奶妈NAP200功放复刻之体验

cloudfly55

10年前转行，没再摸过DIY音响，以前涉猎过功放、音箱、解码器、耳放等等。
今年最亲的侄儿结婚，准备送他一套由投影机构成的家庭影院，无奈这小子提出除了客厅，书房和卧室也想要一套音响。侄儿不是烧友，却对音质有自己的要求。俺不是土豪，最终决定功放自己帮他DIY吧，和朋友说起这事，几个朋友也有需要，鼓动我再入坑 。毕竟很久没碰这些了，于是前段时间上本论坛一边找资料一边找感觉，发现有两个方面让我感兴趣，一个是超大电流场效应管做功率输出，10年前用过IRF250，声音是不错，但觉得自己那时候没深究，没用好，因此想自己重新用K851之类的管子再试试；另一个就是发现论坛上奶妈流行。复刻和重新制版的DIY玩家均不少。于是决定一边慢慢折腾超大电流场效应管功放，一一边先做一台NAP200，毕竟NAP200做好后也可以作为以后的场效应管功放对比的参考机器，看看两者各方面的差异。

游览众多奶妈帖子后，最终决定选择NAP200，因为既然复刻，就选择最接近原版的电路，得益于坛友曹伟的贡献，他曾经修过一台NAP200，按照原版制作出了复刻版PCB，并且复刻成功。上TB搜索，无奈曹兄已无套件可供，于是找了另一家购买了PCB套件和变压器，再找到一款适合的机壳，备料基本凑齐。

个人的习惯是在动手前先仿真。仿真分两方面，一个是电路仿真，一个是结构仿真。仿真的好处是让你事先对电路和功放的结构有事先的了解。电路上，一旦遇到问题，自己画过电路仿真过，处理起来也方便快速很多，对功放结构的仿真，也就是把买回来的电路板，关键元器件和机箱进行精确的三维还原，在图纸上进行布局和调整，事先得到最准确的布局、开孔位置和布线方案，避免动手后要么一头雾水，要么开孔错误，或者元部件摆放不合理而浪费精力时间，甚至有可能把一个好好的机箱弄得千疮百孔。

发这个帖子的无他，也许对初步涉猎DIY的坛友有些参考吧，特别是想复刻NAP200的朋友。

首先，对NAP200线路进行仿真。



仿真文件太大，网盘下载吧：（链接：http://pan.baidu.com/s/1nuMUghN 密码：s9sy），线路工作正常。

采购回PCB套件、变压器和机箱后，测量尺寸，用三维绘图软件仿真如下：





多安装了一个小R牛，准备给以后内置前级供电，一方面准备安装其他附属电路，也需要不断电电源。









NAP200功放管通过铝块传热到功放机壳底板散热，这块铝块同时也有均热作用，不易太小。
根据电路板铜柱高度（我选20mm高，和原机接近），铝块高度和功率管厚度等，计算出这些铝块的尺寸和固定铝块的螺杆长度。我选择了45mm长直径6mm的不锈钢螺杆，不锈钢垫片和圆头螺帽。



拿到PCB后，先用扫描仪做一个正反扫描，然后用PS处理，合成这张透视图片。因为NAP200是单面电路板，一旦安装完毕，拆卸麻烦，有这张透视图，查找线路特别方便。



购入一台小型台钻，保证钻孔精度和质量。
钻台夹具上的东西是给铝块抛光的东西。



搭建一个测试平台，一块5mm厚的环氧树脂板上安装4个带隔离输入的高精度数字表头，方便调试和煲机时长时间监测和观察静态电流等参数，上方装有2个8欧300W电阻，用做功放测试负载。



根据三维结构仿真给机箱底板开孔，并加工固定好导热铝块。

在仔细考虑后，决定这台NAP200不参考厂机那种布线方式，而决定增加一些附属电路，理由如下：
1.NAP200不带输出保护电路，这台功放以后非我自己使用，怕遇到意外情况，故决定增加输出保护电路。
2.购买的机箱电源开关在面板中心位置，220V电源线要引入开关，加上附送开关也很一般，不如增加一个轻触开关电路经过继电器进行开关机控制电源通断。
3.现代社会的居住小区用电情况复杂，增加市电隔直电路，对音质有益无害。



传图和编辑文字时好像图片乱了和不见了，先说到这里吧。



右上角就是洞洞板做的附加电路。

cloudfly55

继续说，本想系统地说说这次制作经过的，但发首贴时论坛上传图片有限制，并且在编辑插入图片时出现图片消失的原因，扰乱了思维，今天发现也不能再对首贴进行编辑，现在就想到哪说到哪吧，也算是一种唠嗑。

这次说说我复刻时的布线考虑。先借用一下曹伟兄的图片，看看原机的布线方式：


1.原机的电源开关在面板最右边，变压器的所有绕组也是从最右边出线，因此220V绕组进开关就特别方便，我买的机箱电源按钮在中间位置，220V走线势必也要引入到中间位置，不能像原机一样捆扎在一起，稍显凌乱，个人不太喜欢。机箱附送的电源开关外观上看去很一般，再网购也麻烦。加上本人以前收入过几只那种带灯的复位开关比较漂亮，也有几个大电流继电器，因此决定采用继电器控制电源的开关，比劣质开关更有保障。
2.原机不采用输出保护电路，直接从PCB上飞线到输出插座上。动手前我仔细游览过有关NAIM的帖子，有使用过的人说开关机音箱还是会发出响声，特别是是接入前级的情况下，并建议好的使用习惯就是关机前把前级音量关小或者关闭后再按下电源开关关机。NAIM设计师对自己的机器也许自信满满，同时也许认为增加输出继电器属于多一只香炉，但个人更愿意从系统的角度考虑，音箱的安危仍是首要的。其次要求别人使用时麻烦地先控制前级操作也不够人性化。个人认为采用高质量大电流的容量继电器对音质的影响微乎其微，且大不了用几年更换继电器也不是难事，故决定增加输出保护电路。保护电路的位置最开始想就安装在输出插座处，好处是接线最短，但目前采用洞洞板安装在这个位置不会太美观，并且也要引入电源线，最终决定，变压器上方位置足够大，够安装一块洞洞板集成所有的附加电路。
3.有想给本台NAP200复刻机增加前级的意愿。购买的机箱尺寸和原机尺寸极为类似，机箱采购回来后，把变压器和PCB摆放在上面，对照原机照片，发现右上方空出一块比较大的地方。根据使用过奶妈功放的人反馈来看，都说要加前级，音质有大的变化，也有调音的乐趣。因此本台功放我是准备增加一个前级电路，并且方便侄儿听音乐也会增加蓝牙模块，但会考虑抗干扰问题。购入的变压器不带任何副绕组，必须增加一个变压器给前级以及保护电路等供电，而机箱右上角空出来的位置正好可以安装一台已有的30W功率的R型变压器，R型变压器的上方可以安装一块足够大的附加电路洞洞板。机内除信号输入之外所有的接线，均可以汇聚到此块电路板上，另机内布线整洁美观。
4.原机接线均采用直接焊接，而我增加的电路板大量采用了插座。纠结的人也许觉得会影响音质，呵呵，其实过虑了。除了PCB交流输入采用了大电流插座之外，其他均采用螺丝固定的这种插座，线路压接十分紧密，能盲听出焊接和这种压接的方式区别的神仙我是没遇到过（以前拉一帮玩音响的做个很多盲听试验，无数次狠狠地打了某些人的脸，包括用不用输出继电器的盲听试验，以后有空说说这方面的事）。naim据说采用人工手工制作功放，看一些原机照片也确实可以判断是这样的，但奶妈好声和是不是手工制作并不是必然的关系，关键在于设计和质量控制。以NAP200为例，如果复制它的接线方式，并不难，只是稍微麻烦，因为焊接前一定要控制好变压器输入线的长度，一旦焊接到PCB上后，线路过长或者过短，在捆扎时就会变形难看。厂机在生产时完全可以根据样机做好生产文件，规定好所有线材的准确长度，生产装机时不会麻烦。而如果我们采用厂机这种接线方式，除了上述增加保护电路导致走向变化等原因外，还要考虑在安装调试和以后调音的时候，拆卸是十分不方便的，而厂机生产是不需要这样考虑的。并且，我最终调整完毕后，有考虑把附加电路板去开板，留下焊接孔，一样可以采用焊接方式。
5.本次购买机箱的侧面、后面的铝板采用型材加工，考虑了电路板的安装插槽，以后增加前级电路板可以直接插入机箱左侧板子插槽中，安装方便，不占用空间。考虑以后试试论坛的刘氏四管或者其他分场效应管前级，只需22V单电源供电，且刘氏四管前级对电源并不十分挑剔。NAP200的PCB上自带一路前级LM317稳压块供电（NAIM纯前级供电也大量采用，并不差，特别是比一般DIY的电源更有品质保障），很多复刻均没有安装，我自然在制作时安装上这路电源，只是原电路采用固定电阻，输出电压不可调节，我稍有更改，把一个电阻改为5K可调电阻，让前级电源电压可调至我需要的电压。
6.关于输出保护UPC1237芯片的扩流。我增加的这只R型变压器用于控制的输出只有交流12V，加上我已有的12V大电流触点容量的欧姆龙继电器是单开的，因此我只能采用2只12V继电器。查UPC1237资料，该芯片适用于24V-60V，最大带负载电流80ma，查继电器资料，两只并联后线包电流达到120mA，会让芯片过载，担心烧芯片。最终决定线圈并联后再一个33欧电阻将电流限制在80mA上。但在最开始调试时，数小时内UPC1237就挂了，难道该芯片带负荷能力这么差？最终决定增加一个三极管扩流，于是将图纸修改。另外由于该芯片原工作于24V以上，也需要将电源到8脚的供电电阻调小到3.3k才能让其正常工作。
昨天贴上的附加电路有个疏忽，电源继电器的触点之间没有增加消火花电路（R13和C10），实际上我制作时是有安装的，修改后重新贴上。
先说到这里，有空再唠。



补充内容 (2017-3-2 09:19):
电源开关控制中CD4017的2/3脚接线要对换

cloudfly55

这几天几个人朋友听了这台复刻的NAP200，也想要，但我还是要他们先别急，再等等。这几天无事，想到一直准备试试坛子上刘氏四管场效应管前级，于是索性把这款前置和前述的附加电路画了PCB，送去打样，以后朋友还真要复刻几台，我省事啊，不然焊洞洞板会烦死去，另外通过前级调调音也好玩些吧，下面是图片。





前面的NAP200复刻附加的市电隔直流，输出保护和继电器开关机控制PCB





刘氏四管前级，主电路没修改，把音调网络改成8位贴片微型拨码开关，可通过开关进行8档高、低音调节，也设置了对应针座可将高低音电位器接入，根据自己的喜好各取所需。也可以先接上电位器调出自己喜欢的比例后再取相应阻值计算格档位的阻值。反正又方便又麻烦，要点耐心玩。不过不喜欢这个音调的也可以直接焊接成置中位置或者短接。另外为在别的地方也可以用这个前级，PCB板上还是设置了一个稳压电源电路，这里不打算用，直接用功放电路板上的前级电源。



上述2块PCB在功放机箱中的安装位置和方式

lzw077

作功很好，值得参考

阴险发烧友

漂亮，坐等楼主大作结果

cloudfly55

阴险发烧友 发表于 2017-2-5 18:39
漂亮，坐等楼主大作结果

已完成，但论坛图片有限制，不能传图了

fcccc

漂亮，测试台亮了

fcccc

中间一大坨网线裹着的是什么？

W57PC

有技术不错，

002300

也有块200的板，学习下楼主的经验

cloudfly55

fcccc 发表于 2017-2-5 19:35
中间一大坨网线裹着的是什么？

数字表头要单独供电，用一现成的小环牛，采用四对网线绕成4个独立的7V绕组给四个表头供电，数字表头电流小，供电电压低，网线完全无问题。

黑佬

声音怎样？我也在装备中，但未有好的牛，想用开关电源做，不知是否可以？

cloudfly55

黑佬 发表于 2017-2-5 20:53
声音怎样？我也在装备中，但未有好的牛，想用开关电源做，不知是否可以？

NAP200值得一做。目前在单位办公室做的，没接好音源，直接用电脑在煲机，所以还给不出太准确的声音描述。其次声音这东西，俗话说眼见为实，耳听为虚，生理学和心理学上对声音的记忆和描述和是最不靠谱的，说多了无益。我这台NAP200复刻，制作上做的准备比较充足，安装调试相当顺利，开声后用电脑播放MP3可感知MP3的不耐听，直接用光驱播放CD，同一首音乐能感知区别，CD声音顺耳多了，尽管同样是电脑播放。这台复刻的NAP200不会给你惊艳的感觉，但耐听，没明显的缺陷，低频貌似稍弱，高频也不会灿烂，中频不错，不算厚但干净，自然，总体上声音的风格属于内敛那种，不夸张也不喧嚣，让你愿意开着音乐边听边做事。以后接CD机和解码器再仔细听吧。个人感觉除了滤波电容准备求购原厂使用的那个品牌更换外，其余暂时不准备大动，先玩玩前级调音。
好的开关电源不比500W环牛便宜。而开关电源质量好不好，没专门的仪器还真心测量不出，建议你采用环牛，几百元也不贵啊，声音的品质毕竟可控些。

gaoyf75

做的漂亮，效果图是用什么软件做的？

cloudfly55

gaoyf75 发表于 2017-2-5 22:17
做的漂亮，效果图是用什么软件做的？

SketchUp

yyw46

上班干私活！这月奖金木有了。

libin98888

漂亮

cloudfly55

yyw46 发表于 2017-2-6 01:32
上班干私活！这月奖金木有了。

13号才上班，闲的慌啊

zy19870618

漂亮，比厂机都好

jinghu1980

这DIY也太用心了！

z5029771

老烧水平就是高，这套件声音啥特点？也想弄个试试

sdlww

兄弟，请  PM      NAP200，PCB套件和变压器，的机壳的淘宝连接给我，谢谢。