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发表于 2015-11-4 21:41 | 显示全部楼层
本帖最后由 jingli999 于 2015-11-4 21:41 编辑

这个内容在别的论坛里零碎的发表过,我做了些补充和修改,重新完整的发一次吧。

    在家里主要玩的是励磁喇叭和胆机;最近住公司的机会比较多,早就想弄一套耳机系统放宿舍里消遣。 手头音源不少,各种CD、DAC,零零碎碎不够方便;有一台老款的师旷数播,内部空间很宽裕,且有I2S接口,加DAC板绰绰有余。老款师旷数播的音质是有口碑的,奈何没有手机控制功能,小小的屏幕非得凑近才能看清,在客厅里使用多有不便;放在桌面、床头随手操作却是惬意。还有早年淘来的SONY专业音频牛输出板子,比划了一下,适当裁剪PCB后应该也放得进去。弄个一体机,只需要插电源和耳机两根线,干净利落,很方便啊!
    于是一通折腾,断断续续历时近两个月,基本完工。自己还算满意,朋友们听过也有赞赏,更催我把过程整理出来供大家围观,独乐乐不如众乐乐。
先发一张完工后的俯视图。由于多次修改布局方案,机内线还没有裁剪收拾妥当,听一段时间再做整理。
俯视图.JPG
一、从DT990说起
8月间偶然间发现亚马逊促销600欧DT990,仅¥1399,用上优惠券就更便宜了,立即下单抢回这传说中的神器。接入一台能出声的老耳放,刚开声,高音真的刺耳;但是万里无云的清澈和宽松感让我舍不得退货。煲吧!于是我把耳机塞进被窝里,用各种曲目,各种音量轮番折腾;每天下班回家都听几曲,声音确实一天比一天顺耳;大概煲了500小时后,终于决定不退货了,开始为这个神器折腾配套。
首先做自我完善。这个级别的耳机不玩平衡线太浪费了,促销省下的钱搞一般的平衡线还是足够的。买2米PCOCC线芯的耳机线、3.5mm的4芯和3芯插头插座若干,改平衡。
线.jpg
B85F85604F3CF6BB1F9300FA389415FA.png
    当时改线的过程没拍照,结果如下:
8D96B5BB-B0A1-4DD9-99C5-66FA7C549BA8.JPG
    个人觉得难点在于寻觅耳机出线孔的护套,好不容易在古董诺基亚的充电器上找到一个可以将就的,还费了好大劲修改、打磨,完成了平衡线的无损安装(利用原来的出线孔,单边走线)。原装线材保留下来,随时可以换回去。
    另做了一根4芯平衡转3芯普通插头的线,方便接普通耳放。
99FC6729-B848-4B54-A55B-1E21FA12ECCA.JPG
4芯到3芯的转换线
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二、牛输出耳放
    为什么一开始就折腾600欧的DT990呢?都说难推?我试试吧,用的是早年淘来的SONY专业音频牛输出板。该板的输出牛有4个37.5欧的绕组,可以通过线路板上的焊盘调整输出阻抗,足以应对市面上各种耳机。
    这是SONY的原始大板,共有5个牛输出通道,图中缺口部分2个通道被我锯下塞进一体机里了(板子太厚,不锈钢电动小锯片干废了2个才锯下来)。
SONY1.JPG
原始SONY大板
    分立元件组成的推动电路每个声道有3对原生差分对管,以及另外5个中、小功率管组成;末级中功率管静态电流约35mA(±13.8V工作电压时),每声道静态功耗约1W,小散热片一直是温热的。板上的阻容元件都不是一般民用的水准,令人惊叹的是:如此简单的分立元件音频电路居然用到了4层PCB,厚约2.3毫米,想焊一个零件下来真的很难。这样的电路可谓是日货中的极品,用心之作;移花接木做耳放应该配得上DT990。
可以做耳放的2个通道:
641E8D0CAFB0FC69740DEF1318B280FE.png      
    板子默认是600欧输出的,可根据耳机的实际阻抗和听感通过焊盘随意调整。也可以不用输出牛,直接由末级晶体管驱动耳机。玩法很多!
板子背面:
SONY4.png
     输出功率方面,从电路和末级电流估算,每声道2W应该有;从输出牛的体积猜测,每声道1W不成问题。我手头的没有测失真的工具,只能通过示波器观察到在输出约0.4W时各频率波形没有明显失真,相信SONY工程师的人品吧。
蓝色为0.4W时的输出波形(10倍衰减),黄色为输入波形:
输出功率0.4WA.jpg
     看看该板接输出牛时的扫频曲线,正常听音功率下(输出约10mW时),600欧负载上的音频电压约2.3~2.5V RMS。从曲线看,10Hz~20KHz不平衡度在0.5dB之内,在高频段略有衰减,正可调和DT990稍微上翘的高频。
10mW时的频响曲线:
扫频曲线01.jpg
    600欧负载,输出100mW左右的扫频曲线如下。输出端用10倍衰减探头测得,实际100Hz附近的约为8V,1KHz附近约为7.4V,20KHz附近约为6.5V。曲线特性基本和10mW输出时一致。
扫频曲线02.jpg
我也测过输出牛前,分立元件推动电路单独工作的频响,0~100KHz几乎平直。图就不上了。
我在背板上设置了两组耳机输出口,一个是分立元件推动电路直驱耳机(普通3芯3.5插座),一个是经过牛驱动耳机(4芯3.5平衡插座)。调整音量电位器以获得相同的声压来比较两者的听感,直驱时相对稳健、清澈,经过牛后更活泼、有光泽。根据不同风格的曲目及个人爱好随意选择驱动方式,很好玩。
安装位置在师旷主板的SD卡槽上方,叠放,刚好!当然,线路板之间做好绝缘。
有个小小的遗憾,这个SONY板子不是平衡放大的,要是从DAC到耳机走全平衡线路应该更有意思。
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三、4495 DAC
    我是本着学习和研究的心态公开这段内容的,不一定正确,期待大家宽容面对,共同学习。如果有某商觉得确有不适,可联系版主删除。
  老师旷有I2S接口,很方便加装DAC。各种DAC板搜罗了一下,决定试试4495,尝一口这顶级DAC的滋味。某宝上4495板子有多款,我挑了一款最便宜、最简单的;由于控制模式的缺省只能进行PCM解码,DSD就暂时放弃吧。在现有的机壳内加装,不方便装下什么控制按钮和显示屏。我还看上它的电源部分有独立的+5V可供数播,还有±13.8V可以给耳放供电,使得整机的电源部分得以节约空间。I2S接口位置简直是定做的,接师旷主板时引线最短可以到3cm。
下图是I2S引线最短的摆位,电源线也很直接:
无牛2.png
    没想到,4495板子到手后开始了一段曲折而欣慰历程!一开始,通过I2S接入师旷主板,通电后立即出声,太好了!这么简单啊!静下来一听,音质怎么不如电脑板载声卡?!看了一下播放“正弦10KHz、0dB、16bit、44.1KHz、双声道”数字信号的输出波形(黄色是LPF前,蓝色是LPF后),无语!折腾开始:
看到下图这样的正弦波形,心情随之忐忑了!
10K失真.jpg
    向师旷的开发人员请教,向4495的卖家请教,核对接线定义,查阅相关器件的使用手册(4495的PDF都打印了57页),测量各种静态和动态数据……我终于有机会比较深入的理解了DAC的工作原理,非常感谢这块4495给我创造的机会!终于,原因一一找到了,4495也安然出声,顶级DAC确实很好听!折腾细节就不赘述了,把结果列出来吧:
我知道自己的焊点太难看
4495改.jpg
1、运放用稳压电源因焊锡渣滓短路贴片电阻,导致LM317输出电压为+19V、LM337输出电压为-13.8V;
2、4个6.2K的DAC输出电阻中有一个开路,导致该声道输出幅度减半(见上图 “C”处);
3、4495的第7、8脚电平选择开关设计失误,无论开关拨到何方,7、8脚电平都为0。可拆除后换上跳线来控制电平以选择内置数字滤波器(见上图 “A”处);
4、4495的第5脚错误接高电平,启动了“超级慢滚降(SSLOW: Super Slow roll off Filter)”模式,导致最常用的44.1K取样的信号输出严重失真,且4个内置数字滤波器无效。将5脚与高电平的连接线切断后与6脚并联(接地),则输出信号正常(见下图),且可以通过改变7、8脚电平来选择4个内置滤波器来调整音质。
    改完以上几处,播放“正弦10KHz、0dB、16bit、44.1KHz、双声道”数字信号的输出波形变成下图的样子。
波形顺眼,才顺耳!
10K OK.jpg
改造前后的4495电路图也拿出来吧:
伟良4495.png
伟良4495 OK.png
  一体机初现真容
无牛1.png
————————————————————————————————————————————————
四、4495 DAC 改牛输出
    4495是电压输出型DAC,方便做牛输出,或者说匹配的牛比较好找。实测我这片4495在各频率的正弦0dB数字信号输入时,两个输出端之间(如33、34脚)的电压约3.0V RMS(模拟部分供电为7.5V时,与使用手册的参数不同。)。使用手册里标称的输出最小负载为1K(有隔直电容)或1.5K(无隔直电容)。
    根据这些参数,常见的铁木兰TPAS 3S(1-423-189-11)就能胜任。
下图这对小牛就够了
TPAS 3S 2.png
    以左声道为例,1脚接4495的34脚,3脚接4495的33脚,2脚经4.7微法薄膜电容和10K电阻到模拟地(即4495的29、30脚),5脚也接模拟地,4脚是输出正端,6脚是输出负端(单端应用可以接模拟地)。4、6脚之间可以加一个 10K左右的负载电阻(也可以尝试并联几十P的小电容调整听感)。
左声道接线图如下
TPAS 3S 1.jpg
    需要注意的是,后级的输入阻抗不要太低,50K以上为好,否则4495和TPAS 3S组合输出的微弱功率(1~2mW)会捉襟见肘。4、6脚间的电压在0dB信号、10K负载时,约有2.4V RMS,频响还好(实测10Hz~20KHz在2.510V到2.352V之间)。
TPAS 203 LPF前后 20K A.jpg
    上图为20KHz 0dB的正弦信号,可以明显看出TPAS 3S的LPF作用:黄色为1、3脚之间的波形,有明显的台阶;蓝色是4、6脚间的波形,顺滑完美!
    原来板上的运放LPF部分也可以不动,接另一组输出插座,得到一个牛和运放双输出的DAC,很方便比较两种LPF电路的声音差别。目前,我是没心情听运放的! DAC牛输出后接我的胆机,音频信号从4495出来,仅仅经过3个有源器件(3B4、4N1、2A3电子管)就推动励磁全频喇叭,声音极其通透、畅快!经过耳放推DT990,可以任性挥洒出清澈和磅礴兼备的气韵!
    后来又换上了两头铁木兰的非标准型号信号牛(同TPC系列尺寸,重量是TPAS系列的3倍,拆自一台东芝仪器,频响更宽,绕组对称性更好,承载功率更大)。
输出牛1.JPG
    它的初级有两组独立的5K;其直流电阻约480欧,电感约27H(10Hz时,每个绕组的感抗已达1.7K)。次级是一组12.5K;直流电阻约800欧,电感超出手头电感表的100H量程。听感?我一时还听不出与TPAS 3S的明显区别。

友人问过我这个牛输出电路的详情,其实我也是抄别人的,用在多处都还不错。谈谈个人见解吧,错误难免,欢迎指正:
1、    中间抽头将初级绕组分成两段,让4495的正、负输出端对地都有独立的信号回路,绕组相反,信号反相,在次级会得到叠加的正相信号。同时,来自电源的共模干扰信号在此过程可以抵消(所以,两段初级绕组的平衡性越好,输出信噪比越高,输出波形越对称。);
2、    4.7微法薄膜电容是隔直用的(可根据听感选择容量和材质),因为4495是单电源供电,正、负输出端对地都有1/2的电源电压。
3、    10K电阻是给4.7微法薄膜电容放电用的,或者说10K电阻与4.7微法薄膜电容组成一个转折频率为0.34Hz的高通滤波器(公式、图解如下图)。我也没有理解其必要性。
RC并联的公式和图解
RC并.jpg
4、    次级接10K左右的电阻确实是为了阻抗匹配,或者说让变压器里的电磁能量有个基本的泄放通道。如果次级开路或负载阻抗很高,振铃现象会趋于明显,这一点在对这类音频变压器的方波测试中会特别显著。在正弦波状态下没有明显的波形变化。次级并几十P的电容应该也是为了抑制振铃。有些人会觉得有振铃好听,可能是因为振铃的出现给原有的信号叠加了高频泛音,类似音频激励器。所以根据自己的听感来调整好了。况且每个变压器都不一样。我测得手头TPAS 3S的振铃频率约在50KHz,加上10K负载后几乎消除了,也许在次级做个50KHz的谐振吸收能精确消除,我也听不见,懒得折腾了。百度一下“方波 振铃”有人论述的。
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五、大结局 电源修改 师旷重生!
    其实老师旷差点死在我手里,没想到师旷的FPGA芯片在遭受高电压和高温重创之后,居然还能活下来!坚强得让人尊敬!详情如下:
    系统的电源部分我做了很大改动。首先,师旷主板是单电源供电的,环牛和稳压板占了不少空间。为了放下DAC板,只好把它们拆除。买了一个拆机的英国密封牛,有4组交流电压输出——2个 14V、2个9V。方方正正的英国牛很好摆放。双14V接4495板上的整流滤波后给317、337稳压,供耳放用。原来LM317、LM337稳压IC的散热器仅为运放供电的电流考虑,供耳放的话需要适当加大。原来的LM317出来的+13.8V还分给2片LM2941S降压后分别供4495的数字和模拟电路。为了保证给耳放供电的对称性,我将2片LM2941S与LM317的输出分离开,由一组9V整流滤波后单独供电。剩下一组9V接4495板上单独的LT1084可调稳压输出,我调成7V供师旷的主板用。这样的安排似乎合理,可是我遇到了麻烦。
317、337加散热器
稳压电源1.JPG
    手头的老师旷数播用了一年有余,一直勤勤恳恳、任劳任怨。只是半年前发现屏幕在开机后会逐渐变暗,严重时几乎看不见文字。由于操控和音质还好,就一直没有深究其原因。按照以上的安排接好线,工作正常,屏幕变暗的故障依旧,偶然摸了一下LT1084的散热器,极热!红外温度计扫了一下,显示73度!主板上的AMS1117更热,FPGA也有65度!万用表的电流档坏了,没法量电流,估计总电流远超过1A。必须深究了!
    向师旷的开发人员请教,了解到其原来的整个系统供电由4级线性稳压组成,即交流9V整流滤波后由金封LM317稳压到7.5V(这部分被我用4495板上的LT1084替换了),7.5V电压送到主板上的LT1086稳压到5V供部分接口电路,同时5V被AMS1117稳压到3.3V供FPGA外围和ARM等,3.3V再被MIC5268-1.2稳压到1.2V供FPGA的内核。
    AMS1117输出在开机时为3.2V,后逐渐降到2.6V,这就是液晶屏幕显示暗淡的原因。换上一片3.3V稳压后,液晶屏亮度正常,但FPGA温度更高。量MIC5268-1.2输出为2.6V,换!换完之后,整个机壳内的温度骤降。
    高高兴兴插上耳机,声音怪异了,粗糙而生硬!放高码率的文件噪音明显。赶紧将师旷的光纤输出接另一台解码,LOCK灯微弱且闪烁,声音破碎。咨询了师旷的开发人员,建议换FPGA!头大!
    修电源之前声音不是好好的?虽然很烫!可能FPGA受到高电压、高温重创,已经不适应正常的工作电压了?随即把1.2V电源调到1.65V,奇迹出现了,信号一切正常;除了FPGA的表面温度稍高,几片稳压IC的温度也稍高(由于师旷主板是单电源多级稳压供电)。给FPGA戴个散热器吧!几片稳压IC还是要想办法降温,否则盖上机盖后的温度积累恐怕会让这老师旷彻底完蛋。
7.5V、1.65V开关电源
稳压电源2.JPG
    线性电源是没戏了,总电流太大,应该还是超过1A,仅数播部分就会散发超过10W的热量,还有4495、耳放等,总功耗不低于20W。这么小的机箱里确实热得够呛。抛弃LT1084,找到2片开关电源,输入接一组交流9V整流滤波后,输出分别调到1.65V,7.5V直接入主板,整体功耗至少降了5W!用示波器在输出信号里看不到开关电源的干扰,更听不出来跟线性电源的区别,暂时这样吧。历经磨难的师旷,请一定要继续坚持活下去!
对了,师旷主板上的晶振已换,还是4495那个卖家提供的。效果立竿见影,声音马上变得清爽、沉稳,就如相机加了三脚架。盲听也容易分辨。
原配晶振
晶振1.png
新的晶振
晶振2.png    
现在的背板比原来多了音量电位器、4芯3.5平衡输出插座、3芯3.5普通插座,RCA输出端子代替了原来的同轴输出和I2S输出。
现在的背板
背板.JPG
完工有半个月了,我的一体机和DT990一起配合默契,妙音奔流。只好提醒自己,声色虽美,不可贪多!唯有其心清净,听之不著,耳根不坏,才能“处处是天籁,时时有妙音”!

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发表于 2015-11-5 00:46 | 显示全部楼层
有图有真相,分析透彻有理有据不胡闹。很好的DIY过程,不错技术,赞一个!

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我记得佛山佬的4495好像用的不是SEQ的吧……不知道4495SEQ和4495EQ的手册是否通用……

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很久以前玩过那个牛板。支持楼主

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铁木兰牛,初级玩玩就可以,当你玩过战神甚至伦达牛,就再也不想用它了。

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3、4天前看见耳机坛楼主发表的这篇好文,当天忍不住某宝买了对LL1527,然后联系到楼主,又送了对铁木兰,先对楼主的慷慨深表谢意!经两对牛比较,我个人还是喜欢铁木兰,仅代表个人意见,米多的可以去用高级的。即使同时不用钱而又不去卖钱,我也还是会选择铁木兰,或许LL用在别的地方更好!性能、参数、名气上都占优势,但在我的廉价4495上还是铁木兰合适,再次感谢楼主,让我听到了极其清澈而又不缺厚度不失温润的好声音。
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发表于 2015-11-6 09:44 来自手机端 | 显示全部楼层
写的极详细,不顶都不行!但用数播做音源还加啥输出牛板推990,也许还不如la4505直推990,音源差了,990等同插在牛粪上!

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 楼主| 发表于 2015-11-6 19:49 | 显示全部楼层
gmkiy 发表于 2015-11-6 08:33
又看到JYEC这镀金晶振了,这东西我也是兴冲冲买回来。一换上去,各种数码味道猛出还不如原机的。百思不得其 ...

感谢指点,回头也认真研究一下晶振问题。

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本帖最后由 jingli999 于 2015-11-6 19:59 编辑
hifi168yes 发表于 2015-11-6 09:44
写的极详细,不顶都不行!但用数播做音源还加啥输出牛板推990,也许还不如la4505直推990,音源差了,990等 ...


感谢帮顶!我主要是哄自己开心,顺便给大家添乐!这套玩具是做来消遣的,没太讲究搭配和参数,让手头的材料有个用处而已。

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发表于 2015-11-7 11:02 | 显示全部楼层
我也买了同样的4495解码,感谢楼主的分享,检查下板子。

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 楼主| 发表于 2015-11-10 11:16 | 显示全部楼层
朋友要的TPAS 3S频响曲线:
扫频 TPAS 3S.png
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fpe60 发表于 2015-11-11 20:24
请教一下楼主用的啥仪器?看起来不错的样子。

虚拟示波器一台,功能很多,精度一般,音频够用,不贵!自己搜去吧!

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发表于 2015-11-11 21:25 | 显示全部楼层
老友记 发表于 2015-11-5 12:21
铁木兰牛,初级玩玩就可以,当你玩过战神甚至伦达牛,就再也不想用它了。

这话在理。铁木兰的牛听说过很多,不过没试过。一直是JENSEN牛的粉丝。

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发表于 2015-11-11 21:26 | 显示全部楼层
同是牛的爱好者必须帮顶。 我现在DIY的放大器累设备一律上输入牛。

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 楼主| 发表于 2015-11-28 15:40 | 显示全部楼层
本帖最后由 jingli999 于 2015-11-28 15:44 编辑
ftzs 发表于 2015-11-5 21:24
3、4天前看见耳机坛楼主发表的这篇好文,当天忍不住某宝买了对LL1527,然后联系到楼主,又送了对铁木兰,先 ...


    您回赠给我的一对LL1540收到后立即换上了,一时间却听不出什么区别;几天之后,慢慢的,似乎有些区别了。我分辨出来那些难以表述的细微的差别是真的吗?自己也在疑惑中。只能说,就算有区别,也绝对没有价格上的差距那么大!发烧需要激情,更需要真诚和理智,非常感谢您给我这个体验的机会!感谢论坛能把我们这些朋友聚集在一起。我自己是真舍不得下手用伦达牛的。不知是否还有更合适4495的成品牛?

7CA543D06B6176925DF3DBB44981DDED.png

现在LL1540也是按照您推荐的下图接法,抛弃了原来中间抽头接地的电容和电阻,类似BTL方式驱动初级绕组。初级中间抽头的电容如果质量不好,会对音质有负面的影响;我试着接上或者不接WIMA  10μF薄膜电容,听不出差别。所以还不如省了!

TPAS 3S 3.jpg
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发表于 2015-11-29 20:04 | 显示全部楼层
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 楼主| 发表于 2015-12-2 20:00 | 显示全部楼层
老友记 发表于 2015-11-5 12:21
铁木兰牛,初级玩玩就可以,当你玩过战神甚至伦达牛,就再也不想用它了。

http://bbs.hifidiy.net/thread-1145483-1-1.html   有对比测试,请指点!

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发表于 2015-12-17 22:21 | 显示全部楼层
很不幸,LZ说中了,设计失误,线都布错了,哎,我也得去看看,难怪我老是觉得声音不对劲,
无标题.jpg
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