[心得经验] 全分立OCL放大器实验板的一些心得

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发表于 2019-1-12 22:56 | 显示全部楼层
本帖最后由 独钓火星鱼 于 2019-1-12 22:53 编辑

一直准备做点什么,也一直想说点什么,但总由于工作和生活原因这个简单的心愿总难以如愿,上个月终于咬紧牙关做了一个分立耳放实验板。之所以说是实验板,是因为之前对分立原件的研究仅停留在理论上,一是长期潜水看坛里高手的贴子,二是本来也是电子相关专业的,加上有爱好就一直学习过来了。

闲言少絮书归正文,这次做的是一个OCL放大器。实验目的主要是验证理论计算和实际电路的差异,二是验证驱动部分静态电流实际的控制和调试,三是练手,四是主观体验分立元件和集成电路音色的区别。 总的来说,实验目的是达到了,也紧定了我正真做一个分立耳放的决心。

电路如下所示,因为是实验板,虽然很简单但是包含了共集电极电路,共射-共基电路(这是我主要想验证的),晶体管Vce控制电路(控制静态流),推挽电路。 考虑到一切以简单为主,所以采用了单电源OCL电路,同时也省去了做保护电路的麻烦(毕竞耳机也不便宜,更何况今年钱不好挣)。

电路图示意,只贴了一个音道,两边是一样的。里面有的元件其实没有电气意义,是因为实验需要加进入的。如果大家发有什么不妥请不要深究,实际的电路我在焊的时候是做了处理的。

单个声单电路示意

单个声单电路示意

布局图。 使用环形地线把输入级,放大级,输出极分开了。

放大电路布局

放大电路布局

热转印,这次公司的打印机是租的一个二手的,碳层很不好,所以结果很不理想,大家将就看。10年前我做了一个1875就比这个效果好很多,那次是日本进口的全新的某名牌打印机。(扯远了,建议大家找厂家开板,现在也不贵了,省心很多。)

PCB

PCB

实际的板是下面这个样子。一开始只有一个音道有声音,但音质很不错,下文我会说是什么原因只有一个响。

product

product

另外还有一块LM317的电压小板,就不多说了,地球人都会。

power

power

好了,不说废话,我总结一下这次做板的心得,也可以说是我自己对放大板的看法,希望能对正打算做板的新烧朋友能有一点点帮助,那就不枉我打这些字了。

1. 最好是找厂家开板,自己做真的有些麻烦,特别是像我这种有老有小的家庭。会省很多心的。
2. 配对。现在某宝上,很多坛里都反复强调配对,甚至配对管价格会上浮50%以上。配对有没有用呢?当然有用,但也不必太纠结,一般我们买的成品机都是不一一配对的,他们会使用同一批次的产品或者至多简单配对。我这里想说的是,请大家对配对一定不要仅限于BJT管,其实还有一个东西也很重要,那就是电阻。其实我们不必花大笔的金钱去买所谓的高精度的,进口的电容,这个东西只要不用错种类其实影响微乎其微,我说的配对就是要保证左右音道阻值一样。主要有以下的电阻要注意:一是输入总分,包括分压电阻,音量电位器。正所谓差之毫厘谬之千里,输入的一点点差异会对输出的左右平衡产生很大影响,会影响声音的结像定位。二是集-射增益控制电阻;三是反馈电阻,原因和之前说的一样。 其它的相对好些,当然如果有时间有精力也可以一一配对。本来模电就是一个半量的学科,所以不必为这个太过纠结。
3. 声音的好坏主要取决于电路设计,和元器件是否是名牌关系不是那么大,至少不是某些人想象的那么大,所以也倡议大家学习内功不断优化设计。(这个只是个人心得,也许不同的人有不同的看法,各自保留即可。)
4. 环路反馈和局部反馈各有千秋。就我个人而言更喜欢局部反馈的放大电路,感觉动态效果好,力度更好(可能压摆率好些);环路反馈的信噪比更高,失真更小,但我不是觉得局部反馈的电路听感好些。就像买东西不要光看参数,给人用的东西就是人自己去体验。
5.调试不要嫌麻烦。我就是因为嫌麻烦,调试静态电流时没有断开推动管的电源,导致弄坏了3对。这也是上面说到的只有一个音道有声音的原因,幸好是OCL,耳机没事。对于使用BJT的VCE来控制推动管静态电流的电路,一定要把BJT的C,B端的电阻调到最小(这里要使用滑阻,调好后使用固阻代替),然后再慢慢的调大同时监控C-E端电压,一般来说在1.25V时就可以接上推动管电源,测试推动管上的电压来计算实际的静态电流(这样相对简单,如果有条件也可以把电路打断串入电流表直接测电流)。需要多少的静态电流,主要取决于供电功率,散热情况,BJT耗散功率,最重要的是要处于BJT的Ic-Vce曲线线性区域(这个要查相应的DATASHEET)。
6.仪表,如果有示波器那就再好不过了。不过尺短寸长,万用表也是不可或缺的。现在估计主要是使用数字表,使用数字表时建议手动选择要测量的范围,这样表的反应速度比自动测量高很多,很多。 可以让你在管子被热击穿前断开电源。
7. 单端和差分。个人认为对音质没有影响,主要看使用环境和电路设计需要。就DIY来说建议使用单端,特别是耳放。因为这个确实是需要严格配对,绝不是使用万用表测一下Hfe就可以的。配对不好的管,会产生很大的偏置电压,事得其反。如果开板使用SMT工艺会好很多,因为有很多SMT的孪生管可以选择。总的来说,差分的优点还是多于单端的,如果有条件就上差分。
8. 微电流原,镜像电流源是必须的。因为手工制做原因,这次我没有使用微电流源负载,电路不出意外的出现的电流声底噪。所以制作分立放大器一定要使用电流源负载。
9. MOSFET更适合做输出推挽管。
10. 尽量不要使用1N4148之类的二极管来钳位控制静态电流,原因大家都知道就不多说了。
11. 尽量不要使用齐纳二极管来制做电流源,两个相同或不同的BJT做微电流源是非常般配的,甚至使用小电流的J-FET的饱合漏源做电流源也是个不错的选择。
12. 设计一定要考虑制造。比如大的地线上面不要直接放元件,可以引一段线出来。不要担心这点距离会产生地地压差,请远离强迫症。

其它:

本次电路主要选择的是国产元件,电容是江海的,电阻是不知道什么厂的,BJT是长电的,输入去耦电容是ERO的(这是唯一的非国产器件)。简单的说,声音听感效果比我听过的所有集成电路的要好(主观的)。主要表现在频率上下延申性更好,低音控制力度好动态好,高音高而不尖不毛。这些是听感对比出来的,使用相同的耳机(也是相同的耳朵),如果让我盲听我敢保证可以听出区别。 所以如上文所说,他让我坚定了做分立耳放的决心。这块实验板做出来后我居然一直用他来听歌了,之前的FIIO X3已经悠悠的观望了快一个月了,似乎在等待我翻他的牌子。 这次的实验板其实是有交流底噪(夜深人静时或双手捂住耳机可以听到),但即使这样还是让我爱不释耳。我觉得分立器件还是很有优势的,但目测现在分立器件的东西越来越少了,也越来越贵了,都是集成电路的天下了。买不起就只有自己动手了,也许自己炒的菜才是最好吃的。

由于个人精力原因,这里没上实验过程和测试数据(其实我也没保存),各位看官就当饭后消遣吧。

看在打字不易的分上,请各位高手拍砖轻点。由于个人水平有限,讹误之处想必很多,请大家不吝指正。也请不吝点赞给我些鼓励,谢谢。

补充内容 (2019-1-14 13:49):
标题写错了,非常报歉。酒后笔误,应该是OTL (out transformer less)

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发表于 2019-1-12 23:15 | 显示全部楼层
本帖最后由 jacksl528 于 2019-1-12 23:16 编辑

我晕, 你那个覆铜板, 腐蚀成这样, 重新搞吧


1oz的铜 都搞成 0.1oz的了

另外,你的画板  GND走线不好。  个人看法哈, 不一定正确


不过从你做成的这个“试验品”正面来看, 很有“纯手工”的那种感觉, 这一点我很喜欢。   

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发表于 2019-1-13 19:23 来自手机端 | 显示全部楼层
给你点赞!很多实验让自己明白了有些东西是并不是书本上说的那样

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发表于 2019-1-13 19:39 | 显示全部楼层
看到楼主的板子想起自己在中学时用施蜡法做的单面板,钻孔都老费劲了,那时候打印机都很少

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发表于 2019-1-13 20:15 来自手机端 | 显示全部楼层
有输出电容,应该叫OTL吧!无输出电容才叫OCL.

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 楼主| 发表于 2019-1-14 13:46 | 显示全部楼层
zying 发表于 2019-1-13 20:15
有输出电容,应该叫OTL吧!无输出电容才叫OCL.

是的,笔误写错了。是OTL,那晚喝了点酒,谢谢提醒。

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推动级输出管什么型号?
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