无源前级还是有源前级：变压器音量控制、电阻衰减器与胆前级

每套音响系统都需要选择音源、调节音量。这项工作交给无源衰减器，还是交给自带增益与电源的有源前级，是高保真领域由来已久的争论。本文说明无源电阻衰减器、变压器音量控制以及有源电子管与晶体管线路级如何工作，增益与阻抗如何决定哪种方式适合您的系统，以及为什么唱头放大器是另一个问题。

前级的作用是什么？

前级位于音源与后级功放之间。它的基本任务是选择音源和设定电平。有源前级还能提供增益，其输出级可以驱动较长的信号线和输入阻抗较低的功放。

关键在于电平。CD 机或解码器的满幅输出通常约为 2 V，而许多后级功放只需约 1 V 甚至更低的输入就能达到满功率。因此在大多数数字系统中，前级需要做的是降低电平，而不是提高电平。这正是只能衰减的无源前级能在众多系统中胜任的原因。

无源前级如何工作？

无源前级没有增益级，简单的形式甚至没有电源。它由输入选择器和两类衰减器中的一种组成。

电阻衰减器

电位器或步进衰减器是一个分压器：信号的一部分降落在一段电阻上，其余部分被送往下一级。它简单、便宜，但阻抗会随音量位置而变化。音源看到的负载介于两者之间：音量关到底时是衰减器的全部阻值，音量开满时是该阻值与功放输入阻抗的并联；功放看到的输出阻抗，则从音量开满时的近乎为零，上升到行程中部（约 −6 dB）时的峰值，即电位器阻值的四分之一。因此一只 100 kΩ 的电位器，向信号线和功放呈现的输出阻抗可高达 25 kΩ，足以与线材电容相互作用。步进衰减器的阻抗特性与此相同，只是声道匹配更好。

变压器与自耦变压器音量控制（TVC）

变压器音量控制（TVC）通过步进开关选择变压器绕组上的抽头来设定电平。真正的变压器有独立的初级与次级绕组；自耦变压器则只用一个带抽头的绕组。两者通常都被称为 TVC。与电阻相比，关键区别在于变压器在变换电压的同时也变换阻抗，变换比例为匝数比的平方。在 −12 dB 时电压比为 4:1，因此功放看到的是音源输出阻抗的十六分之一，而音源看到的是功放输入阻抗的 16 倍。音量调低时，输出阻抗随之下降，音源的负载也随之减轻，这与电位器正好相反。

代价在于变压器本身。它的带宽、低频大电平下的表现、绕组电阻和屏蔽都很重要。它同样不提供增益，挡位数量固定；而且它要求音源的输出阻抗较低，因为变压器自身的电感会在低频给音源加上负载。

变压器音量控制与电位器的比较

• 输出阻抗。电位器的输出阻抗在行程中部附近升高；TVC 的输出阻抗随音量调低而下降。
• 音源负载。电位器在每个位置都以自身阻值给音源加负载；TVC 在低音量时负载更轻。
• 声道平衡。电位器在行程底部附近可能出现左右声道不一致；步进衰减器与 TVC 则逐挡配对。

从电阻式无源前级换到 TVC 的用户，常常表示低音量时动态与低频更饱满，上述阻抗关系可以解释其中一部分。

有源前级：电子管与晶体管线路级

有源前级（又称线路级）在音量控制之后加入放大级和输出缓冲级。它的低输出阻抗可以驱动长信号线和输入阻抗较低的功放，而不损失低频或高频；它的增益也能帮助输出电平偏低的音源。晶体管线路级可以做到非常安静、中性。电子管线路级（胆前级）带来的个性通常被形容为更饱满、更有立体感。

代价是每一个有源级都会加入自己的噪声、失真与音色。如果系统的增益本已过剩，有源前级会再加一层增益，音量控制只能在行程底部附近工作，在那里噪声更容易听到，电位器的声道跟踪也更差。

增益结构：您的系统需要多少增益？

增益结构是从音源到音箱各环节增益与电平的整体安排。先看三个数字：音源的输出电平、功放的输入灵敏度（达到满功率所需的输入电压），以及音箱的灵敏度。

• 输出 2 V 的解码器接一台 1 V 即达满功率的功放，电平已比所需高出约 6 dB。无源前级即可胜任。
• 使用 95 dB 及以上的音箱时，正常聆听只需不到 1 W，选择无源前级的理由就更充分。
• 输出 0.5 V 的音源接一台需要 1.5 V 才达满功率的功放，电平约差 10 dB。这需要有源级，或换用输出更高的音源。

增益过多的表现是听得见的嘶声、音量旋钮从未超过九点钟位置，以及低音量时声道不平衡。

阻抗：音源、线材与功放

一条沿用已久的经验法则是：输入阻抗应至少为驱动它的输出阻抗的十倍。使用无源前级时，功放看到的输出阻抗是音源输出阻抗加上衰减器带来的部分，需要核对的正是这个数字。

线材电容让情况更完整。信号线的电容通常在每米 50 至 150 pF 左右，它与输出阻抗共同构成一个低通滤波器。以 25 kΩ 驱动 2 m、每米 100 pF 的信号线，高频约从 32 kHz 开始衰减，已接近音频频段，会让高频略微变软；换成 5 m 的同款线，转折频率降到约 13 kHz，就能明显听出。使用 TVC，或使用输出阻抗为数百 Ω 的有源级时，同样的线材会把转折频率推到远高于音频频段的位置。

功放的输入阻抗同样重要。许多胆机的输入阻抗为 47 至 100 kΩ，是很轻松的负载；部分晶体管功放只有 10 kΩ，对电阻衰减器和电子管音源的负载要重得多。

无源前级什么时候适用，什么时候不适用？

一般来说，无源前级，尤其是 TVC，适合以较低输出阻抗提供 2 V 或更高电平的音源（大多数现代解码器都是如此）、较短的信号线、输入阻抗为数十 kΩ 的功放，以及高灵敏度音箱。以下情况选择有源级更稳妥：音源输出偏低；功放离音源很远（例如把单声道后级放在音箱旁边）；一台前级需要并联驱动多台功放或一只超低音音箱；功放的输入阻抗偏低。

唱头放大器：另一项需求

唱头输出的信号远小于线路音源：动磁（MM）唱头通常只有几 mV，动圈（MC）唱头往往只有零点几 mV。唱片在刻录时还采用了 RIAA 曲线，压低低频、提升高频；回放时必须反向补偿，相对于 1 kHz，在音频频段两端各约 20 dB。唱头放大器同时提供增益（MM 通常为 35 至 45 dB，MC 为 55 至 70 dB）、RIAA 均衡，以及唱头所需的正确负载。

任何线路前级都无法替代它：唱头放大器排在前面，它的线路电平输出再接入前级或合并式功放。对于 MC 唱头，额外的增益或者来自更多的有源增益，或者来自接在 MM 电平放大级之前的升压变压器（SUT）。我们的文章黑胶长青介绍了唱头的校准与负载设置。

Demograf Audio 产品中的音量控制与前级

Hector 是一台有电子管与晶体管两个版本的前级：木质机箱内是一套搭载瑞士步进机构的变压器音量控制，输入选择采用 Elma 旋转开关；纯无源版本完全不接市电。它的 TVC 灵感来自 Stevens & Billington TX-103 无源音量控制器。Hector 可制作为无源 TVC、带遥控的继电器切换 TVC、有源晶体管或电子管前级（采用 EL8、AL4 或 ML6 电子管），或可在无源与有源之间切换的双模式机型。

Tantal Senior 是我们采用 4E27 电子管的 30 W 单端功放，内置变压器音量控制：音量由 Elma 步进开关上的变压器衰减器调节，电路无负反馈。因此解码器可以直接接入。

我们的其他胆机，从 Solaria 到 Ether，标准配置为 ALPS 电位器，可选 Demograf Audio 步进衰减器。它们还可选配 Demograf Audio 瑞士步进前级（产品目录称其与 Stevens & Billington TX-103 相近）以及可变增益控制模块。我们的解码器——Reference Tube DAC、Hyperion 与 Prometheus——输出电压为 2 V，可选 4 V，并可加装 ALPS 音量控制或瑞士步进前级，直接驱动后级功放。

Ulixes 是我们适用于 MM 或 MC 唱头的唱头放大器：标准为单机箱、晶体管电路。电子管版本（先由五极管提供增益与低噪声，再由三极管放大，配电子管整流电源）、双机箱以及同一台设备支持 MM/MC 输入均为选配；用于 MC 时可加装升压变压器。

哪款 Demograf Audio 器材适合您

• 输出 2 V 及以上的解码器、较短的信号线，以及没有音量控制的后级功放：无源 TVC 版 Hector；如需遥控，可选继电器切换 TVC 版。
• 输出偏低的音源、长线材或多台功放：有源晶体管或电子管版 Hector，或双模式版，以便在您自己的房间里比较无源与有源。
• 一个音源配一台功放：内置 TVC 的 Tantal Senior，或加装了音量控制的 Demograf Audio 解码器。
• 黑胶：Ulixes（MC 唱头可加装升压变压器），再接 Hector 或合并式功放。

每一台器材都由 Dmitriy Gubchenko 制作。所有器材均按订单制作，Hector 与 Ulixes 均随附本机测量报告。我们的单端功放功率三极管指南介绍了功放匹配，发烧友常用术语一文则解释了本文用到的其他词语。请告诉我们您的音源、功放和线材长度，我们会建议适合您的是无源级还是有源级。