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全球第一部氮化镓扩大机:专访 JPX 设计师郭哲诚

作者:郭汉丞 图:蔡承融 阅读数:730 发布日期:2023-02-27

摘 要:不久前 38 度C唱片蔡姐送来 JPX JV200P 综合扩大机试听,在动手写稿之前,请同仁安排原厂设计师的采访,因为 JV200P 是全世界第一部,以 GaN 氮化镓晶体做放大元件的综合扩大机,是从未见过的线路,写稿之前有必要多一些认识,于是安排在 38 度C与 JPX 设计师郭哲诚见面。

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不久前 38 度C唱片蔡姐送来 JPX JV200P 综合扩大机试听,在动手写稿之前,请同仁安排原厂设计师的采访,因为 JV200P 是全世界第一部,以 GaN 氮化镓晶体做放大元件的综合扩大机,是从未见过的线路,写稿之前有必要多一些认识,于是安排在 38 度C与 JPX 设计师郭哲诚见面。

操刀「音乐与音响」二十周年纪念管机

在与郭哲诚见面之前,38 度C 事先给了背景资料,郭先生毕业于成功大学航天工程系,曾经任职工研院机械所,于九十年代初期赴美投入光纤通信产业,之后在中国大陆参与光纤与电网相关工程,在光纤通讯产业是相当活跃的工程师,2020 年才回到台湾。

至于郭先生的音响设计之路,早期从台南湾里废五金淘宝真空管开始,自己研究电路,设计真空管音响,1992 年「音乐与音响」杂志创刊二十年,想推出周年纪念真空管机,便委托郭哲诚先生设计,开启音响设计之路。当他在美国经营光纤产业时,同时也协助台湾音响厂商设计线路,象是硕日 Quardic 的真空管机,如 MT-35、MT-10、SA-8、SF600、F1 等等,都是出自他的手笔。

不过郭先生在 2000 年之后,因为本业光纤通讯忙碌,暂时把音响线路设计这件事情放下,一直到 2020 年返台之后,才与 JPX 合作,于是催生了 JV200 综合扩大机,而其中最重要的关键,就是氮化镓 GaN。


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做创新的线路,不做 Me Too

郭先生说,他不喜欢做跟别人一样的产品,就连放大线路,他也想设计与众不同的创新,例如早年为硕日设计的前管后晶扩大机,就是全世界第一部可以任意更换真空管讯号管的设计,而且更换真空管不需要任何调整,其实可以换讯号管,本来就是玩真空管几的趣味所在,但是能自由更换真空管,且不需任何调整,那才是创新所在。

这次为 JPX 设计 JV200P,缘起也与创新有关,重点就是氮化镓 GaN,因为从来没有人拿它当放大元件做扩大机,让郭先生兴起了挑战之意。郭先生说,氮化镓常见的应用,在 5G 通讯、雷达发射器与高速充电器,其特性是低电压、高效率,如果拿氮化镓来取代传统的 MOSFET,输出电容更小,反应速度更快,效果应该很好,所以郭先生动手研发 JV200P。

解决问题是工程师的天职

郭哲诚说,工程师的天职就是「发现问题、解决问题」,虽然拿氮化镓来取代 MOSFET 的想法,理论上可行,但是实际动手设计,就会发现其中的困难,譬如氮化镓本身的噪讯较高,而且如果线路设计不佳,氮化镓会像 LED 灯,使用一段时间后就会衰减,这些都是工程的问题,需要一一克服。

听到容易衰减,我吓了一跳,赶紧询问怎么解决问题?郭先生表示,就是不要过度使用氮化镓,他说 JV200P 其实可以做出更大的功率,可是为了确保机器本身经久耐用,所以里面的氮化镓,工作效能用得很低,不过度操驾,这样就能确保放大元件耐久使用,而且保留放大线路很高的余裕度(headroom)。


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几乎想得到的讯号管都可以换用

针对 JV200P 的放大线路设计,郭先生说,他做原创电路设计时,喜欢简单的架构,JV200P 也不例外,他使用真空管与晶体混合放大线路,真空管负责电压放大,晶体负责电流放大,两者各司其职,把各自的工作做到最好。

在真空管部分,郭先生依然采用可任意更换的设计,几乎您想得到的讯号管,通通可以使用,常见的 ECC81、ECC82、ECC83、12AX7、12AU7、12 AT7......等等,通通可以使用,而且无需调整,其实可以通用的真空管,并不限于上述型号,基本上只要与ECC81 脚位可通,都可以放到 JV200P 上面使用,对于喜欢玩真空管的朋友来说,是相当好玩的扩大机平台。

订做专用规格氮化镓

至于放大元件氮化镓,内情也不简单,假如拿一般市售的氮化镓规格品来做,光是噪讯就很难过关,所以 JV200P 使用的氮化镓,是 JPX 委托晶电集团订做的特殊规格,输出电容更低,制作精度更高,降低噪讯,这样才能确保音质。

在访谈过程中,与 JV200P 设计相关的内容,大致表过,简单讲,JV200P 的设计就是知易行难,设计的发想不难,譬如以真空管做电压放大,让晶体做电流放大,并以氮化镓取代 MOSFET,都不难想象,可视实际动手做,就会发现许多问题,而郭先生的电路设计,就是要从中解决各种问题。


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做原创线路都要吃苦头

郭哲诚说,要做原创线路,讲起来简单,做起来很不容易,象是 JV200P,从氮化镓的选用与订做,一路到放大线路的工作位准选择,都需要反覆尝试。「想做原创线路,都要吃点苦头!」郭先生如此说。

象是 JV200P 的 4.3 吋触控荧幕,原本想象只是当作控制界面,可是数位触控面板本身的数位接地,如果没有处理好,会影响到 DAC 与模拟放大线路,混入额外的噪讯,工程师就必须想方设法,去除这些数位噪讯。

在 DAC 的选用上,郭先生选择了 Cirrus Logic CS4398,他说这不是最新的 DAC 芯片,可是音色很漂亮,这时话题转到了郭先生暂时放下音响线路设计的原因,除了光纤本业工作繁忙之外,另一个原因就是音响设计没有标准,让他暂时放下了这项工作。

原来郭先生在美国的时候,曾经去看过 David Chesky 的录音室,看他们如何将原始母带,放到老 RCA 盘带去过带,做 Remaster,或者加入一点管味,只要动过手脚,录音听起来就有点不同,这让郭先生觉得音响根本没有标准,也没有所谓「绝对之声」,就工程的角度来说,就是缺乏标准,所以让他暂时放下了音响线路的设计。

可是这次重新操刀设计 JV200P,郭先生怎么看待音响线路设计?他说 JV200P 的设计目标,就是追求音乐细节的平凡声音,音色耐听,且久听不腻,而且 JV200P 可说是玩音响的好平台,基本上只要脚位可通的真空管,都可以用在 JV200P 上面,想要怎么变化音色,都可以靠更换真空管。


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平价、好声、好玩的创新综合扩大机

全世界第一部氮化镓综合扩大机、搭配触控面板、具备蓝牙无线传输,还是真空管与氮化镓混合放大线路,可以自由更换真空管,JV200P 确实可以满足发烧友的玩兴,郭哲诚独特的「音响平台」设计,他说这是很适合科技人的第一套音响,技术含金量高,而且很好玩,欢迎更多人来听听 JV200P,看他如何在有限的成本当中,用创新的电路设计,完成这部平价、好声又好玩的综合扩大机。


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