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发表于 2017-8-8 13:54 | 显示全部楼层
本帖最后由 wxleasyland 于 2017-8-8 13:57 编辑

一、背景
   有2个耳机,森海的MX500,歌德SR80E。  
   
   MX500十五年前300多元买的,假货可能性比较小。中高音非常好,还原相当真实,但低音真的很弱。质量也很好,除了插头处线断了换了插头,一直听到现在,不舍得换。   但网上有人说MX500低音不错,我一直比较纳闷。


   SR80E新的,没怎么听,一时冲动买的,近千元,网上评价也非常高,“秒其它所有千元耳机”。结果买来一听,低音不错,但中高音很不好(相比MX500来说),电子音重。不知道是什么原因。假货可能性比较小。

   
   手机IPHONE 5S的音色非常好,直接接耳机MX500听就相当不错的。

   
   所以感觉是不是少了一个耳放的原因,因为大家都说加了耳放,耳机效果有质的飞越,天差地别。于是想做一个耳放,看是否推MX500能增加低音,并且看SR80E是否有质的飞越?


二、甲类耳放

   觉得耳放用甲类是最好的方式,甲类制作容易,失真小,耳放的功率很小,所以感觉发热应该很小。


   于是做了一个简单的运放+三极管单管甲类耳放。参考了《无线电与电视》50周年纪念版的电路。也参考了网友的《搭个简单运放+单管甲类输出耳放,效果可以》。


   用MULTISIM进行模拟:模拟了很多方式,发现THD失真都是测不出。而放二个正弦信号进去看TIM互调失真FFT分析,运放放大倍数=1时最佳,不采用恒流源直接用电阻最佳。而且运放和三极管之间不能加电阻,加上电阻转换速率就严重降低,方波过冲严重。三极管选型会影响转换速率。虽然MULTISIM也不太准,但做个参考吧。
1.png

   于是电路制作图就是这样了。NE5532是二手,未知真假。手头没有三极管,于是用13005,hfe约40,fT可能有4MHz,本想应该对付音频太够了。


   费了老大劲,终于做好了,发现:


   1.  尽量静态电流只有50mA,电阻、三极管发热仅15×0.05=0.75W,但是发热真的很快,很烫,加上散热片也有点热,真是严重没想到。 散热片占用了很多PCB空间,实在太麻烦。 可以想像,音箱的功放做成甲类,超过1A的静态电流发热得多么可怕! 无论是变压器、整流管、稳压管、三极管、运放等全部会发热。


   2.  声音根本没有别人说的温暖、通透、好听。低音是不错,感觉有变强了那么一点点,但是高音严重缺乏。    所以IPHONE5S接上这个耳放,再加耳机,音色完全是下降的!根本比不上直接插手机上听! 只好像低频好那么一点,但高音真的烂透了。  耳放对信号有改变了,放不出原来的音色。  那我费这么大劲做这个耳放要干嘛?


   3. 用电脑集成声卡+RMAA测,这个耳放的频响居然没有问题,也居然没有THD失真、TIM失真(至少这个烂声卡测不出来)。   那实际听感为什么这么差啊!!!


三、正品元件

   难道运放假的?于是从E络盟买了正版的LME49720、BD139,价格之贵,令人咋舌,芯片全部要加17%增值税。运费30元,也要另加17%增值税。这下没假的了吧。


   把13005改成BD139(hfe大于200),运放仍是NE5532,一听,哇,高音出来了,音色好了很多。  看来三极管对音质有严重的影响! BD139的fT远远高于13005,转换速率高,应是这样带来的好处。国内做的三极管太烂了,这也是原因。但音频也才20KHZ,对fT要求有这么高吗,太没道理了。


   用NE5532,低音真的比较浓厚,高音虽有大改善,但感觉高音仍略差于5S原机输出。


   换成LME49720,低音比NE5532少了些,但高音又变得更加有细节,整个频段比较均衡,接近5S原机输出了。但相比NE5532,整体提升就那么一点点。看来NE5532已经够好了。


   如果在输出耳机前加上1000uF隔直电容,感觉低音又会少了一些劲道,所以做成OCL会更好,但没有保护电路,未来还是加隔直电容吧。


   再接SR80E耳机来听,哎,低音是真的不错,用耳放应该是比5S原机输出的低音好些,劲道大些,但中高音仍然是差劲,窄,没有声场,没有细节,摩擦音重,都是电子音,看来这是耳机本身的原因了,不是耳放的问题,与MX500根本不能比!近千元的耳机,效果这么差。


   另外,家里电视机里的耳放芯片是BH3544F,一个不起眼的芯片,但我感觉效果也是不错的,不比我做的这个耳放差。


   所以,绕了一圈,我觉得我什么都白干了。这期间,我都数次想放弃了,想着这么费劲干嘛,真不如买个成品耳放就拉倒了。



四、总结

   耳机效果差,那就是一耳朵的事情,与前面的音源器材关系不太大。也不要说煲不煲机开不开声,我的MX500开了十五年的声,当时也怀疑过,也煲过机,到现在也还是那样的低音。听感差就是差,不要动不动就提换音源、换器材、煲机开声,一切都是百用不爽的托词。


   SR80E耳机在老外那也就100美元,老外估计也不会做得多么好,故意只把低音做得比较好,迎合年轻人喜欢劲爆+电子音的听感,所以只适合看看电影用了。


   MX500在老外那也是便宜耳机,老外有意无意地做得低音比较差,如果低音也做好了,那高端耳机怎么卖得出去。不过,对我来说,听音乐还是MX500比较适合的,虽然没有什么低音,但中高频音色还原得非常好,听女声舒服。


   如果要一个低、中、高音全部均衡的耳机(即SR80E+MX500的效果),看来得上1000美元了,烧不起了。


   现在的运放芯片THD值已经真的很低了,不是对音色主要的影响因素。最终的听感最重要。


   听感真是个很难伺候的东西,任何一个元件都会影响,人的心情也会影响。耳放音质做到一定程度后,就是接近玄学的高度了,一个元件一种声音,看你喜欢哪一种了,或者说是一种元件一种电路适合一种耳机,无法面面俱到。


   IPHONE5S的音色真的非常不错了,苹果的实力和用料还是可以信赖的。加上耳放后,只是说更加适合推大音圈耳机,加强低音效果,中高频的音色不会更好。


   现在甲乙类功放已经做得失真很小了,音色也很好了,真的不需要用发热巨大的甲类了。


   现在集成电路功放已经做得失真很小了,音色也很好,如果像我一样的木耳,真不需要做什么分立元件的,就一个功放芯片搞定就好了。指标也真的不用在意那么多,THD到一定程度后再多几个0有什么意义呢,听感才重要。


   对于分立元件的耳放,真的太难说了。我做这么简单的耳放,就费了这么大周折,那那么一大堆分立元件的耳放呢?影响因素实在太多了。所以成品耳放卖那么贵是有道理的,需要人去调试,贵在调音和最终听感,而不是元件。况且自己DIY能保证所有元件是正品?能有足够好的仪器来测量参数?


   对于耳放的仿制,我只能认为,除非与原厂全部的元件型号一致、元件参数一致、PCB走线一致、电源也做成一致(电源也是相当重要),那仿出来的声音听感才是一致的,不知道这样成本要多高?要找到参数一样的正品配对元件,都不知道要花费多少了。


   看来DIY不如买成品了,所以我的耳放之路才刚开始就迈向终结了。

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谢分享,学习了

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这电路接上耳机负载肯定不行的,不接负载还能出正常波形,所以你仿真还能通过,接上耳机就完蛋!

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发表于 2017-8-8 14:58 | 显示全部楼层
IC输出直藕Q1基极,Q1 电流?QI发射机直藕耳机肯定不对。

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 楼主| 发表于 2017-8-8 15:28 | 显示全部楼层
XLS119 发表于 2017-8-8 14:58
IC输出直藕Q1基极,Q1 电流?QI发射机直藕耳机肯定不对。

拜托,Q1工作在甲类啊。Q1 静态 IC=50mA,IB=50/hfe,IB由运放提供

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wxleasyland 发表于 2017-8-8 15:28
拜托,Q1工作在甲类啊。Q1 静态 IC=50mA,IB=50/hfe,IB由运放提供

Q1发射极电压约5.4伏,这电压加耳机上,够胆大呀。

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发表于 2017-8-8 17:19 | 显示全部楼层
三个问题:
1、你的电路是电压跟随器,没有电压增益,当然听不出来什么明显的效果了,而且这样做很容易造成高频自激。
2、甲类电路的功耗和散热就是大,不管供电电压提高了多少,但是电流不能小了。换个角度来看,Q1的发射极电阻的阻值应该与耳机的阻抗相当。你用了300欧姆的电阻,却来推动32欧姆的耳机(看资料,您的耳机应该是),相差也太大了。
3、R4的取值太大了,一般用在100欧姆左右。

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发表于 2017-8-8 17:21 | 显示全部楼层
请楼主先用 multisim 模拟一下, 你就知道

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就冲这认真劲儿,点赞

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发表于 2017-8-8 18:04 | 显示全部楼层
如果想制作类似耳放可以试试op+buf,比你的这电路会好很多,或者用专门的耳机芯片更简单

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 楼主| 发表于 2017-8-8 18:47 | 显示全部楼层
XLS119 发表于 2017-8-8 16:43
Q1发射极电压约5.4伏,这电压加耳机上,够胆大呀。

电压跟随器,静态输出0V

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 楼主| 发表于 2017-8-8 18:53 | 显示全部楼层
牛哥 发表于 2017-8-8 17:19
三个问题:
1、你的电路是电压跟随器,没有电压增益,当然听不出来什么明显的效果了,而且这样做很容易造 ...

1. 我希望是耳放输出信号与输入能一致,不跑音。单位增益为什么比有电压放大倍数 的效果要差,在不自激时? 当然很多人说TIM互调失真差,但我并不太相信,而且测了并没有TIM失真
2. 整个电路的输出阻抗约为数个毫欧,注意是毫欧,MULTISIM模拟的。因为这是电压跟随负反馈,不能单看那个300欧电阻
3. R4取值参考无线电50周年电路

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发表于 2017-8-8 18:54 | 显示全部楼层
成熟电路也很多的,不妨试试

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 楼主| 发表于 2017-8-8 18:54 | 显示全部楼层
martymak 发表于 2017-8-8 17:21
请楼主先用 multisim 模拟一下, 你就知道

multisim模拟过十多种参数选型情况

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发表于 2017-8-9 18:25 | 显示全部楼层
首先,输出阻抗不是几个毫欧,几个毫欧是指负载拉电流的情况,负载灌电流的时候,就是300欧姆啦;

其次,牛哥说的一点很关键,负输出的下来阻抗远远大于负载阻抗,因此很容易出现驱动不足的情况;

如果真的一定要用这种电路,建议把300欧姆下拉电阻换成100欧姆或75欧姆,再看看效果。如果担心发热严重,可以考虑把供电电压压低到双9V。

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发表于 2017-8-9 19:41 | 显示全部楼层
電位器拆掉直接上,反饋路徑 + 1k 電阻匹配正端。
試試看

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wxleasyland 发表于 2017-8-8 18:53
1. 我希望是耳放输出信号与输入能一致,不跑音。单位增益为什么比有电压放大倍数 的效果要差,在不自激时 ...

这个电路的原本电路早在15年前,见于台湾的林先生的“独臂刀王”,不仅输出可以用三极管,也可以用达林顿、MOA管,甚至当时林先生也拿出来使用300B做输出的雏形电路。
我的建议是有实践根据的,仅供您参考。希望您不要以自己的理解和您自己的修改,就去判断一个电路的特性,应该去找一下自己的原因。

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 楼主| 发表于 2017-8-10 11:26 | 显示全部楼层
谢谢大家的建议。
我这个菜鸟,理解能力有限,只是暂时这么理解:

1. 放大倍数

我发现耳放电路都是做成放大倍数大于1,这个问题我想了很久很久,一直纠结,毕竟放大倍数=1也完全能推好32欧耳机啊。

现在认为可能:
一是为了让高阻耳机能有足够的电压去推动;

二是深度负反馈时THD失真好,但会带来互调失真等,使声音变差,所以做有限的负反馈,牺牲一些THD失真,来优化互调失真。毕竟THD失真指标已经非常好了。

三是放大倍数=1有的运放容易自激

2. 電位器拆掉直接上,反饋路徑 + 1k 電阻匹配正端

电位器拆掉对耳放来说不太现实,电位器还是要的。

电阻匹配有考虑过,如果改成有放大倍数,则反馈路径是有电阻的。

这样的话,就可以完全参照无线电与电视50周年电路的运放部分。我不认为50周年电路没有参考意义,毕竟也是专业人员设计出来的。

3. 输出阻抗问题
如果负载向耳放灌电流1mA,则运放会马上调节Q1,使Q1输出电流下降1mA,保证中点电位。
如果负载向耳放灌电流-1mA(即是拉电流),则运放会马上调节Q1,使Q1输出电流上升1mA,保证中点电位。
这是一个负反馈的控制过程,不管负载电阻是大还是小,运放+Q1都会把中点电位牢牢掐死,所以耳放的内阻是很小的。

不能只看Q1发射极的那个电阻300欧,很多人都把这个电阻换成恒流源的,恒流源的阻抗是无穷大的,所以耳放的内阻也无穷大?

4. 我不认为op+buf效果会更好,应该至少是持平吧,我这个是甲类啊

5. 现在看来,转换速率对声音的还原影响很大,转换速率高、三极管fT高,才能真实地还原声音。

像NE5532的THD失真指标已经非常好了,照理说应该能听到非常完美的声音了,但实际却不是这样的,听感与LME47920相比,还是差,这已经不是THD指标后面几个零的问题了。

三极管换成fT高的,整个电路的转换速率也提高了。

但转换速率高容易自激,一旦有很微小的自激,声音就变差了,所以对外围配套电路、电路走向要求高。

所以声音好,一定是需要好器件、好配套电路、好电路走向。

当然电源也会影响,但暂时不清楚影响程度多大。至少LM317在我这里用,也是静如深海,运放的PSRR足够了。

所以耳放是一个系统工程,买成品能省事很多,缺点是费钱。

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发表于 2017-8-10 12:51 | 显示全部楼层
本帖最后由 flyingf 于 2017-8-10 15:27 编辑
wxleasyland 发表于 2017-8-10 11:26
谢谢大家的建议。
我这个菜鸟,理解能力有限,只是暂时这么理解:


MX 那支我不講,小耳塞我覺得直推好。

SR80 那支,靈敏度 100dB/mW 32ohm,
算最大需要功率 20mW, 0.8 Vrms , 25mA,
你用 iphone 可能會軟腳, 所以電路上你沒有放大倍數是正確的,
你需要的是衰減擴流.

你在去擬真一下,你的電位器切到 50% 時高頻相移切到音頻段了。
LME49720 電流噪聲高,接 50K 噪聲會高,不過聽不出來就好了,
我前幾天有計算噪信比大概會差20個 db, 換 10k 影響比較小.
忘記看你耳機組抗,我的是中阻低敏,所以我的耳放都沒有上 VR.

http://bbs.hifidiy.net/forum.php ... &extra=page%3D2
以上都是小問題.

不喜歡diy的話,買廠機還是比較好的,
只是廠機要到一定價格以上才比較有辦法看到合理的設計。

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发表于 2017-8-10 14:40 | 显示全部楼层
如果耳机的阻抗是32欧姆的话,这个电路的参数根本就不合适!然后把体验结果差归纳于OP+单端甲类不行,我也只能是呵呵了。。。。
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