为什么 Demograf Audio 胆机采用输出变压器

几乎每一台胆机在电子管与音箱端子之间都有一只输出变压器。有一小类设计，即 OTL，省去了它。本文介绍什么是 OTL 功放、电子管为什么通常需要变压器、OTL 设计如何在没有变压器的情况下工作以及为此付出什么代价，并说明为什么每一台 Demograf Audio 胆机都采用输出变压器。

什么是 OTL 功放？

OTL 是 output transformerless 的缩写，意为无输出变压器。在 OTL 胆机中，输出管通过耦合电容或直接连接驱动音箱或耳机，中间没有变压器。这个思路并不新：用于音箱的 OTL 功率放大器在 1950 年代就已出现，与 Julius Futterman 相关的电路是广为人知的早期例子。如今，OTL 设计主要见于电子管耳机放大器，以及少量音箱功放和单声道后级。

胆机为什么需要输出变压器？

功率管是高电压、小电流的器件。它工作在数千欧姆的负载上，电压为数百伏，电流为数十至数百毫安。音箱则正好相反：它是低电压、大电流的负载，标称阻抗为 4～8 Ω，有时更低。如果把一只典型的输出管直接接到 8 Ω 音箱上，它的电压摆幅几乎无法转化为有用的功率。

输出变压器解决了这个问题。它的阻抗比等于匝数比的平方，因此初级与次级匝数比为 25 比 1 的变压器，会把阻抗变换 625 倍：8 Ω 的音箱在电子管看来约为 5,000 Ω。同时，变压器把音箱与电子管上的高直流电压隔离开来，独立的绕组或抽头还可以匹配 4 Ω、8 Ω 或 16 Ω 负载。

变压器也有自身的代价。它会限制频带两端的带宽，带来相移和一定的失真，而且铁芯不能饱和，在单端功放中这意味着铁芯要留气隙，变压器又大又重。它的品质在很大程度上决定了一台胆机的低频、高频延伸和声音个性。

OTL 功放如何在没有输出变压器的情况下工作？

OTL 设计必须把电子管的输出阻抗降到接近负载阻抗的水平。常见方法如下：

• 低内阻功率三极管。OTL 设计者偏爱原本为稳压电源设计的电子管，例如 6AS7G、6080 双三极管和 6C33C，因为它们的内阻远低于典型的音频输出管。
• 多管并联。电子管并联后输出阻抗按数量降低，电流则叠加。音箱用 OTL 功放通常每声道使用数只输出管，大型 OTL 单声道后级用得更多。
• 推挽电路。大多数 OTL 功率放大器采用推挽结构，例如图腾柱（totem-pole）或 circlotron 电路，使各电子管的静态电流相互平衡，没有持续的电流流过音箱。
• 负反馈。许多 OTL 设计用负反馈进一步降低输出阻抗。

即便如此，音箱用 OTL 功放的输出阻抗通常仍高于晶体管功放，而且负载阻抗越低，它能输出的功率就越小。

OTL 功放适合什么阻抗的音箱？

阻抗越高、越平稳，就越容易驱动。OTL 功放在较高阻抗下能输出更大的功率并保持更好的控制，因此 OTL 厂商通常建议使用标称 8 Ω 或以上的音箱，许多用户偏爱 16 Ω 的设计，或阻抗不会大幅低于标称值的音箱。阻抗下陷很深的 4 Ω 音箱一般不是好的搭配。有些用户会在功放与音箱之间加一只阻抗匹配自耦变压器，这又把一个绕制的磁性元件带回了信号通路。

耳机的情况则不同。许多动圈耳机的阻抗为 250～600 Ω，这样的负载很适合小型 OTL 放大级，这也是许多电子管耳放采用 OTL 的原因。低阻抗耳机和许多平板耳机则较难驱动，道理与低阻抗音箱相同。在带输出变压器的胆机中，耳机输出通常取自变压器的一组绕组，低阻和高阻耳机都能适应；我们关于耳机与音箱两用功放的文章有更多介绍。

OTL 与变压器耦合：各自的取舍

用户通常喜欢 OTL 的哪些方面

OTL 功放通常被描述为速度快、开阔、通透，高频延伸好，并有一种直接感，用户把它归因于没有变压器。没有变压器，功放的带宽就由电路而非绕组决定。

用户通常觉得 OTL 难在哪里

• 发热与耗电。大量输出管以大电流工作，相对于输出功率而言发热很大。
• 管数与配对。管子越多，需要配对、监测和更换的就越多，需要检查的偏压设置也越多。
• 音箱选择。偏好高阻抗，缩小了能良好搭配的音箱范围。
• 低频控制。由于输出阻抗较高，在某些音箱上低频被描述为不够结实。

OTL 功放对音箱安全吗？

设计良好的 OTL 是安全的，但这个问题问得合理。在变压器耦合的功放中，音箱与输出级的高直流电压是隔离的：变压器无法把直流从初级传到次级。在 OTL 功放中，音箱通过电容或直接与输出级本身相连。在直接耦合的设计中，电子管损坏或偏压漂移可能让直流电流进入音圈。因此，严谨的 OTL 设计会加入保护措施，例如输出保险丝，或检测直流并通过继电器断开音箱的电路，厂商也会要求定期检查偏压。与所有胆机一样，机内的供电电压很高，维修应交给合格的技术人员。

为什么 Demograf Audio 胆机采用输出变压器

我们产品线中的每一台胆机都通过输出变压器驱动音箱。原因来自我们的制作方式。

• 单端放大级离不开它。我们的功放标准版本均为纯甲类单端：采用 45、2A3、300B、3C24 和 G-811 三极管，Endymion 采用 845、211 或 805，Ether 采用 GM-70 三极管 / GK-71 五极管发射管，Tantal Senior 采用 4E27 五极管。这些都是为数千欧姆负载而设计的高压电子管；而且单端放大级如果直接连接，还会让静态电流流过音圈。按订单制作的推挽版本同样保留输出变压器。
• 适配常见的音箱和耳机。有了输出变压器，我们的功放标准按 8 Ω 音箱绕制，也可按订单选 4 Ω 或 16 Ω，而且每一台都能同时驱动音箱和耳机。
• 变压器是调声的一部分。我们功放中的变压器均为定制绕制；例如在 Tantal Senior 中，M034 级间变压器和 M062 输出变压器决定了电路的个性。
• 音箱端子上没有直流。变压器把音箱与输出管的高压电源隔离开来。

反过来，输出变压器对音箱也有要求：单端功放宜搭配灵敏度高、阻抗曲线平稳的音箱。我们的单端还是推挽一文说明了拓扑如何改变这一点，适合单端胆机的音箱一文则介绍了选择要点。

哪款 Demograf Audio 器材适合您

• 一台机器同时驱动高灵敏度音箱和耳机：Solaria（45，2 W）、Eurybia（2A3，2 W）或 Atlas（300B，5 W）。
• 既要驱动音箱，也要驱动静电耳机：Tantal（3C24，3 W），内置 STAX 型输出；另请参阅静电耳机放大器。
• 较大的房间或灵敏度较低的音箱：Helios MkII（G-811，15 W）、Endymion（845、211 或 805，15～25 W）、Ether（GM-70 三极管 / GK-71 五极管，25 W）或 Tantal Senior（4E27，30 W）。
• 胆机难以驱动的低阻抗音箱：我们的晶体管功放 Bellerophon（甲乙类）或 Hades（D 类），两者都能稳定驱动 4～16 Ω 负载。

如果以耳机聆听为主，请浏览我们的耳机放大器。每台功放都由 Dmitriy Gubchenko 制作，并附有其专属的测量报告。告诉我们您的音箱和耳机，我们会建议适合的功放和输出绕组。