AI给出的电路设计,是按照元件自身性能,本应该怎样设计为原则,而不是客户喜欢什么的原则,只是这种处理一时无法被接受。禅心已作沾泥絮,不逐春风上下狂。现今国内各大平台,喜欢看什么,多看两眼,以后就会大量推送此类话题给你(当然也会通过其他方式获得个人信息,比如从某平台买了包包,这边也会给你推送,比如家人或亲密朋友的一些活动也会影响给你的推送),从任何平台搜索内容,不同的人会给出不同的搜索结果。包括智能AI软件,这些都是基于网络上搜索的内容“提纯”后总结给你。我呢可能与这个时代有些脱离,坚持做正确的事情,不管前途如何~也猜不透未来,所以干脆不想。我做机,按照自己认为正确的方式制作、调试、试听、再调试,自己不满意肯定不会发货,就算是等不及退单,那只能说我们没有缘分~这个前几年文章也有提及,但我无怨言,我的性格所致。
  N年前大家炒一个EC电容到很高的价钱,实则为一些个人行为导致全面失去“理性”,我自己也买过一些EC电容。说个故事:公元964年,宋太祖赵匡胤在准备了一年多时间要平蜀时,对主将王全斌的说:“凡克城寨,止籍其器甲、自粮,悉以钱帛分给战士,吾所欲得者,其土地耳” ~《续资治通鉴长编·卷五》。啥意思呢,翻译成白话就是,“一旦攻下城寨,只需要封存兵器铠甲、府库粮草,其余的金银财帛全部分给将士们,朕想要的仅是土地而已”。有这句话的鼓舞,将士们仅用2个月时间就顺利完成任务。然而,王全斌们只是听了表面之词,太“听话了”,并没有真正读懂宋太祖的本心,其私吞金银财帛、美女者,回来后几乎都被杀,王本人侥幸活了下来。再说一个大家都知道的、流传几千年的司马相如卓文君的爱情故事:公元前143年,临邛首富卓王孙宴请当地县官都请不动的贵人~司马相如,其女卓文君被司马相如之才、之貌折服而连夜私奔,被歌颂了几千年的爱情故事,实际上出发点本就是一场精心策划的骗局。当然,司马相如也确实有才,让我知道了什么是子虚、乌有。当时如果有AI智能软件,也会跟随大家一样的好评~至于后来发现了问题,那是后来的事情。养生专家不长寿,网红大咖不吃肉,人家吃燕窝的。
  如果我们扔一本书给AI,分分钟就能给出总结甚至回答你的问题。可是,我们自己在看一本知识较深的书时,不会那么轻松。想要弄懂、弄明白,需要数遍的翻看。孔子韦编三绝,主席至老床头依然放着几本熟悉的书。钱孔注油唯手熟尔,庖丁解牛进乎技矣。手之所触,足之所履,合于宫商,乃中角羽。AI软件自身并不是“专业”、“行家”(任何AI自身都只是动脑而无动手能力),靠的是网络上的大数据,而不是每个行业专家的实际经历和真实内心。有没有发现一个规律:大多开过皇帝都会勤奋、敬业和有为,无论是否有文化。而他们的子孙什么道理都懂,只是越来越颓废直至亡国。只有亲身经历过,才能真正懂得。很多简单的、基本的道理大家都懂,但是最后都输在的这个基本的道理上。公元前500年,战国时期的鲁班,本就是一个木匠,然则《鲁班经》、鲁班尺流传至今几千年,靠的不是科技是手艺。今天的我们有个通病就是:知道的太多,动手做的太少,真正的工匠精神可能不复存在。
  以上这些话题与本文有什么关系呢?您别急,我来接着说真平衡输入、输出牛的话题。先来看下面的电路,这是大家熟悉的AudioNote M-10前级的电路设计:
 
  其输出设计为RCA、XLR两用,这是常见的、平衡/不平衡输出电路,大多数都是类似的结构,因为简单、方便、易用。然而,我负责任的告诉您,这并不是真正的XLR平衡(Balanced)、RCA不平衡(Unbalanced)输出设计。为什么呢?
  一部前级的平衡输出,并非简单的理解为,输出对称的正负信号就是平衡输出。除了对称信号的幅频特性一致外,还要考虑输出电平大小。假如这个电路只有RCA输出,或只有XLR输出,是没有问题的。当输出兼具RCA、XLR时,就涉及到输出信号电平大小的问题。先来看上面的电路,XLR平衡输出时,其正、负信号之和,与RCA输出相等,也就是XLR平衡输出时,正信号或负信号的电平幅度是RCA输出的一半~这就是问题的所在。咱们还是拿实际电路来分析,下面是典型的差分或长尾对电路,用开关切换RCA或XLR输入信号。这个电路RCA输入回路有音量电位器,XLR输入回路并未画出音量调节电位,暂且忽略电位器。假设前级输出信号在RCA时为1V,切换至XLR输入时,正负信号之和也就是最大为1V,那么就等于放大管V1-A的输入栅上的信号电压,与RCA输入相比减小了一倍,这样输出的对称信号电压幅度也就减小了一倍,这就相当于切换RCA和XLR状态后,后级放大器会出现很大不同的状态。
 
  有人可能认为这有什么呢,输出信号电压幅度大小,不就是调整音量电位器的事儿吗?但实际上并不那么简单,主要是电路信号摆幅和动态设计。再拿一部后级电路分析,下图电路可以有RCA、XLR平衡输入,其本身就是平衡对称的推挽放大电路:
 
  如果用上面的M-10前级电路来搭配这部KT88后级,假设后级电路在RCA口输入时,设计灵敏度为输入1V信号时,可以达到满功率输出~假设输出功率32W=16V/8欧姆。那么M-10前级切换至XLR输出,并与KT88后级用XLR口连接,此时输出功率等于8W=8V/8欧姆。以上只是为了简单说明问题的理论值,实际会有一点出入。假如XLR输出为2V,此时切换至RCA输入时,这部后级输出功率就会严重过载。宋小宝小品里的对话用在这里很贴切:海参炒面,这海参是正经海参不?海参是海参,正不正经我不知道。
  上面说的只是显而易见的问题,还有一个就是信号放大的摆幅问题。还拿M-10电路为例,假如电路最大不失真输出电压在RCA时为6V,那么XLR输出时相对来讲就是最大+3V和-3V,这样的输出电平值,对于一般的后级功放,按说也可以了。但对于专业的平衡接口设计,显然是相差一些。这样的输出设计既不符合逻辑,也不符合常规。我们看常见的DAC输出设置:RCA输出2V(2.1V或2.2V),XLR输出4V(4.2或4.4V甚至高达6-8V),也就是+2V、-2V输出。实际上一般应用场景,当XLR平衡转RCA使用时,“聪明”的做法都是直接使用XLR的2脚接RCA的信号端,3脚空置,1脚接地。这就需要XLR输出时,输出信号电平应该是RCA状态的2倍。所谓平衡,本应该是把信号镜像(可能用词不当)而不是减半。
 
  请注意:上图中B.、C.的1-3脚短路的接法不可取,负输出与地短路,对于变压器输出电路,直接导致正输出接近短路,对于非变压器输出电路,因为输出短路也会导致电路工作状态出现隐患。
有些市面上的胆机,其设计XLR平衡接口,也就是为了面子工程,高端大气上档次~这个不在乎是什么档次的包括几万、乃至十几万的机器,人家很理解消费者的心情,考虑到您可能没有那么多“心情”再弄条平衡线来用,XLR输入接口就弄成假平衡,甚至干脆XLR的3脚省掉不接。我维修过一些 “好”胆机,包括输出带XLR平衡接口的前级。
 
  关于使用XLR真平衡接口是否有优点,我简单的说两句自己的看法,针对于平衡信号线而言,家用环境,信号源到后级之间的信号线长度在1.5米以内的,完全可以使用RCA信号线,自身带来的噪音干扰很小。当然,使用环境如果有强磁干扰,比如在大功率发射塔附近等,还是XLR平衡线效果好。还有,假如用的是一部全平衡后级,搭配有全平衡的前级或者音源(我说的都是真平衡输入或输出),那么用XLR平衡线还是必须的。一般的消费者使用,主流的还是RCA信号传输。今早去跑步,没留意穿布鞋就出去了,心里还想着脚抬高一点、注意点儿就算了,不回去换跑鞋了。但是跑了2-3圈突然被绊倒,膝盖磕破。干什么就得说什么,平时工作我就喜欢穿双布鞋就行,简单方便,但是跑步,就需要穿跑步鞋,反正我自己以后肯定不会再这样凑合。
如果碰巧遇到下面这样的假平衡后级,那么使用上面的M-10前级输出那样的结构,可以“完全匹配”。那个前级在XLR平衡输出时,正负信号相加等于RCA输出信号幅度,这个后级的XLR的正负输入信号幅度与RCA也相等,老百姓有句俗语说,佝偻腰遇见了大肚儿,正好一对。只是这样的组合,跟XLR真平衡没有半毛钱的关系,并不是真平衡,不能发挥平衡传输带来的优点。
 
 
  还有,我似乎在哪里见到下面这样的更偷懒的设计(有可能为了切换RCA、XLR方便),或者可能设计者认识到信号电平幅度问题,干脆RCA输入就直接用了1+1输入变压器的一半,XLR则用了1+1输入,从输入信号电平幅度上来说完全正确,没有问题,但此时在RCA输入状态的性能大打折扣。
 
  简单举了几个常见的非真平衡输入、输出的例子,弄得玩儿胆机的人就像是开盲盒,碰巧了可以得到好搭配,弄不好就不会带来很不愉快的体验。我希望在一些基本的、基础的规则上,大家最好按照一个统一的标准来设计、制作自己的胆机音响,比如说前级输入信号电平大小,输出信号电平多少,合并机的输入信号电平、纯后级电平多少,应该遵循一个大概范围最好,XLR平衡接口应该是RCA的2倍,也就是+RCA、-RCA的幅度,当然还要确保+/-信号的内阻、幅频特性等完全一致。
  下面我来给大家介绍真平衡端口的接法,下图是我前几年制作的1E7G全平衡前级,输入、输出为平衡设计,电路放大则是单端设计,因为前级主要还是考虑“韵味”,其XLR平衡输入、输出,完全是对称的RCA信号。当然如果使用全平衡放大电路,那么就是一部纯粹的全平衡前级了,只要您喜欢,完全可以把上面的平衡放大电路部分,移植到下面的电路中即可。RCA、XLR切换最好用继电器,简单方便,故障率低。
 
  接下来简单聊几句关于线路电平大小的话题:我查了新旧国标标准,并没有明确规定线路电平等。举例看GB/T 1982-1980国标,并没有给出一个确切的规定,可变范围很大。
 
  目前我们常用的音源无论是CD、数播,主流DAC输出信号电平基本都是RCA为2~2.2V,XLR平衡输出为4-4.4V(就是RCA的2倍),有的专业平衡输出为6-8V。按照目前市面上主流的功放数据,对于合并功率放大器,其满功率输出时,输入信号一般在0.5V左右,我认为RCA信号应该遵循≤0dB(正确应该是0dBu)/600Ω/0.775V这个标准,不关乎其输出功率多大。假如有XLR平衡输入,那么就是+/-0dB以内。达到满功率输出时,输入信号电平越小,比如0.1V甚至更小,相对功放的增益越高,那么一些指标包括信噪比就不容易做好。反之输入灵敏度较高时,功放的电压增益比较低,电路设计上简单一些,各指标也容易做好。但对于合并功放来讲也不友好,相对增益较低,显得功放的动态不足。有的朋友曾认为,现在DAC的XLR输出可以达到6-8V甚至更高,后级功放的电压增益即便是等于1,也可以输出8W/8Ω的功率,制作一部电压增益只有1的功率放大器不是更简单容易吗?这只限于理论,实际上没有电压增益的放大器是不好听的,功放是用来听的,不能按照仪器标准来看待。对于专业纯后级放大器,我建议满功率输出时,RCA输入信号在≤4V,XLR平衡输入信号为8V。
现代音源,除了黑胶这一块儿,基本都是DAC输出,CD、数播都一样,主流接口就是RCA,只是XLR平衡接口也占据一定市场份额。因为线路电平都比较高,与上世纪音源相比,现代的合并放大器不需要做低电平放大,理论上也不需要用个独立的前级来搭配。但是,前级出韵味,后级出功率这句话也有一定道理,大家可以试听一下有前级的声音表现,看看自己是否能感受到有什么不同。这里有个条件,那就是独立前级的音量调整不能放在前级的输出端,对于音量电位器设在输出端的机器,主要为了让听起来感受不到噪音而已,直接测量输出端残留噪音很低,小音量也不会感受到多大噪音。这种情况主要出现在直热管前级,“聪明”的做法往往都是这样做(表面现象而已)。在二十年前,我的牛师傅论坛就为这个事情强调过不能这样做,这样的声音听起来不鲜活。好在如今大家都感受到这个情况,大部分前级放大器都不会把音量电位器放在输出端。不过也有个别直热管前级还会“偷懒”,导致最终声音的表现不尽如意。再有就是需要按照这样的配置操作:合并机或者后级的音量电位器开到80%或者再多,通过前级来调整音量大小。这个时候静下来对比听听,看有什么变化。那位可能说了,增加一部独立前级,失真等指标不是更大了吗?声音能好吗?这问题不用争,按照上面为我说的试试,自己不喜欢就放弃,喜欢就用,本来声音就是人性化的,自己喜欢的他人不一定喜欢这是事实。郭德纲说,荣获了各种奖项的电影,也有人说我就不喜欢,这很正常。有人花几百上千的去听一场相声,有人花几百上千的买一张CD唱片,各有所好。这还是因为不同的身体条件带来的差异,有些则是因为“利益”点干扰,导致大脑感受到的真实情况出现“扭曲”甚至反向~从古至今这是人类的通病,现今似乎更甚,比如大家都喜欢情绪消费,为情绪买单而忘记真实需要,喜欢看人家直播打麻将,就购买她家带货的商品等等。再比如,人人皆知四大美女,西施排名第一,这是公认没得说的。不论其美,就算西施为越王所做的“贡献”,都值得称赞。然越灭吴后却认为西施为“妖女”, “吴既灭,勾践以西子为亡国尤物,浮西子于江”。也就是说,利益点不同,你可能是美女,也可能是妖女。声音也是一样,不同的人会有不同的见解。
 
  好了,今天先到这里,休息休息。

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