极简设计的经典之作Pass Labs XA100后级扩大机

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XA100的表现就是『纯粹而真实』，Nelson Pass把放大电路架构极简的程度推到极限，展现出独一无二的声音特质：自然写实的人声与器乐，充分地描绘堂音，彻底去除了杂质与隔膜，没有刻意强调或机械化的声音，虽然明知是听音响，听感却有如与演出者同处一室。

纯A类单声道功率扩大机，增益26dB，频率响应1.5Hz-100kHz(-3dB)，输出功率100 watts max◎1％TDH,1KHz，8ohms,最大输出电压±40V，最大输出电流±5安培，输入阻抗22k欧姆(平衡)、11k欧姆(非平衡)，阻尼因数30(8欧姆)，回转率50V/us，输出杂讯300uV，动态范围154dB，共模拒斥比-60dB(1kHz)，直流飘移低於100mV，耗电量300瓦，尺寸483×228.6×558.8mm(宽X高X深)，重量30.8公斤。

在二十年前，我还在初学摸索装电晶体扩大机电路的阶段，当时我试装了一些电路，要算是经验不足吧!总觉得不管怎么试，结果都没有太大差别，DIY的结果顶多只是省钱。直到有一次试装Nelson Pass设计的A40(纯A类40瓦)电路，换上更好的零件，为它装了一个巨大的电源电路(滤波电容总量达50万uF)，我才终於感觉到原来扩大机对音响系统整体表现的影响竟然如此之大!对我来说，Nclson Pass是大师级设计者中『最没有神秘感』的一位，他总是毫不吝啬地公开新设计的电路架构，清楚地表达设计理念，为DIY玩家设计『好装又好听』的电路，至于设计概念的彻底实现，则是在Pass Labs的制品身上。

从单端到平衡，Pass Labs後级扩大机的演化

    从1990年代中期至今，Pass Labs後级扩大机可以分为三个世代。创业作Aleph系列是罕见的『纯A类单端』结构，信号路径通过两个增益级(电压放大)和源极随耦器(电流放大)，当时大家觉得这已经『简化到了极点』，且单端纯A类完全避免了推挽式的种种问题，在那个年代谁能想到单端扩大机有这么大的输出功率(想想300B、211、845的单端扩大机输出功率才多少）?它没有管机受到输出变压器限制频宽钓问题，还是全段直接交连的呢(没有交连电容)!纯粹就架构而论，我根本很难挑出一点问题，只有佩服的份。

    在Aleph系列之後，Pass Labs推出了X系列，此系列采用Nelson Pass独创的『超对称』(Super-Symetric）平衡放大电路。关于Super-Symetric各方争议不少，有人认为既然是平衡放大就不能说是单端，然而就Nelson Pass自己的说法则是『pure balance single-ended Class A』(纯平衡单端A类），暂且不论孰是孰非，只谈优缺点，我认为这是一个极有创意的设计，完全符合设计者要求架构极简、低负回授、正反相信号的对称性与消除共模噪讯(提高讯噪比)的理想，但若想让制作的结果如同预期，所有零件需要非常严格的测试筛选，即使是单一型号的电子元件也要配对，使Pass Labs必须付出较高的成本，就算您有电路图，拿主DIY败在零件误差的机率很高。

Nelson Pass的『超对称』电路

如图所示，这就是Super-Symetric的结构，把这个电路从中间切开，左右两边各为一个单端放大电路，电路架构完全对称，皆为反相放大，负回授的路径是从第二级MOSFET的汲极通过一个电阻回到轮入级MOSFET的闸极，负回授量低。您不用担心这个反相放大电路会使得输出与输入信号的相位相反，因为在平衡输入状态下，正相信号经过放大後是从喇叭端子的负端轮出、反相信号放大後从正端轮出，因此只要您的喇叭端子没有接反，XAl00输出至喇叭的相位仍与输入信号一致。

在左右两边输入级MOSFET的源极之间跨接了一个电阻，这是正反相的两个单端电路之间唯一有连接的地方，这也是超对称电路最有趣之处。Nelson Pass巧妙地让两个单端电路『分享杂讯与失真』，也就是说只要『其中一边』的单端电路有杂讯和失真，就会把它们『分享到另外一边』，您看到这里，会不会觉得『代志大条了』?这样岂不是让杂讯和失真蔓延到整个电路?没错，这正是设计者的本意，对於平衡式电路而言，最怕的就是杂讯正反相两边不均等，而『超对称』则是让正反相两个输出端的杂讯与失真『大小相等、相位相反』，藉此将杂讯与矢真相抵，达到低失真的目的。根据Nelson Pass的文件，超对称电路的『mid-level distrotion』大约只有0.002％，而XAl00由於制作时在电路板Layout与零件配对特别讲究，共模拒斥此(CMRR)为-60dB，意义是把杂讯杀到只剩干分之一，您可以想见背景噪音有多么安静。

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我想玩家们真正感兴趣的地方还是XA系列与X系列到底有何差别。在公开资料中最常见的说法是：XA系列是纯A类扩大机(在规格标示的最大输出功率之下全段皆处于A类工作)、X系列则是A／AB类扩大机(中小功率输出时为A类、大功率输出时则变成AB类)，然而这样的答案显然不够完整，我想知道电路结构到底有何不同，於是直接卸下XA100的顶板，观察内部电路，结果我发现XA系列的放大电路和X系列的结构真的有蛮大的差异。

    前画已经提到过X系列有使用到超平衡放大电路，若把超平衡电路分割成正相和反相放大两部分，每一鄗份只有用到两个MOSFET：输入级的MOSFET为共源级组态，第二级则为共闸极组态，两极皆有电压增益，构成一个串叠放大的结构。在超平衡电路之後，正反相信号输出各连接著一组源级随耦器(电流放大)做为输出级。简言之，X系列是一个三级放大电路(两个增益级加一个缓冲级)，更简化的说法是『Super-Symetric+Buffer』，正反相信号各自从输入到输出总共只有经过三个主动元件，如果您也认同简单就是好声的不二法门，X系列几乎没有对手，只有极少数的单端管机能极简到这种程度，不过大家别忘了一点：管机通常都免不了要用到交连电容和输出变压器，频宽的损失与相位的变异在所难免，X系列完全没有这样的问题。

    X系列的放大电路是『Super-Symetric+Buffer』，XA系列呢?它的放大电路根本就只有纯粹的『Super-Symetric』，连Buffer都没有，只有『输入级』和『输出级』两级，从信号输入到输出总共只有经过两个主动元件，Nelson Pass显然是想把极简化的观念以『最极限』的方式呈现，於是他把超线性放大电路的第二级加大，采用多个功率MOSFET并联放大取代原有单一的MOSFET，提高Super-Symetric电路的电流输出能力，使它能够直接驱动喇叭。从这样的结构能明显看出设计者的意图，我们可以想见XA系列声音会比X系列更直接(省略Buffer)，并且无论输出功率高低，都能够维持相同的音质表现(纯A类)。『Super-Symetric』的基本架构我在本篇中有另文说明，在此我要特别强调一点：此电路虽然可以输入平衡或单端信号，但若要充分发挥低噪音、低失真的优点，您『必须』采用平衡输入的方式。

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照这么看来，XA系列应该胜过X系列对吧!若是单纯以『更接近原音』评估，更简洁、又是『全段A类』的XA系列一定占上风，不过您搭配的喇叭若是低阻抗(阻抗曲线有时会掉到四欧姆以下者)、低效率的款式，我反倒要建议您选X系列比较正确，此话怎讲?理由还是在电路架构中，X系列的输出级是随耦器，输出阻抗低、电流输出能力强，以X150.5为例，最大电流输出是±20安培，比XAl00高出不少。从这样的比较当中，您可以理解X与XA系列并存的理由，我相信Nelson Pass自己也是这么想。如果您一直将『简单就是好』奉为圭臬，认为这就是好声的不二法门，我可以肯定地告诉您：在全世界上市的『成品』(DIY不算)当中，平衡式後级『最简洁排名』第一与第二就是XA系列和X系列。

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接下来为您简述XAl00的内部结构与用料。机箱内大致可分为上下两部分，上方主要是放大电路，下方是电源电路。本机以环形电压器供电，在整流过後，并不是只用电解电容作滤波，在变压器的旁边我看到了两个以粗线(漆包线）绕制的高电流电感，与後方的电解电容构成正负电源LC滤波电路，这么做动机很明显：利用电戚的低通特性，把电源的高频杂讯滤除，提供更纯净的电源给放大电路使用。除此之外，本机还装有几组稳压电路，给功率晶体的偏压与面板指针表使用。当信号输入後，正反相信号先各以一枚Zetex ZVP2110放大，在输出级正反相则各采用五枚IR制IRFP240，每一级的MOSFET旁边都装有相应的恒流源，因此在每部XAl00机内看到的20枚IRFP240之中，有一半是作声频放大、另一半是恒流源。放大电路的极简化设计无非是为了降低暂态互调失真对音质的影响，提高放大电路的速度，於此同时维持电路的安定性变得格外重要，从XAl00滤波电路，恒流源与稳压电路都看得出Pass Labs的用心，我梢加计算滤波电容的容量，每声道的总容量高於240000uF(使用24个Marucon10000uF电解电容)，这么疯狂的用量足以确保本机在任何功率输出时都能保持极佳的稳定性，内行人一看就明了用多个较小容量电容取代单一大电容的作法是为了使供电速度更快。

X系列的放大电路是『Super-Symetric+Buffer』，而XA系列的放大电路就只有纯粹的『Super-Symetric』，连Buffer都没有，只有『输入级』和『输出级』两级，从信号输入到输出总共只有经过两个主动元件，Nelson Pass显然是想把极简化的观念以『最极限』的方式呈现，於是他把超线性放大电路的第二级加大，采用多个功率MOSFET并联放大取代原有单一的MOSFET，提高Super-Symetric电路的电流输出能力，使它能够直接驱动喇叭。

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在进行试听之前，我一则以喜、一则以忧，喜的足我从来没有听过结构这么简洁的平衡放大器，忧虑的是XAl00送来的同时没有附上同厂的前级，倘若我搭配其他品牌的前级，平衡式前级电路架构比XA100复杂的机率接近百分之百，那样岂不是白费了Pass的苦心!当年我试听Aleph 0的时候是用一部可调输出的CD唱盘，不用前级、采取『CD直入』的方式，这次我又用回了老招，不接前级，以Burmester 061当CD『转盘』使用，数位输出连接Lavry Engineering DAl0数类转换器，DAl0有平衡输出和音量控制，恰好符合我的需求，把它的平衡输出直入XAl00就行了。在喇叭方面，聆听过程中以搭配Revel F52为主，选用这对喇叭的理由除了性能之外，主要还是因为『熟悉』，在试听XAl00之前，我已经用F52搭配过不少其它的器材，有『前例』可供比对，更能听出XAl00的声音特性。

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原厂建议XA系列要暖机一个小时再听，我怎么可能忍著不听!—开机就先听再说。XAl00初开机的时候真的吓了我一大跳：这根本就是大功率管机的声音嘛!低频、中频又松又厚(我直接联想到Manley 500)。我完全不怀疑，刚开机的声音特质绝对不是『Pass风格』，但还是不死心地边听边等它暖机，随著开机时间的增长，XAl00面板表头的指针从刚开机的中间偏右，慢慢摆回中间，在暖机过程中声音起了很大的变化，而且系统变得极为敏感，迫使我把聆听室整理得更干净，精细地调整喇叭摆位。

    充分暖机後开始正式聆听，一开始XAl00就给我很强烈的印象：明明是一部晶体机，但是丝毫没有晶体机的生硬、人工化的感觉，全频段的质地温暖醇厚，超乎寻常地流畅，单纯就中频、高青的听感而论，XAl00反而比较接近顶级的300B单端管机，在『A Evening With George Sheafing＆Mel Torme』的现场录音中，丰满的中频与中低频听起来就像管机，人声与钢琴的韵味亦是如此，就连观众鼓掌的声音都有厚度，然而在此也听出XAl00和管机的差别：它的声音虽然丰厚，却一点都不模糊，甚王能隐约听到录音时麦克风感应到的杂音，并且高、低频段两端延伸的能力胜过管机甚多，中低频段的密度戚与速度则是高功率晶体机的水准。

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我在试听器材时向来没有禁忌，只要喇叭不过载，扩大机被我玩到切割失真是常有的事(请各位在家不要轻易尝试)，然而这回我却不自觉地被XAl00『控制』，听了近两小时我才赫然发现：这比我平时听音响的音量要小很多!就像一粒水滴落在原本平静如镜的湖面上，只是一点轻微的改变却又十分清晰，XAl00就是如此，它完全不需要把音量开大，就能让我听清楚非常微小的细节。您注意到了吗?本机的动态范围高达154dB，动态范围的意义是最高输出与最低输出的比值，而最低输出是『高价杂讯的最小值』，XAl00的高动态绝对不是靠高功率输出，它尽可能地把噪讯压低，并且凭藉著纯A类每个主动元件都是全波放大，使它在极小功率输出时仍能保有极佳的线性。

    在播放长笛演奏家Paul Edmund-Davies『Virturosi』专辑时，XAl00十分完整而精细地重播了堂音的成分，凭藉著直接音和堂音的强度比例，我轻易地调整到适合的音量，长笛的声音自然地扩散、飘送出来，钢琴音色与触键强弱的变化都能真实地反应，此时所表现出的丰富声响、音色、极大的情报量与正确的比例，已与亲临音乐厅的听戚十分神似，在音乐会现场自然乐器的音量不大，但在音乐厅里听起来部颇有『厚度』，这种『厚』并不是『钝重』，而是来自於绵密的层次，XAl00与一般Hi-end後级的差距以此最为明显。

    本机呈现的音像形体感比一般扩大机稍微大一些，即使故意开大音量，音像依然不会『前冲』，就算故意拿高音突出的摇滚乐播放，也只会感觉到『大声』，就是没有刺耳聒噪的不适感。在音场的表现方面，本机的特色在音场的『纵深』超人…!等，管弦乐团前後排各部的层次分明。在试听工作即将结束前，我故意用Manowar『The Triumph Of Steel』的『Master Of The Wind』作极限测试，在切割失真发生之前，XAl00雄浑低沈的低频从小音量到最大音量都维持著与中高频段相同的比例，『下盘』结实而稳固。就算切割失真已经发生了，『稳定』的特性依然存在，我还能安心地『慢慢』走到前面把音量调低一点。

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XAl00的表现就是『纯粹而真实』，这样的形容词您或许在其他器材的评述中也经常看到，但是我认为即使是高价器材仍有『程度上的差别』，至於XAl00与其他机种的差别有多大，您不需要拥有玩家级的金耳朵，一般人都能听得出来，建议男性读者们带著太座或女友，询问她们的意见。自然写实的人声与器乐，充分地描绘堂音，彻底去除了杂质舆隔膜，没有刻意强调或『机械化』的声音，虽然明知是听音响，听感却是如同与演出者同处一室，XA100极问设计展现出独一无二的声音特质，我相信它能同时获得晶体机与管机两方死忠支持者的认同。不过写到最後，我已经小知道Nelson Pass下一步该怎么走，XA系列把放大电路架构极简的程度推到极限，我能够想到的『更极简化』都必须牺牲输出功率、稳定性甚至安全性，我只能说XA系列是『终极』的设计，Nelson Pass又创造了新的怪物，这一回恐怕要害他苦思好几年，也许要等到这位老前辈找到『斩武器』(零件的进化)之後才能够得到突破性的进展。

XA100所用的零件都是以耐用性为第一考量，从背板上的喇叭端子与电源开关就可以明显看出来，都像是工业用的零件一般牢靠。电源开关分为前後两段，背板还多了12V的触发器，可用自家的前级扩大机控制後级的电源。

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个性焦点
我实在很难用管机或晶体机的声音来界定XAl00的声音特质，本机音乐的流畅性听起来就像是顶级单端管机，但频宽、推力与中低频段的扎实程度却又完全是大功率晶体机的水准。先前听过Pass Labs的制品总觉得已经好到难以挑剔，『再进化的可能性有限』，但是Nelson Pass总是有能力击败以前的自己。

搭配建议
如果您不想采取我在此回使用的『非正规』系统搭配方式，最好还是搭配Pass自家的前级。在讯源的搭配上，应尽可能选择音质通透、细节充分的制品。喇叭的选用要注意阻抗曲线变化，阻抗曲线会掉到2、3欧姆甚至更低者不宜；效率超高(100dB/1W/1m左右)的喇叭请安心使用，本机的高讯噪比能确保您听不见杂音。

参考软体
XA系列与X系列的外观看起来差不多，到底有何差别?在公开资料中最常见的说法是：XA系列是纳A类扩大机(在规格标示的最大输出功率之下全段皆处於A类工作)、X系列则是A/AB类扩大机(中小功率输出时为A类、大功率输出时则变成AB类)，然而这样的答案显然不够完整，我想知道电路结构到底有何不同，于是直接卸下XAl00的顶板，观察内部电路，结果我发现XA系列的放大电路和X系列的结构真的有蛮大的差异。