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[pc-fi软件] 进口耳放3小强电路设计大比拼

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发表于 2011-10-11 21:20:09 | 显示全部楼层 |阅读模式

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进口耳放3小强定义为德国的莱曼,拜亚动力的A1,和来自英国的SOLO。。。他们都够小,名气够大,够强但不是很强,冠一个3小强的名号应该是实至名归。

本帖旨在将3小强的电路一一分解,比较,揣测及分析电路设计者意图。给论坛的朋友一个技术的视角看待这三台耳放,也希望抛砖引玉,我的文章当然是砖,希望能给大家带来益处,这就是玉了。

文章中的所有电路来自我直接拆解原机收集,少量来自网络,收集这些资料既费钱,也费力。版权所有,如果转载,请注明出处,并表示感谢。

一。电源篇
A1电源供应部分
A1电源部分.jpg
最简单的78xx系列稳压,简单,效果也好,厂方的数据手册的标准应用,未作改动,正负双电源。

莱曼电源供应部分
莱曼电源部分.JPG
LM317/337,这个系列性能参数(内阻,纹波抑制等)比78xx系列稍好,根据我实际测试的听感也支持这个结论。值得注意的是,莱曼的处理还要细致些,包括在主滤波电容前加入电阻抑制纹波,退耦的处理用料也更好等,虽然这些也是厂方数据手册的标准应用稍作修改,理论上说,效果应该比A1的更好。正负双电源。

SOLO的电源部分
SOLO电源供应.JPG
SOLO的电源供应应该分两部分,第一部分外置,使用最简单的78XX系列稳压或开关电源达成24V直流输出,这部分在我之前发表的SOLO电眼拆机图中可以看到。现在只给出机壳内的电源供应部分。可以看到,虽然也使用最基本的78XX系列稳压,但是SOLO的处理非常复杂值得大书特书一番。

先分开讲,讲回外置的部分,GSPaudio在官方网站中给出了三端稳压之后的退耦电容对输出阻抗的影响。
dsaf.JPG
同时建议将外置电源远离音箱系统放置,并使用非屏蔽线连接,依靠低输出阻抗来抵消干扰的影响。这种做法需要对三段稳压的特性有非常透彻的研究,同时机内还需再设置一组稳压线路。

回到机内,7818稳压虽然是标准配置,但是显然对7818稳压的输出噪声,阻抗特性做了针对性的优化,同时,在运放供电的部分还有一组纹波抑制线路,这是A1和莱曼都没有的,在供电设计上SOLO可谓不惜工本, 虽然是单电源,但是电路的复杂与精密程度,是莱曼与A1都不能比拟的。再加上电源外置也是加分。

以5分制来评价,我认为
SOLO可以拿到5分,以OP+BJT电路结构的耳放来说,电源部分几乎不太可能做的更好了。内置再生电源太过高档,有些不可思议,直流伺服电源的效果成疑问,并联电源的效率对耳放来说已经稍稍有些不合适。虽然是单电源,但是对耳放应用来说并不是坏事,我稍后会提到。而且在这个价位做到了电源分体,也是加分因素。在这个价位上,我不能提出任何改进的建议给SOLO。

莱曼可以拿到3分。LM317/337的标准电路,但是莱曼处理的重工重料,诚意十足。

A1可以拿到两分,这是一个最简单的电路,A1的工程师应该认为这样的处理已经足够,实际效果也证明确实足够,不过不管怎么说, 这都是最简单的电路,A1的工程师显然没有花心思在电源供应上。

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发表于 2011-10-11 21:33:52 | 显示全部楼层
建议楼主再分析一个德国VIOLECTRIC V90或V200。很有代表性的进口晶体管耳放。
安润上海店:http://anrun.taobao.com
小白的新浪博客: http://blog.sina.com.cn/headphoneclub
欢迎订阅微信公众号“耳机俱乐部小白版主”
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 楼主| 发表于 2011-10-11 21:38:22 | 显示全部楼层

第二部分,输出级篇

二。输出级:输出级在电路中的作用非常重要,几乎决定了整机的声音走向,说一个电路设计领域的常识但是可能很多烧友并不一定知道,如果是空载,不带负载的时候,几乎任何一个设计正常的现代半导体方法电路都不会有明显的失真,最多只有噪声。电路设计的难度主要就在于,如果在重载,大电压,大电流输出的时候还能避免失真。在很多设计良好的电路中,输出级的失真几乎可以掩盖输入级,电压放大级,以及其他所有的失真之和。

SOLO的输出级
SOLO输出级.jpg
SOLO的输出级是3台耳放中最简单,不一定效果最好,但确实技术含量最高的。毫无疑问A类输出级是失真最小,效果最好的,但是基于效率的原因,没有办法达成很大的功率,在耳放这种小功率场合,简直就是为甲类输出级量身定制。SOLO使用了B类,这可能有两方面的原因,一是设计者的个人偏好,B类输出级需要对偏置电压,电流做仔细的调整,同时还要克服热失控的问题,设计难度比A类大上很大,GS老先生也许就是喜欢挑战这种设计难度。第二个可能的原因是,尽管用A类输出级,耳放也不会做的很大,GS老先生还是希望耳放小点,再小点,于是B类也就成了不二之选。

A1的输出级
A1输出级.JPG
A1的输出级与SOLO大体相似,不过加大了偏置电压,在大多数耳机负载下可以工作在甲类,同时偏置电路使用了恒流源供电,有助于电源抑制比的提高,这是一个不复杂,但是有益的设计。个人觉得,SOLO可以采纳这个偏置电路的设计。不过个人来说,我非常不喜欢上下半周不对称的设计,尽管不论是理论上,还是实测,都看不出对失真有什么影响,但是,我不喜欢电路本身不完美。

莱曼的输出级
莱曼输出级.JPG
莱曼的输出级应该是3台中最好的,为了一个小小的耳放居然采用了复合达灵顿输出级,注意这个电路中的驱动级可以理解为工作在甲类的,同时输出级的静态电流比A1更大,在大多数负载下也是一个甲类电路。这样可以避免大电流失真,非常好

这一轮评分的话,我愿意给
SOLO 3分 1分是给电路本身,2分给它精妙的设计
A1      3分  在与SOLO基本相似的情况下用到了更稳妥的A类设计
莱曼    4分 最有诚意,最不惜工本的输出级设计。
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 楼主| 发表于 2011-10-11 21:43:30 | 显示全部楼层
原帖由 小白 于 2011-10-11 21:33 发表
建议楼主再分析一个德国VIOLECTRIC V90或V200。很有代表性的进口晶体管耳放。


非常乐意,但是要有实机才能分析的分析的出来,起码也要有电路图才行。
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 楼主| 发表于 2011-10-11 22:48:12 | 显示全部楼层

电压级及反馈设计

三:电压级以及反馈设计。

在OP+BJT架构的耳放中,这是又一个重要的组成部分,由于OP担当了跨导级及电压级,因此设计者并无自行发挥的空间,所以反馈的性质,结构,取反馈点的选择成为影响音色的另一个重要因素。

莱曼的电压级以及反馈设计:
莱曼的电压反馈级.jpg
莱曼在官方文稿中宣称采用无大环负反馈设计,它并没说谎,但是我为它感到羞耻。莱曼确实没有采用大环路负反馈,可是却在电压级采用了一个本地负反馈设计,这样做的结果是:它既没有拿到纯无负反馈设计的好处:无互调失真,低次谐波失真大而高次谐波失真较少,听感好这些特征。可它也没有把负反馈设计的好处拿足,由于负反馈仅限于电压放大级本地,因此它对输出级,及输出级与负载相互作用造成的失真无能为力,同时也完全没有避免负反馈本身的缺点。除了一个宣传上无负反馈的噱头迎合某些完全外行的消费者心理之外,两头不讨好。而且负反馈深度太大,理论上负反馈深度越大越好,但实际上并不完全如此,负反馈可以压制谐波失真,但会带来互调失真,论坛有位前辈在一篇运放做耳放的文章中提到这个观点,他表述的非常好,我提不出更好的观点,稍后我引用一下。听感也支持这个看法,莱曼的素质一般认为在3小强中最差。

A1的电压级以及反馈设计:
A1.jpg
A1因为要采用反向放大并联反馈,因此要在主放大级前加一级缓冲,使增益固定,电路也只是最标准的设计,虽然电路看起来比SOLO,莱曼都要复杂些,但是我看不出有什么特别的益处,或许是为了降低共模输入电压?当然A1用的运放是国产,非常便宜,多用一颗并不增加成本。

SOLO的电压级及反馈设计:
SOLO反馈.JPG
再次值得仔细说明一番的是SOLO的电压放大级和反馈系统,SOLO的反馈系统在官方文稿中被命名为复合反馈,并且解释它的主要功用,在于能是耳机匹配更大的负载范围。这个反馈知道SOLO SRG版本才出现,之前的SOLO红灯版也不过是普通的大环电压负反馈而已。但是这个版本的负反馈已经非常有水准,远远超出目前国内的水平,也甚至高于很多贵过SOLO很多的耳放,他们只能靠更好的用料,更复杂的电路结构来达成更好的音质,这样怎么说技术含量也比不上SOLO这样依靠电路设计的巧妙。

具体到这个负反馈上,可以看到SOLO的负反馈信号有两个拾取点,一个在电容之前,是直流反馈,一个在输出电阻之后,是交流反馈。直流反馈主要稳定工作点,并且与交流反馈共同工作,降低失真,决定放大倍数。交流反馈的拾取点直接取自耳机输出端,在SOLO最早的红灯版中反馈点的拾取要靠前的多。早在电子管设计的年代,人们花了很多功夫才意识到,反馈点应该取在扬声器接口端得位置,而不是更靠前。理由说起来非常简单,负反馈只能抑制拾取点之前的失真,对之后的无能为力。SOLO的反馈点的选择完全可以弥补单电源的不足,弥补电容失真(如果在低频段有少量的话)。

很多人天生对电容抱有极大的反感,造成这种现象的原因大概是大部分人的知识水平只能理解到电容能造成失真这种程度。事实上,除非是非常昂贵而且设计非常好的顶级HI-END放大器,不然电容失真一般都会掩盖在放大器本身的本底失真中,对于耳机放大器这样良莠不齐的领域尤其是如此。根据Douglas Self的实测,电容失真除了在极低频段有较大上升之外(这个问题可以靠加大容量来基本克服),失真基本是低不可测的。
对于大多数人用的耳机放大器来说,电容大概是他们的放大器中失真最低的部件。

回到正题,也因为这样的拾取点,我猜测SOLO SRG版对输出电容不再挑剔,在最新版SOLO中也一改之前长期使用的AM系列,换成普通的M系列。对换电容有着疯狂热情的坛友无妨一试,我很期待结果。
最后一个益处,这样的负反馈不再需要麻烦的大容量反馈旁路电容了,直流反馈的旁路电容由于反馈通路的视在阻抗很大,因此一个小容量的高性能电容就能解决问题。

这一轮我愿意给:
SOLO   5分,毫无疑问最优秀的设计与结构。
莱曼      1分,教科书上的电路,结构最简单且毫无创新,亦未作补偿。
A1         3分,虽然也是教科书式的电路,但是处理较为细致。

[ 本帖最后由 9m38mi 于 2011-10-21 09:14 编辑 ]
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 楼主| 发表于 2011-10-11 22:55:47 | 显示全部楼层

最后做一个总结

几轮评比下来:

SOLO得到13分,拥有最先进的技术,最复杂,技术含量最高的电路,但是如白版一向所说,英国人ENOUGH IS ENOUGH,在设计上并没有留出多少余量,推力刚刚够用,如果是希望买一个耳放就听音乐就好,不打算今后升级,也不打算玩一些GS1000,PS1000,HD800之类的顶级,对耳放要求变态的耳机,SOLO是最好的选择。如果是大食量的耳机,SOLO的表现会明显的下滑。

A1得到8分,最标准的OP+BJT电路典范,设计中规中矩,没有什么先进的技术,也没有什么明显的不足,但是搭配原厂DT880/990确实有某种奇特的化学反应,应该是拜亚耳机用户的第一选择,这样的搭配,虽然素质上未能登峰造极,但是音色已然完满。

莱曼得到8分,如果是追求温暖的音色,在它的价格之下,有很多胆机天生就有优美的音色可选,如果是追求素质,那它的表现不如其他两者,如果一定要有什么优点。。。莱曼推力的所有耳放中最好的。莱曼反馈结构和RA1非常相似,搭配歌德可能会有类色RA1的音色效果,如果有这一套组合无妨一试。

[ 本帖最后由 9m38mi 于 2011-10-21 09:16 编辑 ]
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发表于 2011-10-11 23:07:05 | 显示全部楼层
这文章应该发打架坛.
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发表于 2011-10-11 23:21:18 | 显示全部楼层
原帖由 子木 于 2011-10-11 23:07 发表
这文章应该发打架坛.

说这话还不如直接把你的不同观点说出来
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发表于 2011-10-11 23:29:36 | 显示全部楼层
原帖由 激光鼠 于 2011-10-11 23:21 发表

说这话还不如直接把你的不同观点说出来


说现实点,这边diy区还有人讨论么?慌了都多少年了?

大家坛讨论的人多点。

和我有无不同的意见一点关系没有,即便是有,我也不会参与讨论。
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发表于 2011-10-12 00:14:01 | 显示全部楼层
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喜欢这类的帖子,尽管看得我有点云里雾里呵呵~~
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发表于 2011-10-17 12:08:20 | 显示全部楼层
增加部分测试图表,将是一篇优秀的学术论文。
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