从来不信会有静如深海的功放

摇了就滚 · 发表于 2017-6-28 17:13

flyingf 发表于 2017-6-28 15:32
应该你的系统很好才会听不到噪声。
耳机灵敏度跟喇叭灵敏度单位不一样，
耳机 mw/dBSPL, 一毫瓦产生的 ...

耳机跟喇叭的灵敏度计算是没错，功放推喇叭的噪音幅度（频率范围20~20KHz)在2mV左右的话，耳朵贴喇叭是听不到噪音的，已经低于人耳的听阈下限了，但接耳机还是可以听出来的，功放推耳机的噪音幅度控制在10uV左右的话，一般的耳机也是听起来很安静的底噪了！至于你说的50%音量时噪音最大就不正确了，一个带模拟输入音量控制的功率放大器输出的噪音分为两部分，一是功率放大器的本底噪音输出幅度，当功放完成之后这个本底噪音就是一个固定值，然后是音源输入的噪音幅度（即前级的本底噪音）经过功放放大，所以总的功放输出噪音幅度肯定是音量电位器开到最大的时候！当然仅仅测试功放本机的底噪时，应该将输入端对地短路来测量输出的噪音幅度！

flyingf · 发表于 2017-6-28 19:02

摇了就滚发表于 2017-6-28 17:13
耳机跟喇叭的灵敏度计算是没错，功放推喇叭的噪音幅度（频率范围20~20KHz)在2mV左右的话，耳朵贴喇叭是听 ...

你不会好奇为什么我要这样讲？

摇了就滚 · 发表于 2017-6-28 19:59

flyingf 发表于 2017-6-28 19:02
你不会好奇为什么我要这样讲？

我挺好奇的，要不是你凭空想象出来的音量50%的时候噪音最大的话，就请把原理说明一下，仿真计算的也行

flyingf · 发表于 2017-6-29 02:15

摇了就滚发表于 2017-6-28 19:59
我挺好奇的，要不是你凭空想象出来的音量50%的时候噪音最大的话，就请把原理说明一下，仿真计算的也行

热噪声, 单级的噪声计算方式就是
En^2= (电流噪声* 等效电阻(Rs+Rf//Rg))^2 + 运放电压噪声^2 +电阻热噪声总和^2

所以当任何一个噪声大过其他噪声三倍以上, 其他的噪声贡献值会变很低,
假设每个噪声都是 1nV/hz,
En = 根号(1nV^2+1nV^2+1nV^2) = 1.73nV/Hz

现在假设其中一个噪声大过三倍
En = 根号(1nV^2+1nV^2+3nV^2) = 3.31nV/hz

那个 3nV/hz 为主要噪声来源，其他贡献很低。

然后你去看运放资料, 比方 opa2604 噪声 10nV/hz, 或是低噪声的运放 ne5534 3.5nV/hz,
音量控制器实际上是 Rs 来源电阻，这根电阻会把电流噪声转成电压,而本身电阻噪声的贡献值也很大.
电阻热噪声你在自己去查, 基本上是 Vn= 根号(4kTBR), 阻值越大或温度越高, 噪声越高.

音量控制本身是两根电阻并连,并连后变成等效电阻串连于信号输入端,
50kVR 转到中间的等效电阻值为最高 12.5K ohm,
噪声为 14.4nV/hz,

我用 ne5534 算一次给你看. 反馈电阻取 1k, 9k.
VR 50k 电压噪声 14.4nV/hz , 电流噪声 0.4pA/hz * 12.5k =5nV/hz,

En = 根号 (14.4nV^2 + 5nV^2) 其他的部份我忽略，值太小了,比方电压噪声 3.5nV/hz.

然后你把总入端总噪声 = 15.2nV/hz*根号(频宽) ,假设频宽 100k,
输入总噪声 = 15.2nV * 316 = 4.9uV
在乘上增益 10倍就是输出噪声 49uV 左右.

这个是单级简略的噪声分析,
电位器是对数型的, 分压最大阻值我猜是转到 80%的位置.
你如果再考虑分压 50%的时候信号衰减也 50%, 但是这个热噪声却是最大的,
输出 = 1/2 * 信号* Gain1 * Gain 2 + 热噪声 * Gain1 * Gain 2
反而在这噪信比是最低的.

flyingf · 发表于 2017-6-29 02:39

不是凭空想像的, 最近在设计一个优质的前级, 所有的细节都要顾虑到，噪声只是其中之一.

下图拟是可以看到，VR 0%, VR 100% 对放大器来说是一样的, 80% 20% 一样的.
主要看并连后的阻值才是热噪声的来源。

摇了就滚 · 发表于 2017-6-29 03:51

flyingf 发表于 2017-6-29 02:15
热噪声, 单级的噪声计算方式就是
En^2= (电流噪声* 等效电阻(Rs+Rf//Rg))^2 + 运放电压噪声^2 +电阻热噪 ...

这个理论计算的方式应该是正确的，但我的DAC合并功放无论音量旋转到任何位置，戴上32欧100dB灵敏度的耳机确实都无法听出什么噪音来，接音箱就不用说了，用示波器观察输出的噪音在旋转音量到任何位置时也没有什么变化，幅度有1mV左右，波形不是某个固定的频率而是宽频的噪声频带，这应该是我的功放使用了三个开关电源的原因却无法消除！静态的信噪比还是非常满意的，可闻频段的静态信噪比估计在100~110dB左右，但动态信号输出的时候信噪比应该会下降20~30dB左右，因为我的功放部分还是AB类，带负载输出信号时的电源纹波和热噪声会有所增加，只有纯A类的功放在静态和动态时的信噪比才会是一致的！本人目前在设计一款纯A类的解码DAC合并功放，所有指标都会超越目前这机器一大截！

vicever · 发表于 2017-6-29 09:13

摇了就滚发表于 2017-6-29 03:51
这个理论计算的方式应该是正确的，但我的DAC合并功放无论音量旋转到任何位置，戴上32欧100dB灵敏度的耳机 ...

1mV的噪音电压在32欧姆的耳机上功率是-45dBmW,如果耳机灵敏度是110dB/mW，意味着噪音是65dB，远在听觉阈值以上。听不到说明测量错误，或者耳机灵敏度远远没达到110dB/mW。

vicever · 发表于 2017-6-29 09:19

本帖最后由 vicever 于 2017-6-29 09:23 编辑

摇了就滚发表于 2017-6-28 17:13
耳机跟喇叭的灵敏度计算是没错，功放推喇叭的噪音幅度（频率范围20~20KHz)在2mV左右的话，耳朵贴喇叭是听 ...

2mV的噪音电压在8欧姆的负载有-63dBW的功率，对于一个85dB/W灵敏度的音箱产生的声压是22dB，比一个安静的房间（-20dB)声音稍大，但这是一米的距离，贴近喇叭应该不至于听不到声音啊。
估计每个人对声压的敏感性差别比较大，还是直接测量噪音电压靠谱。

vicever · 发表于 2017-6-29 09:30

flyingf 发表于 2017-6-29 02:15
热噪声, 单级的噪声计算方式就是
En^2= (电流噪声* 等效电阻(Rs+Rf//Rg))^2 + 运放电压噪声^2 +电阻热噪 ...

噪音计算很清晰啊，比很多电子工程系的研究生好。赞一个。

摇了就滚 · 发表于 2017-6-29 12:19

vicever 发表于 2017-6-29 09:13
1mV的噪音电压在32欧姆的耳机上功率是-45dBmW,如果耳机灵敏度是110dB/mW，意味着噪音是65dB，远在听觉阈 ...

噪音电压的频率如果是超过人耳的可闻频段(20~20KHz)，那么幅度即使大些，所产生的声压也不足以让人有明显的听音感觉，只会对可闻频段的频率产生一定的调制作用从而影响失真度。我的示波器显示的1mV噪音电压不是一个固定的频率，耳机就是十几元钱的普通货，灵敏度肯定不会达到110dB/mW的，但会在100dB/mW左右，无论怎样，听不出来功放的噪音是比较确定的，耳机就跟插在电池供电的MP3播放器上听不到底噪的感觉一样！

丹麦王子 · 发表于 2017-6-29 13:10

一个比一个牛

flyingf · 发表于 2017-6-29 13:43

摇了就滚发表于 2017-6-29 03:51
这个理论计算的方式应该是正确的，但我的DAC合并功放无论音量旋转到任何位置，戴上32欧100dB灵敏度的耳机 ...

大哥你放轻松，我写这么多不是要证明你的功放不好，只是要解释为什么我说可变电阻位置的问题不是凭空想像的，还有整楼似是而非的理论不少，能理解噪声的话就能设计出更好的机器。

你测量到的 1mV 很可能不是音响系统底噪，1mV如果是 Vp-p 要除以六才是噪声 Vrms. 完全听不到底噪的话有可能是你测量的只是示波器的底噪，实际底噪是更低的。好的系统要测量，楼上有人做了，要先放大千倍在测量会比较准。

我倒是不知道 AB 类 A类跟噪声有什么关系。

flyingf · 发表于 2017-6-29 13:47

vicever 发表于 2017-6-29 09:13
1mV的噪音电压在32欧姆的耳机上功率是-45dBmW,如果耳机灵敏度是110dB/mW，意味着噪音是65dB，远在听觉阈 ...

谢谢你的夸奖，噪声 65db 听不到不太可能，他那个测量的 1mV 应该是示波器的底噪。

摇了就滚 · 发表于 2017-6-29 14:05

flyingf 发表于 2017-6-29 13:43
大哥你放轻松，我写这么多不是要证明你的功放不好，只是要解释为什么我说可变电阻位置的问题不是凭空想像 ...

小弟你多虑了，我肯定没什么值得紧张的，紧张的人应该是用线性电源做出来的功放噪音都大得吓人呢

只是你说的音量电位器放在50%左右的噪音会最大的理论我倒真是第一次听说，我是个喜欢把问题想透彻的人，但我的下一个设计HIEND级别的DAC合并功放是不会用模拟电位器去控制音量的！至于我目前这机器测得的1mV噪音肯定是来自功放输出，示波器不接功放时是一条直线的，本人认为这个噪音的频段应该在可听范围之外，所以实际的可听频段底噪应该是uV级别，但是被可听范围之外的频段所淹没也无法测量，才会出现从耳机里听不出来的情况！

无语密码 · 发表于 2017-6-30 09:34

摇了就滚发表于 2017-6-28 17:13
耳机跟喇叭的灵敏度计算是没错，功放推喇叭的噪音幅度（频率范围20~20KHz)在2mV左右的话，耳朵贴喇叭是听 ...

制作一个0.5mV的噪音，就可以听到

无语密码 · 发表于 2017-6-30 09:35

摇了就滚发表于 2017-6-28 17:13
耳机跟喇叭的灵敏度计算是没错，功放推喇叭的噪音幅度（频率范围20~20KHz)在2mV左右的话，耳朵贴喇叭是听 ...

制作一个0.5mV的噪音，就可以听到

FWBRY · 发表于 2017-6-30 17:54

没见过世面，连惠威这种高端一点有源2.0多媒体在没有输入的时候，半米外都几乎听不到噪音了。

真空感情 · 发表于 2017-7-3 09:55

领教了

QLB191 · 发表于 2017-7-3 15:36

我做纯后级推挽基本上可以做到音量开到最大，耳朵贴紧喇叭硬是没有交流声，最多有一点点热噪。
不知道算不算静如深海

ccjgjy · 发表于 2017-7-5 23:16

QLB191 发表于 2017-7-3 15:36
我做纯后级推挽基本上可以做到音量开到最大，耳朵贴紧喇叭硬是没有交流声，最多有一点点热噪。
不知道算不 ...

我的1969音量开到最大，也没有任何噪音。26V800mA。

[DIY制作] 从来不信会有静如深海的功放