armok. 发表于 2012-6-22 22:17:50

进口耳放3小强电路设计大比拼

阿莫注:本文不是我原创,是转自网上。作者:9m38mi。 原文出自:www.headphoneclub.com


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





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





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。





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。






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。






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:



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。



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。




本后记由阿莫加入: 有人质疑SOLO的用料最差,并且质疑本文作者是SOLO的代理商。以下是作者的回应:

让我解释的更清楚些,你可以反驳我,但是要提供论证与证据。你不能仅仅给我扣上一个我是错的帽子,而不说我怎么错,错在哪。如果你这样讨论问题,首先讨论不出结果,我们没有办法交流;其次,也是极其野蛮,无理的,就像WG时期给一些人扣上地主的帽子一样,扣上了帽子,就什么都没法说了。

就你的论点,我给出我的反驳,你说不够彻底和全面,这我同意,学无止尽,谁可以说做到完完全全的彻底与全面,我的本意也不在此,只是希望能给大家打开看待这三台耳放的一个新的窗口而已。

你说无论从电路结构还是用料,SOLO都最差,明显这是没有看,或者没有看懂文章,就匆匆下结论了,我在文章中大段的篇幅就是试图讲解SOLO复杂的电源处理,以及反馈结构,电路结构的复杂与精密程度,对标准的OP+BUF结构的改良远远超过其他两个耳放,SOLO是按照发烧小厂的思路来做的,而其他两个,则是工业化,大规模生产的工业品思路,讲究的不是发烧,而是简单,稳定,制作设计方便。如果你要说这样是差,那我不再争论。

再讲用料:
从普通人最喜欢的电容说起,SOLO用的蓝皮银字电容与A1一致,在松下的官方文稿中的说明是音频专用级别的电容,有着更低的失真,更长的寿命,可以算是电解电容里的高档品种。而莱曼的电容则是飞利浦及日本化工的普通工业品,在电容上,SOLO与A1一致,而莱曼最差。

再讲运放:A1用的运放是国产的MC33078,大批量采购的价格大概在人民币3元,这是3台中最便宜的。莱曼用的运放是OPA2134,大批量采购的单价大约是15元。SOLO用的运放最特殊,来自法国工厂生产的飞利浦NE5532,由于法国工厂停产,这种运放的价值已经很难估计,不过在国内能采购到少量的库存价格大约也是15元。从运放来说,SOLO与莱曼一致而A1最差。

再看电源变压器,A1,莱曼用英国的RS变压器,SOLO也用英国变压器不过来自一家小厂,我不清楚具体情况,但是要了解到,英国生产成本很高,在全球化的时代,如果没有质量优势,是必然竞争不过国产变压器而倒闭的,所以SOLO的牛最多也不过比RS略差,一样是很好的变压器。就算略差。

最后看整体设计,SOLO采用的是HIFI领域比较高成本,性能比较有优势的电源分体设计,能够有效避免变压器造成的干扰。A1与莱曼都是变压器放在机箱内的一体设计,而且未作任何屏蔽。

结合以上几条,可以基本认为SOLO与A1是三台耳放总用料最好的,莱曼有较大稍差。但是,作为底线,无论如何也得不出SOLO用料最差的结论。
如果你认为SOLO用料差,请给出你的论据。

最后,听感我不发表意见,而且这也偏离了文章的主旨,随便你怎么说。

dengwuyu111 发表于 2012-6-22 22:24:28

沙发是我的。 支持~

monkhooder 发表于 2012-6-22 22:26:12

先抢地板,再看

JamesErik 发表于 2012-6-22 22:34:11

我是四楼?

mowin 发表于 2012-6-22 22:36:55

地下室支持

Nuker 发表于 2012-6-22 22:37:49

SOLO的电源部分原理图太坑爹了,这三端稳压U1给画的... 保证让不明真相的DIYer烧机炸管

shanyan 发表于 2012-6-22 22:45:48

学 习!

red_pig 发表于 2012-6-22 23:03:36

好资料!

lljyes 发表于 2012-6-22 23:05:41

真有学问,学习了。

conandllu 发表于 2012-6-22 23:13:49

过来学习,收获颇多啊
来自:amoBBS 阿莫电子论坛 Windows Phone 7 客户端

jade1988 发表于 2012-6-22 23:24:33

扫了一眼,第三幅图的D1,D2挺奇怪的?

GNMXD 发表于 2012-6-22 23:35:42

研读下。。。

aureole 发表于 2012-6-22 23:47:06

Nuker 发表于 2012-6-22 22:37 static/image/common/back.gif
SOLO的电源部分原理图太坑爹了,这三端稳压U1给画的... 保证让不明真相的DIYer烧机炸管
...

这个很给力

huayuliang 发表于 2012-6-23 01:24:49

话说这些电路里并没有什么最新的技术。。电子滤波(电容倍增器)的使用确实不错,不过也是好几十年的技术了。
如果是俺的话,会在运放的供电上使用并联稳压,毕竟这部分耗电最小。

SOLO的输出,输出电阻是不是太大了些?对耳机阻抗会很挑的。
一般来说MFT更适合于纸盆较大的扬声器,而不是耳机。
使用优质的电容确实可以免去直流反馈,而不会给音质造成什么损失。
A1 的末级···· 运放输出到LED阴极,{:sweat:}

说实话,俺对这几个电路都不满意。。。离发烧还差得远了。。很是怀疑这几个东西纯粹是炒作出来的。

话说以现在的器件水平,和成熟的电路结构,很容易做出令人比较满意的音质。可惜·····

睡觉!!!

millwood0 发表于 2012-6-23 04:02:44

很是怀疑这几个东西纯粹是炒作出来的。

you are right on target, as always.

diskcopy 发表于 2012-6-23 10:15:19

长见识鸟

yeutay 发表于 2012-6-28 14:56:58

SOLO的电源部分中的U1(7818)的IN、OUT標示巔倒要互換位置。

millwood0 发表于 2012-6-28 18:46:48

SOLO的输出,输出电阻是不是太大了些?

the Re resistors are inside of the feedback loop so they don't impact the output impedance. they only make the amp less efficient and clip earlier.

icengineer 发表于 2012-6-30 01:40:17

MARK学习钻研

dudududu 发表于 2012-7-5 09:28:42

huayuliang 发表于 2012-6-23 01:24 static/image/common/back.gif
话说这些电路里并没有什么最新的技术。。电子滤波(电容倍增器)的使用确实不错,不过也是好几十年的技术了 ...

一看花生前辈就是DIY的观点,能做好的都做到尽量好,我喜欢,说实话,这几个电路还真的是没什么新意和特点,可能就像他们说的那样,人家刚好用到了合适的材料,出来的音色掏耳朵喜欢吧,嗯调音,炒作的成分也有一点点{:lol:}

话说,只要是用了运放,在线性电路里面,他就不可能不用负反馈,所以对于那些什么无大环负反馈的广告,我一般都无视,另外,工作在线性条件下的,完全没有反馈的电路,至今还没有诞生,不管是实际电路还是教科书上的模型,控制理论就说了,开环的东西不稳定{:lol:}

bbsview 发表于 2012-7-5 09:50:41

高人辈出,受教了

huayuliang 发表于 2012-7-5 10:41:13

dudududu 发表于 2012-7-5 09:28 static/image/common/back.gif
一看花生前辈就是DIY的观点,能做好的都做到尽量好,我喜欢,说实话,这几个电路还真的是没什么新意和特 ...

是啊,往往看着很一般的电路,普通的元件,做出来的东西却很好听,这个有时候真的没法说。
SOLO那么受欢迎,肯定也是有它的原因的。俺也只是对电路结构不满意,说白了就是在抱怨这些年音响电路也没啥大的发展。。。

关于大环路反馈,这个无论从理论上还是听感上,确实都是不好的。俺从自己做过的东西上也深有感触。尤其是深度负反馈,电路的稳定性是好了,可响应速度就下来了。

有另一种说法:反馈不从末级引出,而是从推动级或者推动级之前引出,目的是避免扬声器的反电动势产生的影响。然后俺就迷糊了············有的电路要利用反电动势来改善音质,究竟哪种好?

dudududu 发表于 2012-7-5 11:26:36

试过将自己做的OP加buf(交叉射级输出)的反馈由buf输出点改到前面buf输入点,结果静态输出直流增加了近100mv,于是放弃了{:sweat:}
不否认大环负反馈的弊端,不过局部负反馈还是要处理好,事实上,输出级上下管子配对好一点,把反馈点放到推动级觉得挺合适,再往前,稳定性是个大问题,搞不好要烧东西的{:lol:}
至于大环的音色和无大环的音色,唉,我屌丝穷鸟,至今没听过像样的成品机,没有概念{:lol:}

xiaozi022121 发表于 2012-7-5 12:59:05

好强大啊……加油学习

xiongxie007 发表于 2012-8-20 15:46:51

好强大啊……加油学习

ktv3000 发表于 2012-8-20 18:12:17

好帖,阐述精到,支持一下,前排留名!

andyxly 发表于 2012-8-21 11:06:11

嗯,学习一下。我有莱曼。

jacktau 发表于 2012-8-21 13:01:23

围观一下,~~~~~~~~~~~~~~~

armok. 发表于 2022-5-24 23:39:47

现在还有人玩耳放吗?

YH_505 发表于 2023-8-3 10:50:50

吃灰很久的索尼PH1拿出来听了2天, 又上瘾了, 现在哪款值得买? PH3?

unifax001 发表于 2024-2-26 16:37:00

第一个图别的不说
就那个LED 30V 加2K的限流电阻会亮瞎眼睛的

carefree1986 发表于 2024-3-1 12:44:02

古墓被盗了

Aper-2020 发表于 2024-3-1 15:06:43

估计大家是不爱用耳机听歌了吧,我是例外
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