47耳放制作HIFI耳机放大器 PCB 电路图 及全套设计资料
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⼀款巨型电⼦管胆机⽿放的制作⼏句废话原来随⼝把⾃⼰这次做的⽿放叫做“超级⽿放”,但是还未到正式写下制作过程和⼼得,已经被不屑。
要知道现在⼈都有很强的⾃信⼼,基本上可以做到不需要任何详细机理分析,只需搭眼⼀看,便断定你这不⾏或你这很⾏。
为了安定团结的⼤好局⾯不被我破坏,为了不致引起⼤的社会动荡,为了中国⼈民很⾏,为了中国建设很⾏,为了中国⼯商很⾏,为了中国农业很⾏,我决定把我这⽿放的称谓改作“巨型⽿放”,没有意见了吧。
怕啊~~没听江湖中常有狠话放出来:“智⼒再好,⼀砖撂倒”么?怕砖呀~~引⼦这⼀次,是认认真真为⾃⼰做件事。
尽管以前捉⼑设计过很多的东西,但是我⼀直都是听的都是个很低端的实验品,使⽤的是普普通通的被粪青所不齿的曙光管⼦。
不过毕竟设计⼯作是⾃⼰的“⽉光职业”,所以更多的时候是被主业的事物缠⾝。
静下⼼来的时候,只想在⾳乐中找点慰籍,所以并未太多在乎硬件。
很怀念上⼤学时,每个星期天早上10点钟⼏个同好静静守候在收⾳机旁如饥似渴地聆听半个⼩时的“听众点播歌曲”,现在还有这种渴求吗?还记得在炎热的夏夜,第⼀次⽤双卡收录机从岷江⾳乐台的⽴体声节⽬中听到Schoenberg的《净化之夜》,那种让⼈流泪的激荡,现在还有这种感动么?现在晚间的节⽬,不是卖鞋垫就是治肾虚,然后⼀⼤帮马甲打电话进去疯狂追捧,我呸!咋这么像我们⽹络呢?!话说回来,能够让硬件更加完善⼀些,是不是可以更好地重播⾳乐呢,正是基于这个想法,加之现在的⼯作相对轻松⼀些,于是产⽣了好好犒劳⾃⼰的不良动机。
同时这么多年也积攒了好多好元件,更由于有先前那么多或成功或失败的设计经验铺垫,所以决定⾰命了,⼲吧!从哪开始呢?想起⼀句“名正⾔顺”的成语,对啊得先取个名啊!⾳响⾥正好播到⽼柴“如歌的⾏板”,那啥就这个了,⾏板!不急不徐,中庸稳妥,andante!搞定!“未成曲调先有情”了⼀番,开始正题吧。
以前给别⼈做的设计,很多有商业⽤途,所以必须在性能和价格上作⾮常多的妥协。
摘要社会的进步,科技的发展,电器的研究和设计百花齐放,进入了一个新的阶段。
商家根据一件电器产品根据需要,根据自身的特点以及市场竞争有多种设计。
在这里谈谈耳机电路的设计,考虑有甲类耳机功放,乙类耳机功放,甲乙类耳机功放,还有丙类耳机功放。
我的电路设计根据功率放大程度,转换效率,失真度我选择了甲乙耳机类功率放大电路设计。
因为甲类耳机功放转换效率低,自身消耗功率大,输出功率低。
而乙类耳机功放虽然转换效率(78.5%)高但存在交越失真。
而甲乙类耳机功放不存在失真,输出功率大而且转换效率相对而言挺高的。
设计方案主要以三个模块组成。
分别是变压部分,电压放大部分,功率放大部分。
关键词:单相桥式整流,RC电路滤波二极管稳压同相比例运算放大器甲乙类双电源互补放大电路。
设计任务描述1.1设计题目:1.2设计目的:(1)掌握低频功率放大器的构成、原理及设计方法(2)熟悉模拟元件的选择、使用方法1.2.1设计要求:I:最大输出功率>50mw 能驱动32—200欧姆的耳机。
II:在20—20000Hz频率范围内音质优秀,信号失真度THD<1%III:电压放大倍数3—5倍1.2.3发挥部分:i:输出功率可调节ii:220V交流电源供电iii:其他2 设计过程及论文的基本要求2.1 设计过程的基本要求(1)基本部分必须完成,发挥部分可任选2 个方向;(2)符合设计要求的报告一份,其中包括逻辑电路图,实际接线图各一份;(3)设计过程的资料、草稿要求保留并随设计报告一起上交;报告的电子档需全班统一存盘上交。
2.2 课程设计论文的基本要求(1)参照毕业设计论文规范打印,文字中的小图需打印。
项目齐全、不许涂改,不少于3000 字。
图纸为A3,附录中的大图可以手绘,所有插图不允许复印。
(2)装订顺序:封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文(设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及参数计算(重要)、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍)、小结、参考文献、附录(逻辑电路图与实际接线图)。
自作电子管耳机放大器(原创)我的耳机阻抗是300欧姆,不能插入CD机的耳机插孔欣赏CD,尤其不能用耳机听LP,于是想自己设计制作一台电子管前级+耳机放大器。
前级线路是:1、LP唱机RIAA均衡放大器部分:可以在RC衰减型和RC反馈型两种均衡模式之间在线自由切换(用两个4刀2位开关实现);2、前置放大器部分:加进了RC音调控制电路,并且可以在反馈网络和RC提升衰减音调网络之间在线自由切换(用两个3刀2位开关实现);3、信号输入/输出有5种方式可以选择(用6刀5位开关实现):(a)LP→RIAA均衡放大→前置放大→输出(b)LP→RIAA均衡放大→前置放大→耳放(c)LP→RIAA均衡放大→输出(d)CD→前置放大→输出(e)CD→前置放大→耳放虽然做好了设计,并且机箱开孔、稳压电源容量都是按照前级+耳放做的,但是由于用LT1028运放做的LP唱机RIAA均衡放大器效果出乎预料地好,所以似乎没有了马上做好前级的动力,而是把精力先投入设计制作耳机放大器。
下图是已做好的耳放图中前面两排共6个电子管是RIAA均衡放大器+前置放大器,没有实际制作,插上电子管只是为了拍照片。
后面两排共8个电子管是电源稳压器+耳机放大器,已经做好。
耳放驱动高阻和低阻耳机的效果都非常好,频响很宽,动态很好,尤其信噪比达到100db。
戴上耳机,音量电位器从头开到最大也听不到一点哼声,连轻微的咝咝声也没有,背景非常安静。
线路图如下,其中上半部分是前级(未实施),下半部分是稳压电源+耳放:3一、电路简介耳机放大器的第一级是阳极恒流源的共阴极放大器,注意这里不是SRPP。
恆流源比SRPP 面世早些,结构也几乎一样,区別是SRPP则以上管的阴极作输出,而阳极恆流源共阴放大以下管的阳极作输出,这时输出阻抗和增益都比SRPP大。
由于第二级是阴极跟随器,所以第一级输出阻抗高些无妨。
第二级是WCF(威氏阴随)。
WCF的特点是对负载的宽容度很大,故多用以作耳放,在32Ω ~ 400Ω 的范围内都不成问题。
【图】耳机放大器保护电路原理图保护电路电路图维库电子市
场网
原理图:
耳机放大器保护电路原理图
基本功能:
1.开机延时接通耳机,按照我做的板子,在开机后大约延时3-5秒接通耳机,保护耳机不受开机电流冲击。
2.关机断电,由于电源部分的滤波电容选的比较小,关机后,几乎是同时断开耳机与放大器的连接,保护耳机不受关机的电流冲击。
3.输出直流电压异常保护,经过简单实验,当放大器输出端出现+1.5V的输出电压的时候,可以在1秒内断开连接,而放大器出现负电压输出的时候,则保护动作电压比较高。
工作原理:
原理比较简单,不再叙述了,从线路上分析,DW可以用电阻代替,这里用稳压管的作用就是可以使用比较小的延时电容而获得比较长的延时接通时间,而且在放大电路出现直流输出的时候切断动作也更加干脆,实验的结果确实也是如此。
三端稳压器的输入电容,是根据负载而定的,如果采用的是直流电阻很小的大功率继电器,因该用470UF以上的电容,由于本继电器的电阻比较大,实测为:1K左右,就是说本电路的消耗电流应该在20MA以下,实验中采用47UF的电容可以正常工作,电路中用100UF的电容是可行的,如果此电容过大,会使关机时不能即使切断负载与放大器的连接,对耳机造成冲击。
由于本电路的工作电流很小要是把三端稳压电路换成78M15或者78L15都是可以的。
整整3个小时的时间,终于把耳放的保护电路焊好了,由于元件不凑手,参数与上面的原理图有出入,可喜的是焊接成功,注意输入输出接线端子之间的小黑色长方体就是那个小日本的微型继电器,用来保护耳机是最合适的了,当然,你也可以采用大型的继电器,把她用做喇叭保护,PCB板子上已经按照双继电器的安装形式制作。
电子管直流输出(OCL耳机放大器的设计与制作电子管作为一种“古老”的现代电子元器件,近年来日益散发出迷人的魅力,尤其在耳机发烧领域,大有“异军突起”的趋势。
% s0 ]0 t" i4 r电子管耳机放大器从输出形式上来看,一般可以分为变压器输出、无变压器输出(OTL两大类。
由于OTL不使用昂贵的输出变压器,且阻抗匹配较为灵活,更是得到了DIYER和厂家的青睐,市面上相当多的胆耳放都采用了OTL输出方式。
% i4 W5 Y( S" p6 _ ~关于OTL胆耳放的线路构架,请参加我在《实用影音技术》2007年1~3期的连载。
(如有需要,请向杂志社索购。
在OTL胆耳放中,又分为两种,一种为电容输出,也就是普通常见的OTL方式,还有一种无电容输出,又称为OCL。
$ J! J( l( A/ P! h$ z& |2 H# g% b( b% @, \电容输出的优点显而易见:1、电源供电简单,一般只需要高压一组、灯丝一组就可以了;2、输出电容隔绝了高压,因此,一般不必使用输出保护装置,就可以放心地使用耳机。
r/ y. N1 H7 ^& c. {, E/ t当然,电容输出的缺点也很明显:1、由于耳机的阻抗一般在30~300之间,一般都需要100~500UF的电容,这就不可避免地使用电解电容,而优良的电解电容往往价格很高; Y: |7 B# `. y7 u2、当OTL胆耳放匹配不同阻值耳机的时候,由于低频截至的限制,不同阻抗的耳机对输出电容的容量要求是不一样的,比如30欧姆的耳机,为了能达到10赫兹的低频截至,就必须使用470UF以上的电解,而300欧姆的耳机,则需要50~60UF电容就差不多了;这样,阻抗匹配依然存在问题;而且,由于大容量电解电容的存在,在很大程度上了压缩了声场,出现了较为严重的“头部效应”$ K5 Q5 E' G3 ^ e! jb9 i- a2 U% {, M4 E9 Y于是,OCL就应运而生了。
耳机放大器制作教程作为一名从小就喜欢音乐的爱乐人士,我身边的音乐播放设备越来越多,体积越来越小,音乐素材的更新也越来越快。
我欣赏音乐的方式也不再局限于传统的CD音源、功放、音箱、线材、听音室这几大件了。
高保真耳机这种灵巧轻便的播放设备逐渐成为我欣赏音乐的首选。
为了让高保真耳机发挥最优效果,需要一台性能优良的耳机放大器(以下简称耳放)来和它搭配。
这里我给大家介绍一个便携耳放,它结构简单,容易上手制作成功,经过实际听音测试,可以很好的与常见的高保真耳机和MP3,MP4等小型音源搭配,发挥出不俗的性能。
关于高保真耳机放大器的制作文章,大家可能看的已经很多了。
它们大都设计讲究,制作复杂,有的甚至是针对某一品牌或者特定型号的耳机来教音,这往往使得一些从音箱烧过渡到耳机烧的朋友对耳放的制作没什么把握。
通过对这台便携耳放的制作,可以让你对耳机放大器的制作有一定了解,建立起自己的一套耳机音乐欣赏系统,为以后制作更高品质的耳机放大器做准备。
先来分析一下耳机放大器的工作特点:1,功率,耳机不同于音箱,市面上常见的高保真耳机,只需要十毫瓦的功率就可以驱动到完美状态。
但是耳放依然是一种功率放大器,不要把它和前级这样的电压放大器混淆了。
2,频响,发烧耳机的频响都很宽,这就要求我们制作的耳机放大器亦应当有足够宽频响,否则就会造成系统瓶颈。
3,信噪比,因为耳机是贴耳聆听的器材,一点点底噪都会影响欣赏音乐的心情。
耳机放大器对信噪比要求比功放要高。
4,阻尼,一般来说,耳机放大器的阻尼应该做成比功率放大器大一些,这样可以有效的改善一些低品质耳机声音浑浊的问题。
5,接口匹配,便携音源大都没有单独的线路输出接口,我们只能使用它的耳机输出接口,。
这张是47的电路图,说句实话,这个电路间接明了,做得非常好。
首先我们分析一下这个电路。
从结构上说,电路由两块运放组成,其中IC1a起到放大的作用,IC1b形成跟随器,进行电流扩充,增大驱动能力。
从信号的走向上来说,信号首先经过一个音量控制电位器,信号的一部分通过一个由0.47uf和100K电阻构成的高通,到达IC1a的+端。
IC1a的—端接了两个电阻,分别是4.7K和10K的电阻,这2个电阻构成了反馈网络,提供了约3.1倍(1+10/4.7)的电压放大倍数。
IC1a的输出分2路走,一路通过47欧姆的电阻,达到耳机的输出;另外一路,连接到IC1b的+端,由IC1b构成的跟随器,在通过另外一个47欧姆达到输出。
下面针对每一个元件,结合我做这个二房的体会,小弟我胡乱乱说2句。
1、音量控制电位器,也就是我们常说的音量开关。
对于这个音量控制电位器是否需要,我曾经犹豫了一会。
因为我个人认为“Simple is the best”,如果加入这个电位器,这个电位器将会引入不必要的噪声和非线性问题,而且我用的音源是随身听,已经有了音量控制电位器,所以在我做的耳房中,没有加入这个电位器(其实一个主要原因也是我手上没有比较好的音量控制电位器)。
但是等我的二放做出来,发现这个音量控制电位器还是非常有用的。
这不是为了控制音量,还是为了减少前级音源的本底噪声问题。
在我使用自己做的耳房的时候,就发现前级的音源(松下Ct570)有一个本底噪声,在CD直接推耳机的时候,CD本身送出的信号比较大(虽然有失真),本底噪声察觉不出来,但是用了耳房以后,CD本身送出的信号比较小(这时候信号线性度很好),本底噪声就察觉出来了。
考虑到本底噪声是一个相对固定不变的值,如果安装了音量控制电位器,就可以让CD输出相对较多的信号,让本底噪声的相对比例下降。
*****后来我找到了一个音量控制电位器,装上去以后,的确降低了CD的本底噪声,但是需要注意的是要适当提高电压放大倍数,我将10K的电阻又换成了15K的*****但是必须注意的是,这个音量控制电位器在信号的输入通路上,它的好坏直接关系到二放的好坏,所以如果有条件的话,还是选取好一点的电位器。
这里介绍一种驱动低阻抗耳机装置的低价位立体声放大器,电路如附图所示。
该电路使用了几只常用的晶体管(BC547、BC557)和无源元件.如电阻、二极管和电容器等。
为了驱动耳机,该电路使用了一级前置放大器和NPN、PNP组成的推挽电路。
立体声的前置放大器由晶体管T1和T6组成.分别供给左、右声道的输入信号使用。
被放大的左声道输入信号,馈入由晶体管T2、T3组成的推挽级,以驱动左声道耳机。
同理被放大的右声道输入信号,馈入由晶体管T4、T5组成的推挽级以驱动右声道耳机。
该电路在+6V~+12V供电时,其输出电压可达100~200mV。
由于电路耗电低,所以也可用一只+9V的PP3电池供电。
把附图电路安装在PCB板上,并把它装入适当的小盒内。
立体声耳机可从电子市场上购到。
在PCB板上应仔细焊接元器件,以避免虚焊。
电路安装焊接之后,可用一只+9V的PP3电池,此时电路即可使用了。
在交流电源的情况下.可使用任何一种普通的稳压器(+6~+12
v100mA)给电路供电工作。
47耳放完整版(2010年参赛作品)网通发贴表示压力很大之前一直折腾功放听桌面音箱,半年前忽然打算用用耳机了,于是入了森海的HD595。
虽然50欧的阻抗不算高,但是要发挥出设备的实力耳放还是少不了的。
所以,决定自己动手做一个耳放。
这期间参考了大量关于耳放的资料,最终决定以47耳放电路为基础并加以改进制作一个比较完美的耳机放大器。
便动手做了起来。
下面分贴发一下耳放各部分的设计和制作过程个大家分享。
、因为本人对电路没有进行过系统的学习文章中存在大量文字存在自己的主观性理解可能错在大量问题希望高手及时指出虫虫小林2010-12-07 23:12:49一放大部分47耳放是一位外国人设计的电路,电路如图。
图1.gif因为电路中有较多以47为参数的元件所以称作47耳放。
传说中的47耳放结构其实是很简单的,第一级运放进行负反馈控制放大倍数进行比例放大,第二个运放进行电压跟随,降低放大器内阻,增加了输出电流,并做声音修饰。
两个运放输出经过两个47欧匀流电阻输出致耳机。
因为反馈取样点在47电阻之后,所以不用考虑电阻带来的损耗。
曾经在网上看过很多47耳放的PCB设计,虽然47耳放的电路十分简单,但是很多PCB却存在着或多或少的布线问题,有些抗干扰能力不是很强,甚至在淘宝上看到很多看似很漂亮的板子却有很大的交流声。
所以自己决定做一个比较完美的47耳放以便把这个电路的能力发挥出来。
于是,开工了。
首先是线路见图图2.jpg电路没有添加音量电位器,只做了放大部分。
这样一来功能比较独立,方便以后的各种组合。
47原设计使用的运放是OPA2132,这个运放是FET输入型的,所以内阻极高。
而且在低电压下可以正常工作,失调电压与失调电流极小,算是比较高档的运放了。
当然OPA2132的价格也是很高档的。
我作为0收入人士必然不能把这种高档传承下去,于是我选用了这年头满大街都是的NE5532。
NE5532虽然指标相对于OPA2132较差,但是工作于+-15V 时音色总体来说还是比较讨人喜欢的。
一款分立元件经典传统线路耳放的制作电路【图文】[日期:2012-03-05] 来源:土炮网作者:佚名[字体:大中小]全分离甲类耳放应该说是耳放DIY的最高境界,分立元件不同于集成电路,需要前期精密的设计和元件配对,后期复杂的调试,不少朋友对于这种放大器都有点头疼。
其实电路设计本身并不难,难的是如何把电路做成一台高品质的耳机放大器。
国内的电子书籍讲理论是头头是道,实践绝对是垃圾到家,这里推荐大家看一下科学出版社出版的《晶体管电路设计》非常实用。
辽宁大学耳机爱好者联盟在一年之前推出了一款便携式耳放作为试水之作,反响还不错,运放搭配合适很容易出好声。
今年在多方帮助下我们设计并制作了我们辽宁大学耳机爱好者联盟第一款全分立元件甲类耳机放大器,和大家交流一下,希望通过本文能激发大家DIY此类耳放的兴趣,同时能更好的识别市面常见耳放的线路,对症下药的进行磨改。
目前市面上使用分立元件的耳放其实不少,但多数都不是全分立元件的,这倒不是成本的原因,采用运放输入,能有效简化线路,利于批量化生产。
全分立元件的优势和缺陷同样明显,和使用运放输入的相比,不容易出好声,不过如果调教得宜那么效果也不是使用运放比得了的。
运放的优势是晶体管配对性非常好,体积小,测试数值较高,不过由于在一个小硅片上做出全部电路,因此存在耐压低,元器件数值有限制,电路不能随意调节等问题。
耳机放大器可以简单地分解成输入级电压放大级和输出级三部分。
输入级是整机的咽喉,对于整机性能有重要影响,不少耳放都采用运放担任输入放大以简化线路。
分立元件耳放一般是采用差分输入其中包括单差分和全对称双差分两种,具体根据使用元件不同又可以分为BJT和F ET两种。
欧洲机器使用单差分比较多,日本机器则喜欢全对称双差分。
这两种线路本身没有高低之分,使用得当都能做出高品质机器。
从DIY的角度讲,我更倾向单差分,因为双差分线路需要异极性配对,成本高一些。
为了提高整机性能,一般输入级都使用了恒流源和共基共射(沃尔曼)线路,一个比较典型的线路如下高文线路这里借用别人一张图,对图片原作者表示感谢。
虫版47耳放折腾贴虫虫小林版本47耳放DIY详细操作指南之前发了一个但是由于网络不好没能编辑完成如果管理员看到麻烦删除一下/read.php?tid=1141711虫版47耳放折腾说明虫虫小林版本47耳放DIY详细操作指南这篇文章已经在本人的个人主页无线电杂志以及个别论坛发表在大家谈发貌似有些晚不过还是希望更多人看到对大家DIY有一定的帮助大约在一年前,本人开发了一套耳机放大器。
其原型是比较著名的47耳放。
原版47耳放是由外国朋友设计的,由于电路中有很多以47为参数的元件所以取名为47耳放。
本人在原版47的基础上,对布线、参数、以及电路结构做了一定的优化并同时开发了耳机保护电路和稳压电源。
为了和大家分享已经公开了全部技术资料,详情请察看/read.php?tid=1107591或本人空间/ccxiaolin/blog/item/0e394ced143d8dc6b31cb18a.html。
自本人开发47耳放以来已经有一段时间了,由于结构简单、元件好配、设计合理、工作稳定等诸多优点得到了不少朋友的支持。
一部分朋友已经装出来了并向我反馈了装机心得,还有一些朋友装好后一直使用至今。
但当初设计47耳放的时候并非只想让它成为单一用途的47耳放,通过仔细观察发现此电路的兼容性很强,能够使用现有的47耳放PCB板并通过简单的修改轻易的改造成其他结构,而且品种很多,效果立竿见影!但是出板至今却很少见到有人发现这一强大动能,更别说完全发挥出47的能力来了,有的改造也仅仅是更换发烧零件等投入大且效果不明显的方案。
毕竟DIY在于折腾,通过自己的改造得到自己最满意、最适合的声音,并从中得到快乐才是DIY的意义所在。
所以今天发一篇文章详细的介绍47耳放应该如何折腾,希望能给大家带来帮助。
(由于本人昵称为:虫虫小林,所以下文中本人设计的47耳放简称为“虫版47”)PCB是电路的一种表现形式,而电路中元件的参数不会是唯一的。
为满足不同需要使用者在必要的时候会对参数进行调整以达到自己的要求,所以本人设计的PCB从来都是不标参数的,但是会标明元件符号并提供电路图。
几个问题现在喜爱听音乐的朋友是越来越多了,为了听到更好的声音,很多朋友都购买了品质比较高的音源,比如高档声卡或HiFi入门级的CD台机,但却还是无法得到心目中的高品质声音表现。
问题到底出在哪里?在音响店里聆听高档音响,留下了难以磨灭的印象,想来不少朋友都有过这样的经历吧。
虽说一分钱一分货,但自己能否构建与之表现稍相近的系统呢?HiFi耳机的优异表现相信给过很多朋友以惊喜,但在很多地方都会留下一些底气不足的遗憾,这个问题应该怎么解决?关注HiFi音响的朋友们如果见识过名厂或高手制作的胆机,观摩过那如镜光滑的机箱和灵性四溢的胆管,再聆听过柔美醇和的声音,可能都会不禁揣测一下内部的结构。
如果打开外壳,见到内部并没有预想中的电路板,而是几根粗铜线纵横交错地搭成一个网状框架,各个元件都整齐地焊接在这个框架上,之间再用各色导线连接,不免会惊叹连连。
高手会说,这样的手法叫做搭棚焊接,简称搭焊,既是最传统的,也是最好声和最艺术的手法。
也许朋友们会想:我能不能拥有这样的一个艺术品呢?希望在大家看完本文后,这些疑问能够得到有价值的回答。
音响本是学无止境,笔者言语中若有不周或谬误,希望能与大家展开商榷和得到斧正。
下文的很多内容都涉及到DIY,如果要进行操作,请大家特别注意安全,在有经验的朋友的指导下进行。
由于实际电路中变数甚多,所以只有严格仔细地跟随必要步骤并加以耐心细致的调整,才会得到尽量好的声音品质。
由于具体情况有别且无法完全考虑到,所以请大家具体问题具体分析,笔者只尽量保证陈述的真实和贴切,而不对效仿操作的后果负责。
寻求解决众所周知,自从真正被运用到计算机上以来,音频技术的发展不断为我们创造着惊喜,从8bit到44.1KHz/16bit再到96KHz/24bit、从单声道到立体声再到多声道、从MIDI 到MP3再到APE和FLAC,无一不在刺激着我们对听觉享受的渴望和对声音品质的追求。
应该说随着“发烧级”声卡创新AWE64GOLD和帝盟MX200先后的横空出世,一群狂热的电脑音频发烧友开始形成,电脑也成了很多朋友的音乐欣赏中心。
自制耳机放大器跟我自制耳机放大器跟我制自耳机大放器七十年以代,后机技耳有了迅速的发术和提展,其高重的放果几效乎到达了美完程度。
而的 世界上最著今的名声电、电器厂家,如德国的海塞尔森S(ENHNESIRE、拜)亚力动b(eeyrdynami),c奥利的地爱技(AKG)科美国,歌的德(GARDO、高)(斯OSS)K日本,的三角铁(uAdoiTeancica、)尼索(OSY)更是生N产了量不大系列同同不格规的优耳质机这。
耳机中有些的响超越频人了听的范觉(2围H0z—20k—Hz,达到)了Hz—553Hk,谐波z失真互和调失也减少真了到小0于1%的.高标。
它们准音的已质显明超过声器扬放声系统。
国德名交响乐著指家卡拉扬,挥对在了很多比体声立声扬系器、统耳机统以后系曾经非,常定地肯说:后能够更者好重现音乐的的立体感因,而具有强更的烈临场果。
效是,但大多绝的数优耳机质仅仅借凭随身、C听D机、MD、M机3P或机者脑声电卡来动推远不是能发出挥它们的优性能的异在,多很况下还情要一需个间中设备—耳—机音频率功放大 器eHadhopenmAliers,p常通简为耳放称。
么什那是么耳放?就让呢我们来它给个一切的确义吧,定耳放—就—提供是给机放耳系声音频功率、并对其重放的统音、色音及量立声体态进状行节与控制的调立独置。
所谓装独立的装,置相是对有于机子中内置的耳些放路电言的而。
们不把这我内些置耳的电路放定为耳放义的围。
范实听际证音明耳,的作用的确放很大而且,同不结构的耳具放不有的声同音风格特和,点很得耳机和值音爱好乐们者玩味可。
是场上的商品耳放动辄市元千以,电子管上耳放是更价惊格,人而且种又少,很难品满我们足需要。
所的以“在ID”风Y盛的日天,今“IDY耳”也应放成一为种时尚。
己动手“自IY耳D放”可以随改时变线路聆听不,线同搭路配起的引声音微妙化;还能变使你略领成的功悦和品喜尝犹咖如啡般甘苦的味!动心了吧滋那就赶快,体验来这其的乐趣中吧!跟“自我耳放制由四”篇章文组成分别介绍“集,电成耳机放大器路”“、晶体管机耳大放器”“OT、L电子管机放耳器”、“带输大变出器压的电子耳管机放器”大的制。
对于47耳放的完美改进制作高保真耳机放大器之前一直折腾功放听桌面音箱,半年前忽然打算用用耳机了,于是入了森海的HD595。
虽然50欧的阻抗不算高,但是要发挥出设备的实力耳放还是少不了的。
所以,决定自己动手做一个耳放。
这期间参考了大量关于耳放的资料,最终决定以47耳放电路为基础并加以改进制作一个比较完美的耳机放大器。
便动手做了起来。
一、放大部分47耳放是一位外国人设计的电路,电路如图。
因为电路中有较多以47为参数的元件所以称作47耳放。
传说中的47耳放结构其实是很简单的,第一级运放进行负反馈控制放大倍数进行比例放大,第二个运放进行电压跟随,降低放大器内阻,增加了输出电流,并做声音修饰。
两个运放输出经过两个47欧匀流电阻输出致耳机。
因为反馈取样点在47电阻之后,所以不用考虑电阻带来的损耗。
曾经在网上看过很多47耳放的PCB设计,虽然47耳放的电路十分简单,但是很多PCB却存在着或多或少的布线问题,有些抗干扰能力不是很强,甚至在淘宝上看到很多看似很漂亮的板子却有很大的交流声。
所以自己决定做一个比较完美的47耳放以便把这个电路的能力发挥出来。
于是,开工了。
首先线路图电路没有添加音量电位器,只做了放大部分。
这样一来功能比较独立,方便以后的各种组合。
47原设计使用的运放是OPA2132,这个运放是FET输入型的,所以内阻极高。
而且在低电压下可以正常工作,失调电压与失调电流极小,算是比较高档的运放了。
当然OPA2132的价格也是很高档的。
我作为0收入人士必然不能把这种高档传承下去,于是我选用了这年头满大街都是的NE5532。
NE5532虽然指标相对于OPA2132较差,但是工作于+-15V时音色总体来说还是比较讨人喜欢的。
单片5532耗电相对较大,两片并联就更不用说了,双15V下耗电可想而知。
这就意味着这款耳放将要脱离便携式耳放的范畴转型向台式耳放了。
由于5532失调电压较高而且又是NPN管输入的,如果使用原设计必然会引来较大的输出中点漂移,经过测试最大有30多MV。
对于47耳放的完美改进制作高保真耳机放大器之前一直折腾功放听桌面音箱,半年前忽然打算用用耳机了,于是入了森海的HD595。
虽然50欧的阻抗不算高,但是要发挥出设备的实力耳放还是少不了的。
所以,决定自己动手做一个耳放。
这期间参考了大量关于耳放的资料,最终决定以47耳放电路为基础并加以改进制作一个比较完美的耳机放大器。
便动手做了起来。
一、放大部分47耳放是一位外国人设计的电路,电路如图。
因为电路中有较多以47为参数的元件所以称作47耳放。
传说中的47耳放结构其实是很简单的,第一级运放进行负反馈控制放大倍数进行比例放大,第二个运放进行电压跟随,降低放大器内阻,增加了输出电流,并做声音修饰。
两个运放输出经过两个47欧匀流电阻输出致耳机。
因为反馈取样点在47电阻之后,所以不用考虑电阻带来的损耗。
曾经在网上看过很多47耳放的PCB设计,虽然47耳放的电路十分简单,但是很多PCB却存在着或多或少的布线问题,有些抗干扰能力不是很强,甚至在淘宝上看到很多看似很漂亮的板子却有很大的交流声。
所以自己决定做一个比较完美的47耳放以便把这个电路的能力发挥出来。
于是,开工了。
首先线路图电路没有添加音量电位器,只做了放大部分。
这样一来功能比较独立,方便以后的各种组合。
47原设计使用的运放是OPA2132,这个运放是FET输入型的,所以内阻极高。
而且在低电压下可以正常工作,失调电压与失调电流极小,算是比较高档的运放了。
当然OPA2132的价格也是很高档的。
我作为0收入人士必然不能把这种高档传承下去,于是我选用了这年头满大街都是的NE5532。
NE5532虽然指标相对于OPA2132较差,但是工作于+-15V时音色总体来说还是比较讨人喜欢的。
单片5532耗电相对较大,两片并联就更不用说了,双15V下耗电可想而知。
这就意味着这款耳放将要脱离便携式耳放的范畴转型向台式耳放了。
由于5532失调电压较高而且又是NPN管输入的,如果使用原设计必然会引来较大的输出中点漂移,经过测试最大有30多MV。
对于47耳放的完美改进制作高保真耳机放大器之前一直折腾功放听桌面音箱,半年前忽然打算用用耳机了,于是入了森海的HD595。
虽然50欧的阻抗不算高,但是要发挥出设备的实力耳放还是少不了的。
所以,决定自己动手做一个耳放。
这期间参考了大量关于耳放的资料,最终决定以47耳放电路为基础并加以改进制作一个比较完美的耳机放大器。
便动手做了起来。
一、放大部分47耳放是一位外国人设计的电路,电路如图。
因为电路中有较多以47为参数的元件所以称作47耳放。
传说中的47耳放结构其实是很简单的,第一级运放进行负反馈控制放大倍数进行比例放大,第二个运放进行电压跟随,降低放大器内阻,增加了输出电流,并做声音修饰。
两个运放输出经过两个47欧匀流电阻输出致耳机。
因为反馈取样点在47电阻之后,所以不用考虑电阻带来的损耗。
曾经在网上看过很多47耳放的PCB设计,虽然47耳放的电路十分简单,但是很多PCB却存在着或多或少的布线问题,有些抗干扰能力不是很强,甚至在淘宝上看到很多看似很漂亮的板子却有很大的交流声。
所以自己决定做一个比较完美的47耳放以便把这个电路的能力发挥出来。
于是,开工了。
首先线路图电路没有添加音量电位器,只做了放大部分。
这样一来功能比较独立,方便以后的各种组合。
47原设计使用的运放是OPA2132,这个运放是FET输入型的,所以内阻极高。
而且在低电压下可以正常工作,失调电压与失调电流极小,算是比较高档的运放了。
当然OPA2132的价格也是很高档的。
我作为0收入人士必然不能把这种高档传承下去,于是我选用了这年头满大街都是的NE5532。
NE5532虽然指标相对于OPA2132较差,但是工作于+-15V时音色总体来说还是比较讨人喜欢的。
单片5532耗电相对较大,两片并联就更不用说了,双15V下耗电可想而知。
这就意味着这款耳放将要脱离便携式耳放的范畴转型向台式耳放了。
由于5532失调电压较高而且又是NPN管输入的,如果使用原设计必然会引来较大的输出中点漂移,经过测试最大有30多MV。
所以我在反馈电阻的位置串联了电容,也就是C03 C04两个电容,将直流反馈变为交流反馈,这样可以使输出中点控制在1MV以下。
换成其他运放如果没有中点问题这个电容的位置可以直通。
反馈采样部分依然从输出取,并在R05 R06 上面并联了C05 C06,作用是超前补偿,不需要的话可以留空。
电源部分增加了两个退耦电解电容C07 C08,并习惯性的在两个电解上并联了小电容C09 C10。
最后增加伏地电阻R。
伏地可以吸收一部分地线的干扰信号让信号地更加纯净。
当然还有一个作用,那就是在布线的时候可以在视觉上隔离信号地与电源地,为合理布线带来方便。
线路做好了,接下来的工作就是布线了。
话说这个47耳放市面上卖的款式很多,但是在设计PCB的时候好像只注重外观而忽略了对布线的要求,最终导致一些电路声音不好,严重的甚至出现交流声。
吸取了别人的经验教训,所以在画这个板子的时候就注意了很多。
退耦电容两两一组,原则为电源经过退耦电容再连接至IC,这样可以有效吸收放大器工作时候产生的耦合信号,也可以避免由于电源线过长引起的干扰信号进入放大器。
简单说下地线。
地线主要分为电源地和信号地,这两个地也可能是连在一起的,但是作用不同。
电源地主要提供大电流电源,一般功率输出地都要接这根。
信号地主要提供参考电位,电流很小,所以也比较容易受到干扰。
一般说来越靠近电容引脚的地方电容对交流信号抑制作用越强,所以两个并联在电源上的电容的交点可以认为是比较稳定的地,放大器输出的地一般从这里引出。
而信号地上各点到电容地交点的途中是不能有大电流存在的,否则会将耦合信号注入信号地从而干扰基准的稳定,造成声音不耐听甚至交流声等严重后果。
在地线处理上我将两个退耦电容交点作为电源地,并采用1点接地处理。
又从交点上引出一根地线经过伏地电阻拉到前面作为信号地,使信号地与电源地彻底隔离提供稳定的基准。
输出是两个运放并联的,每个运放又接有匀流电阻。
反馈采样避开两个输出电阻的线,直接从输出端子引脚引出,这样反馈取样线上就不会出现较大电流了,保证了反馈取样的准确性。
整体布线采用酷似70年代手工布线风格比较爽眼。
之后的一段时间就是更换各种零件听各种声音了。
要确定一个放大器比较合理的参数个人的实际听感是少不了的。
经过4个整夜的试听终于确定下来自己认为比较合理的参数了。
下面说一下参数的选择。
4个匀流电阻R07 R08 R09 R10 理论上电阻值越大,两个运放输出电流一致性越好,但是输出电流能力也随着下降。
本人测试过10欧、22欧、33欧、47欧、100欧这样的参数,听感差距基本没有,所以维持原设计用47欧电阻。
反馈网络的电阻原设计为4.7K、10K,放大倍数为3倍多一点。
实际测试感觉增益过高,后来改为33K(R03 R04) 47K(R05 R06) 倍数为2.4左右,虽然降低了然是依然能保证正常放大。
C05 C06用10P环保瓷片电容,作用主要是针对高频。
如果不装感觉也没什么区别,稳妥起见我还是装上吧。
C03 C04用22U ELNA无极电解电容,经过计算此时截至频率为0.22HZ。
实测对低频影响不大。
由于此电容的存在将反馈模式变为交流反馈,所以中点可以稳定在1MV以内。
不同IC对于中点表现也有不同,失调电压低的运放即使使用直流反馈中点也会很接近0。
输入对地电阻R01 R02 参数与反馈电阻一致用47K,对于BJT输入的运放可以使两个输入差分管偏置相同以便更好的稳定中点。
47K相比之前100K小了很多,同时也增强了抗干扰能力。
输入耦合电容使用10U ELNA无极电解。
经过计算低频截至频率为0.34HZ,对声音也不会造成影响。
最后,伏地电阻4.7欧,电源退藕用100U ELNA 电解并联飞利浦0.1U小电容。
标好参数放大电路装好后拍了几个照片二、电源部分47耳放设计为标准OCL放大器,自然也是需要双电源供电的。
最简单的电源设备可以用双电源变压器直接经过整流桥或者4个整流整流二极管,并在用两个电解电容滤波得到双电源。
虽然这种电源结构简单并可以提供较大的瞬间电流,但是电源的稳定性以及抗干扰能力较差。
一般情况下大功率功放选用这种电源而功率比较小且对电源质量比较严格的耳机放大器用这种电源就不太适合用这种了。
而相对比较合适的就是线性稳压电路了。
NE5532理想电压为双15V,对于+-15V电源有专用的三端稳压IC,使用起来非常方便,比如7 815、7915系列。
基本稳压电路双15V变压器三线经过D1 D2 D3 D4 四个整流二极管和C05 C06两个滤波电容形成基本的整流滤波电路结构,在大电解上并联小电容也是我的习惯,这样做可以降低电容高频内阻减少电容温升提高电容寿命,而且对瞬间放点电流也有提升。
此时,电容C05、C06两端分别有大约21V的直流电压,形成双21V电源。
接下来就是三端稳压管了。
三端稳压管可以理解成一个具备分压功能的可变电阻,这个神奇的电阻会根据参考端与输出端之间的电压对内部分压电阻进行动态调整,使得输出与参考之间的电压维持在一个定值。
7815与7915分别是+15V以及-15V的稳压管,将参考端接地输入双21V电源通过两个IC便可以得到稳定的双15V电源。
为了降低电源内阻提高电源瞬态相应,再输出端分别并联了两个小电解,同样在电解上也并联了小电容。
虽然用三端稳压构成的稳压电源相对于直接整流滤波的电源要好很多,但是还是存在一些弊端。
三端稳压虽然稳定但是波纹抑制却不是很出色,输出电压检测灵敏度也不够强。
于是乎又做了一个用运放做伺服的稳压电路。
第一步还是先对交流电进行整流滤波,交流电通过4个二极管形成的整流桥进行整流,然后给滤波电容充电,不同的是在4个二极管上分别并联有小电容。
对于二极管来说类似旁路电容的电容,因为后面的滤波电容的存在,二极管是在前方交流电电压值大于后面电容电压值0.7V左右时开启的。
二极管波形类似方波,方波含有大量奇次谐波,而电容的作用就是过滤掉这些谐波。
参数要求不是很严格,取10 2~104均可。
后面的滤波电容同样并联有小电容。
电容后面接三端稳压管,三端稳压管输入输出端根据电流方向接有反向的二极管,作用是消除电路中由于感性元件的存在产生的反向电动势。
而稳压管的参考端并没有接在公共地上,取而代之的是运放的输出端。
这个运放便是伺服电路的核心。
前面说到稳压管的功能是始终保证输出与参考端电压不变。
但是在临界状态下输出端快速而小幅度的变化IC本身并不能快度的所出反应。
这里用运放构造了一个放大34倍左右的反向放大电路,参考点为地,输入端经过10U电容接到输出电源上。
这样,在输出端形成小范围的微弱变化会被运算放大器经过34被放大作用在三端稳压的参考端上,相当于对误差值进行了35倍放大,从而提高了对误差信号检测的灵敏度,也提高了整个电源电路对交流波纹的抑制,增加了电源的稳定性。
稳压管输出依然和前面的电路一样并联小电解,同样在电解上并联上小电容。
一个相对完整的伺服电源线路已经完成了,接下来进行PCB布线。
在PCB设计上主要注意地线和电容的接法就可以了,地线尽量做到“一点接地”就是根据地线的作用把不同功能的地点最终会聚到电容交点上,这样可以尽可能的较少地线的干扰。
电容尽可能在引脚上做成法放射状布线,这样可以使电容的性能发挥到最佳状态。
设计出来之后同样做了测试样板4个整流管在PCB最前端,地线用跳线飞入并与整流管并排。
整流管输出直接接电容引脚最底端。
地线由飞线分开,分别接入两个电容接地点再从电容处引出在后面电路下方汇聚,这样可以更好的过滤掉前面的波纹。
整流管输出一样直接指向电容。
电压取样、运放供电也是从电容单独飞出,把每一个线尽可能的独立开。
在这里我承认我有些较真,虽然这种布线效果较好但是浪费了大量面积,增加了做图难度,对于效果的改善却比较小,如果大家自己做大可以随意些,大电流的走线相对独立就好了。
PCB装好后整流管用的最常用的4007 并联在整流管上的电容。
我用的0.1U的CBB,看外形疑似松下电容。
做伺服的运放用的手里比较多的飞利浦5532。
实际上电源对这个运放要求比较高,要求带宽以及转换速率都比较高且输入阻抗较大的运放。
输入阻抗大当然需要FET输入的运放,而我手里最多的就是5532,其他型号运放比较少,所以就用上了。
当然在这里使用NE5532并不合适,如果有机会再做我会选用LF353,目前为了测试就不更换了。
滤波电解电容用的国产电容,毕竟对这个电解要求不是很高。
而输出端我选用松下FC系列高频电解,并联飞利浦0.1U CBB电容。
上个电路反面焊接点的照片。
做好后的电源准备上电测试。
变压器用的音响拆下来的变压器里面的双14.8V副电源上电后测量正负电源电压,确保电路可以稳定工作。