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一款用顶级功率型运放制作的耳放

作者:dolphin时间:2011-05-04



(一)
导言:
小小的耳放,引无数高手竟折腰,耳坛上胆机、石机,胆+石机。。。林林总总,铭器辈出。可是一说起价钱,诚如许多前辈所言:一分银两,一分音质。。。斯言固矣!然众少米者,岂不是要作壁上观?
作为焊了多年土炮的在下,却总想一破这个“平价无好货”的定律!于是乎,在自己可怜的“发烧秘笈”箱中遍寻利器:
甲:电子管机型:如果要赶时髦,当然是上胆机;可是电子管天生就是高电压小电流的娇小姐脾性,不用输出变压器吧,阻抗难以匹配,再说OTL由于输出耦合电容的存在,靓丽的音色总难登机入耳;用输出变压器吧,这输出牛的“牛脾气”却不是那么好降服:为了低频段的响应,电感要足够大,这样一来圈数增加,又带来分布电容,使得高音频段下降;为了能在少圈数下获得大电感以及线性好的磁滞曲线,铁芯材料可价值不菲,什么超薄冷轧、铍镆合金乃至非晶材料,为了减少漏感省掉层间绝缘纸你得使用进口的TIW三重绝缘线(难怪进口胆机有天价啊)。。。。在下曾有花费一个多月绕制一个初次级共分72段嵌绕的输出“牛”的经历。。。功夫你可以下,可是好的铁芯材料以及线材呢?既不可遇也不可求啊,再加上原来价值仅为数米的胆管现在已经“升值”为数十、数百大米。。。可见胆机破不了定律!
乙:晶体管机型(含FET): 绝大多数发烧铭器都是采用纯分立电路,在下也曾在其间蹉跎过许多时日,最后比较完善的是Desig了一款商品机:输出级采用了SANKEN(三垦)专门为HI-FI开发的一种内含热补偿电路的功率对管(SAP16P/N);此管刚一出来曾经被建伍卖断了两年,专用于W米级的功放,两年后SONY才得以在其HI-END级功放中采用。可是其整机电路复杂,不便初学者DIY;此外,从成本来看也不太能破定律。
丙:通用运放机型:现在的通用运放指标已经今非昔比,可达到了数百兆的单位增益带宽。可是同样只能用于小电流放大,为了扩流还得加上晶体管或FET,这又带来了工作点调试,热稳定等分立机的固有问题,早年在发烧友制作的OCL中曾见其踪影,可是纵观各国的发烧铭器,几乎没有厂家将此结构用于成品机(请注意:在下说的是铭器哦),个中奥妙不言自明。
丁:(废话半天,主角终于登场了!!!)功率运放机型:九十年代末,美国国家半导体(NSC)公司就推出了功率型的运放LM12CL,主要性能指标如下:
1.工作电压: +/- 30V
2.输出电流: +/- 10A
3.功率频响: DC_60KHZ (80w)
4.失真度: 0.01%
5.交*互调失真: 0.015% (60 Hz/7 kHz, 4:1)
6.上升速率: 9V/us
怎么样?用来推耳机没问题了吧?该运放还具备了输入保护,热保护,动态范围保护,过压过流保护等完善的保护功能。
刚出来由于价格过高,只能用在要求较高的伺服控制领域。其间也有人用其来DIY 功放。曾散见于坊间的邮购杂志,在下也买过,可是其外壳很薄,商标一擦就掉,音质平平。。。
直到在下从美国NSC代理商处拿到了样品,才真正领略了它的风韵:首先,管壳厚重得多(这才是NSC的风范嘛),音质?样机将会邀请感兴趣的朋友用耳朵验证。在下乃一焊匠,从不善写主观评论,这留待在方面有功力的DX去发挥吧。总之,用了全套信号源、失真仪、示波器来测量(在下的工作环境不缺这些东东),证明NSC的指标所言非虚也!
现在的价格如何?这是诸位最关心的吧?也不低哦,USD16.9,但是由于其外围特别简单,在下认为可以将整机成本控制在0.5公里???(K米)。
(二)
昨天苦干了半天,今天折腾了一天,终于把新的样机调试好了,在用信号发生器和示波器做完频率响应测试后,迫不及待地接上信号源(ARCAM DELTA 270 )试听。碟子是平时喜欢的《雾的情怀》:清丽脱俗的三盲鼠爵士乐;《The raven》吕贝卡(大眼妹)的人声天碟;《马勒第四交响乐》还有一张打口的《Dance party》,是高爆的大动态跳舞音乐。至于耳机嘛,说出来有点汗哦。。。。在下眼前只有一个随身听级的PX100! 尽管如此,反正咱这款耳放也是“耳族贫民”级的,不正好门当户对么???在下以为:像在下这等耳族初哥们领略器材的真谛就是要自得其乐!呵呵。。。。(后来用HD650试听,自然是更上一层楼啦).
耳放通上电后,测量到的输出噪声最大为6mV,插接耳机插头时,听不到“咔哒”声;不接CD时音量开到头,也听不到噪声。接上CD将音量开到接近最大时,才听到很微弱(勉强可分辨)的CD机的本底白噪声。
这台样机未经任何褒机,音色难免生涩,但是已能听出足够的音乐细节,并且在爆棚的电子音乐(舞曲)下有足够的力水,在没有用任何“补品”元件的情况下达到了相当不错的可听性。
从纯技术角度而言,它还是达到了美国国家半导体公司给出的所有指标:我们不妨把它和它的同门弟兄,大家比较熟悉的LM3886作一比较:
LM12CL LM3886
失真度: 0.01% 0.1%
频率响应: DC-60KHZ(80W) 20HZ-20KHZ(68W)
电路结构: PNP-NPN 全互补 NPN-NPN 准互补
网上报价: 16.9 US$ 2.0-2.1 US$
由此可见,LM12的各项指标都远胜于3886!大家也许会有这样的看法:指标说明不了什么,如果拿胆机的指标和石机相比。。。。在下完全同意。可是拿同一种类型的东西(这里还是同门)相比,性能指标就有绝对的可比性。不信你看看HD595 和HD650的指标。。。。。
但凡玩过OCL的人都深知道,准互补是在晶体管前期大功率PNP管不成熟的情况下,用一小功率的P管来和大功率的N管来构成复合管,来实现对称驱动的一种权宜之计。在分立元件技术突飞猛进的今天,谁也不会再去作准互补了。可是在一个单一硅片上要作出对称的NPN--PNP大功率对管来,时至今日仍然是成本高昂的奢侈工艺!所以大功率的音频功放IC多如牛毛,可是都清一色是准互补!!!这就是LM12被我称为“顶级”的原因了,所以才会有这样的价格差啊。
值得指出的是,由于LM12的价格差,个别港台半导体厂就鱼目混珠地克隆出以准互补替代全互补的冒牌LM12,笔者曾在汕头邮购过几只,开始也不明其诈,装完以后觉得音质不过如此。。。。后来拿到真品才恍然大悟。
也有人指出,LM12多用来作电机驱动,作音频放大又能好到哪里。。。在下认为,这应该是NSC的市场定位错误所导致的结果!稍有电机常识的人都知道,电机驱动需要的只是大电流,高可靠,0.01%的失真度对任何电机都是毫无意义的,莫非还有所谓“发烧电机”???不过如果NSC芯片设计师要知道咱把他的+/- 10A ,不失真输出功率高达80W的LM12拿来驱动毫瓦级的耳机,一定会气得吐血!
好了,胡侃半天,就此打住。在下再把原理图整理一下,贴给各位参考,就算完成这个小实验了。



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