自制小型耳机放大器（2010参赛）

梼昧狂客

写在前面的话
     作为一名音响发烧友我越来越发现，音响DIY是一个无底洞，怎奈中毒已深回天乏术了。我是上大学之后才开始玩耳机的，从K512到K271MKII再到DT880，一路走来蓦然发现我竟然一直是未发挥出他们的真实实力，怎么办？上耳放，可是作为一名学生SOLO A1 莱曼离我似乎太为遥远，但是作为一名DIYer,自制一台又有何难？和朋友一起做了3个版本（47，RA1，1969）声音始终让人不甚满意，但是在摸索中，我发现一个问题就是我没有明确自己究竟要的是什么声音，监听的，或是偏流行的。因此经过总结和反思最终设计了第四个版本，请看下文。



      本机（目前暂时是实验版）采用类似莱曼的电路构架，采用运放加晶体管扩流的经典设计，这是莱曼的线路图

      我们不难看到制约莱曼的声音提高的瓶颈在于输入耦合电容和那个10K的限流电阻，就目前的元器件来看制作直流放大器早已不是问题，而且运放的性能也有了大幅度的提高，因此耦合电容有时便不再只是进行耦合更多的是进行校声（典型例子就是RA1），但是高性能耦合电容体积巨大不仅浪费PCB而且价格高昂，因此舍弃它是一个合情合理的选择。其次这款耳放供电采用的是+-15V，虽然有稳压电路但是对于某些最高供电电压为18V的来说还是有些危险，同时一般耳机对于高电压输出的要求不高因此采用+-12V供电是一个较为安全的选择，当然如果是K240M K240DF之类高阻耳机还是建议选用+-15V供电。莱曼的电路还有一个特点就是GAIN和BOOSTER是分开的，这是基于晶体管高精度配对之后的做法，对于我们实际使用中晶体管配对是很困难的因此采用大环负反馈是一种不得已的妥协，只有这样才能在晶体管配对不佳的情况下保证中点电压。因此我设计的电路如下

梼昧狂客

由于该电路还不太成熟需要进行反复调整因此先使用洞洞板制作了一个实验板，输出管选用PHILIPS BD139 BD140，推动管选用2N5041 2N5551，运放采用国半的LF356N(图片中使用的是CA3140)，由于是实验版昨天制作了一个声道，今天做另一个


实测末级管工作电流52.3mA，中点电压0.1mV，推动管工作电流10.3mA
现在用的运放图片（不太清晰，见笑了）

梼昧狂客

今天加急赶工终于完成了另一个声道图片如下，实测中点电压还不错

梼昧狂客

电路分析

     简单分析一下我这款机器的电路，从图中看输入信号经过音量电位器的衰减，通过一个1K的限流电阻同时这颗电阻还可以和一颗小电容（暂时未安，并联在47K电阻上就行了一般100P要用独石或银云母）组成滤波器来滤除高频杂音，然后信号进入OP，OP输出信号给推动管（2N5401 2N5551,如嫌不够发烧可以换用A42 A92）推动管接成共集电极放大的形式推动一对互补管（BD139 BD140也可以采用B649 D669）做射极输出，本机器采用大环负反馈，闭环放大倍数5.7倍。

电路改进

     电路的改进，本机末级电流52.3mA显然还不能达到甲类的标准但是就目前的散热器来说已经是极限了（50度），如果采用像莱曼一样的散热方式恐怕是不敢再提高工作电流了，那么增大散热片的面积是一个值得考虑的问题。其次关于增大输出管工作电流的问题本机要想增大工作电流还是较为容易实现的，只要将推动管发射极一臂的47欧电阻加大到100欧即可见电流提升到80mA(本方法已经过实验但需要更换更大型的散热器才可以安全使用) ，但是仍然达不到甲类的状态，如果一定要调到甲类的状态则至少工作电流要达到400mA而且要加温度补偿，否则不能安全工作！！！
      最后就是关于中点电压和反馈方式的问题了，其实关于是否采用大环负反馈一直是有争议的，SOLO就是用大环负反馈，莱曼就不用这两款机器实际差异也不大（我指的是SOLO豪华版而不是绿色版）至于运放的选择就更是仁者见仁智者见智了，SOLO用的是AD823（这确实是一个性能指标听感都很出色的单电源运放），莱曼用的是OPA2134虽然名声不小但也不是人人说好，A1用的更是一款少见的MC33078（ST国产的）。因此下一步我准备取消大环负反馈，同时在推动管2N5401的集电极一臂用2K的3296可调电阻代替1K的固定电阻实现调零功能。

元件选择

      在供电方面目前实验版用的是10000UF的滤波电容（松下 X-PRO系列）下一步计划换用SPRAGUE 36D系列，退耦择采用ROE EYF 系列这也是一种经典搭配。至于运放这个回校后再做选择，就目前而言国半的LF356N让我很满意（一定要买国半的别的厂牌不行，虽然价格高些），至于电阻那个限流电阻可以选好一点的DALE之类的电阻其余全为0.25W1%精度金属膜电阻（我在本地大批量买0.01元一个），本机不用耦合电容这就省了不少钱加上元件尺寸都不大可以做成比较小的体积，初步参考是体积和SOLO基本持平（变压器内置），至于电源则不必过分追求参考莱曼使用LM317/337即可

梼昧狂客

留位待续

xmlhifi

建议输出端加上耦合电容，防止中点漂移损坏耳机。最好的方案还是加继电器保护电路。

大将军

顶上开花

梼昧狂客

目前只是实验版，还有待完善，用的是炮灰耳机

胆前后石

支持的精神，参赛不容易希望你成功

你在的森林

直偶效果一定比电容好，即使是世界上最好的电容。不过前端如果有一点偏置的话 会被耳放放大输入给耳机。如果真要做直偶建议从DA开始自己设计制作，每一步都要精细的调零。
如果采用大环路深度负反馈电路的本质就变了。变成了一个半分立 半集成的新运放。这个新运放和老运放比建立时间会变长，抖动会加重，但是开环增益会有所增加，输出电流也会加大。所以即使其他地方都是仿照莱曼的线路来做 声音应该和莱曼不是一个风格。相比之下可能和SOLO更接近。如果按照这个方案做的话，个人以为选管不应该参考莱曼的电路，由于深度负反馈的缘故输出管的线性度和整机的线性度关系不大。应选用B值较小速度较快的晶体管。运放应该用SR>100V/UM的高速运放，如AD827，如果资金充足选用OPA637可能能达到更好的效果。
以上纯个人观点，希望对你有帮助。

梼昧狂客

非常感谢LS的意见，关于运放的选择问题目前看到合适的最好的无疑是OPA637但是价格实在是太高，也曾考虑过AD797但是目前还没有买到，实话说国半的LF356N还是不错的，低频很好，等回学校以后和同学一起研究更换。
    至于输出管的选择其实我倒不认为不同管子差异很大，使用BD139 BD140纯属是有什么用什么，另外这对管子安装比较方便，管子很便宜（本地2元一对PHILIPS真品，建议兄弟们买管子不要到音响配件店里去买价格高），同时A1 莱曼都用这对管子，我也算跟风吧。
    至于电路构架采用大环负反馈是没办法的事情，管子没配对，又想做成直流放大器，只能如此现在实测中点电压绝对值不超过3mV，下一步考虑改变反馈模式。
    其实这机器是我和同学共同做的他做DAC+LPF 我做模拟放大，终极目标是做一个解码耳放一体机
    刚才刚完成另一个声道的组装，晚上上图

你在的森林

非常感谢LS的意见，关于运放的选择问题目前看到合适的最好的无疑是OPA637但是价格实在是太高，也曾考虑过AD797但是目前还没有买到，实话说国半的LF356N还是不错的，低频很好，等回学校以后和同学一起研究更换。
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梼昧狂客 发表于 2010-8-19 15:54

管子配对应该不难吧。网上有些专门用来测试管子的电路 测曲线 测B值的都有~ 自己搭一个 很简单~ 记得看到过一个测三极管B值的 简单小仪器不超过10个元件~ 也很准的`

康熙来了

LF356N和LF353有什么区别？好像LF353是“四大运放”之一

梼昧狂客

13# 康熙来了
LF356N是单运放而LF353是双运放，当年有名的单运放是LF356 NE5534 CA3140一类的运放，当今最好的运放因该是OPA637了

yu2007

支持一下楼主。我也是大学生。

h19790620

非常感谢LS的意见，关于运放的选择问题目前看到合适的最好的无疑是OPA637但是价格实在是太高，也曾考虑过AD797但是目前还没有买到，实话说国半的LF356N还是不错的，低频很好，等回学校以后和同学一起研究更换。
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梼昧狂客 发表于 2010-8-19 15:54

关注，，，

TDA-7294

继电器的响应速度够不够啊，耳机那么脆弱的东西。637并非最好，只是高速高带宽而已，好像5倍增益以内不稳定，而带宽窄的627就稳定。

无隐堂主

关注中……

hxy999

也想帮好朋友DIY个好点的耳放，进来学习