無大環負反饋功放電路的實驗

hsiehwm

要为 Beyerdynamic DT 880(600ohm) 耳机做一部耳机放大器,网上找到耳机的实测阻抗曲线
振动系统的谐振频率约在90Hz,20Hz的阻抗峰值像是低音反射式音箱的阻抗曲线
可能是利用耳机腔体以及背部开孔做出的低频延伸,实际听音色也像低音反射式喇叭,低音下沉多,
但是缺乏音色,比较不耐听

去除掉低音的阻抗峰值,只针对振动系统部分设置了一个电路模型,谐振频率设在88Hz
用这个电路模型当负载,配合264Hz合成音,用听感挑选耳机放大电路

决定用我的无大环负反馈功放电路修改,电源用19v笔电适配器,输出电流放大少掉最末级
放大倍率大约3倍,输入端有20kohm可调电阻调音量,电路和功放相似,声音也相似
可以说的是,播放 TELARC 的1812序曲是过关的

第一版电路,输出级射极电阻(R16 R17)是20ohm,电流20mA,因为觉得对600ohm负载已经足够
听了一些时间,觉得声音背景有些毛躁,把射极电阻改成10ohm(实际是再倂上一个20ohm电阻)
调高输出级电流,原想调到100mA,实测90mA,(偏压电路我用固定电阻串并联)
声音明显改善,毛躁感消失,在仿真电路做同样改变,合成音比对有相似的改变

想知道声音改善的原因,认真看输出级2SB649的特性资料,发现决定工作电流的关键,不是电路整体的谐波失真表现
而是元件的电流放大特性(hfe)

这个耳机放大器推Sennheiser HD800(300ohm)也合适

为保护耳机,送电10秒后再接通耳机,断电前先将耳机脱离

hsiehwm

照着耳机放大器的做法修改功放电路,Q3 Q4射极电阻各并上 20ohm电阻
热稳定时,输出级电流分别约是 75mA / 200mA,散热片有些烫手,
看2SB686的资料,工作在高一点的温度,对声音应该有好处,(musical_fidelity_a1 ?)
缺点是容易零件老化而故障,

原先输入电容改 4.7uF,虽然低音好听些,但是整体声音变模糊,所以 C1改回 1uF,
输入级的射极旁路电容 C12加大到 220uF

以上两个修改,在仿真合成音比对和实际机器都可以听出明显差别

用264Hz合成音当音源,在仿真阶段就能听到不同功放电路声音的差别
造成声音差别的原因,可以在仿真的波形中看见

用EF103E的电路模型当负载,输入音源是1kHz 弦波,功放电路输出峰值调在4v,做 100ms的暂态分析
观察Res端电压的积分 (x1_idt x2_idt),相当于喇叭振模的位移

x1_idt 是由理想电压源驱动的,0ms到30ms的暂态现象主要喇叭的动态特性产生的
x2_idt(由功放电路驱动)与x1_idt的误差放大20倍观察

blameless amp (更换主动零件)与 lm1875 (官版电路) 有相似的现象,
暂态初始,误差只是极低频位移差,没有1kHz的成分,x1_idt和x2_idt的1kHz成分完全同相
数ms之后,误差出现1kHz的成分,blameless amp 是落后于x1_idt,lm1875 (官版电路)是超前
意思就是在暂态初期,在喇叭振模上1kHz发生相位变化(以及频率变动)

blameless amp的误差比lm1875 (官版电路)低,可以想成是用了比较低的负反馈量

amp_no1_t16 是无负反馈功放目前的电路

使用 LTspice,却只用电阻负载,在电路的输出波形上比较,很难发现电路和声音的关系

mqcing

反馈-修正是事物运行最基本和广泛的规律。
就像人开车，眼睛观察发现错误后反馈给大脑，及时扭动方向修正错误。如果没有反馈机制，那只有撞车。

大鸟slh

看不懂图图中的R2与R22算反馈电阻吗，如果不算那是什么作用，望大神科普一下

hsiehwm

修改了 66Hz 合成音的封包档 <pwl500ms_7a.txt>
原来的声音尾音短,声音下沉,修改后声音近似 264Hz合成音,容易辨别功放的低音域特性
同时修改了 OTL 功放两个电容值

V1 : v_sine66
SINE(0 5m 66 0 0 180)
V2 : v_pwl500ms_7
PWL file=pwl500ms_7a.txt
V3 : v_sine264
SINE(0 5m 264)
V4 : v_sine528
SINE(0 5m 528 0 0 90)
V5 : v_sine132
SINE(0 5m 132 0 0 90)
B1 : vs66_3t
V=(0.39*v(v_sine66)+0.3*v(v_sine264)+0.3*v(v_sine132)+0.01*v(v_sine528))*v(v_pwl500ms_7)
B2 : vs66_3a
V=limit(5m,v(vs66_3t),-5m)

pwl500ms_7a.txt
0m        0
10m        2
20m        1
100m        0.5
410m        0
500m        0

daoren

有大环还是优点多多，特别增加输出阻尼，增加驱动力。

minor

mqcing 发表于 2025-9-10 11:31
反馈-修正是事物运行最基本和广泛的规律。
就像人开车，眼睛观察发现错误后反馈给大脑，及时扭动方向修正 ...

这是车需要反馈，人不需要，人体完全没有反馈机制。

mqcing

minor 发表于 2025-11-1 01:46
这是车需要反馈，人不需要，人体完全没有反馈机制。

人的生命活动和运行都是有反馈机制的。
例如你端碗吃饭，就有反馈机制在里面。手的动作经过眼睛的观察反馈到大脑，大脑计算和调整手的动作让手不跑偏。
你闭上眼睛关闭反馈端碗试试？

minor

mqcing 发表于 2025-11-4 17:12
人的生命活动和运行都是有反馈机制的。
例如你端碗吃饭，就有反馈机制在里面。手的动作经过眼睛的观察反 ...

错了，你的大脑通过眼睛直接指挥你的手到达正确位置，没有反馈。

柳暗花明

minor 发表于 2025-11-1 01:46
这是车需要反馈，人不需要，人体完全没有反馈机制。

你闭上眼睛来个百米短跑试试能不能做到！

minor

柳暗花明 发表于 2025-11-5 04:31
你闭上眼睛来个百米短跑试试能不能做到！

见过有垂直尾翼的鸟吗？只有人造的灰机有，以前没法子，现在终于造出无垂尾六代机了。功放一样，回不去了。
你去问deepseek吧，看自然界有无反馈机制。

MT4S301

耳机阻抗建模很不错，惜无反馈概念难以认同
无反馈无非是用几个小的局部反馈替代全局大环罢了

好比你老婆要买6000块的名牌提包你嫌贵，她分三次支付2000块买下你却去夸她勤俭持家

hsiehwm

根据两个合成音 vs_66_3a, vs_264_3 比对,重新修改了耳放的电容值
输入交连电容 (C2) 改小为 1uF (薄膜)
输入高频截止电容 (C3) 加大为 470pF
第一级放大射级旁路电容加大为 440uF (220uF *2)
输出电容维持 220uF 不变

由仿真比对以及电路实测,得到一个简单的结论,在这个电路上要得到干净的声音
1.第一级放大电路的低频时间常数 (440u * 10k)必须是输入交连低频时间常数 (1u *100k)大约5倍
2.输出端的低频时间常数 (220u * 600) 不需要大过输入端,曾加大输出电容到 320uF,中低音反而模糊

手上有的耳机在这个耳放试过,都能合适的播放,而且更清楚辨别每个耳机的声音特性
(声音速度要够快,而且少音染)

SENNHEISER HD650 (300欧姆)
SENNHEISER HD800 (300欧姆)
beyerdynamic DT990 (600欧姆)
beyerdynamic DT880 (600欧姆)
SONY MDR_Z1R (64欧姆)
GRADO HEMP (38欧姆)

vs_264_3

V1 : v_sin264
SINE(0 5m 264 0 0 180)
V2 : v_pwl500ms_6
PWL file=pwl500ms_6.txt
V3 : v_sine1056
SINE(0 5m 1056)
V4 : v_sine2112
SINE(0 5m 2112 0 0 90)
V5 : v_sine528
SINE(0 5m 528 0 0 90)
B1 : vs264_3t
V=(0.59*v(v_sine264)+0.2*v(v_sine528)+0.2*v(v_sine1056)+0.01*v(v_sine2112))*v(v_pwl500ms_6)
B2 : vs264_3
V=limit(5m,v(vs264_3t),-5m)

pwl500ms_6.txt
0m        0
3m        2
8m        1
50m        0.3
410m        0
500m        0