HA2.8正式设计完成，极致的单片TPA6120耳放

杰仔

　　TPA6120 Ver2.0（HA2）整机与套机已经完满地完成了任务。只要对着电脑的晚上，大多数都是用HA2推着经典的HD580来欣赏音乐，经常到深夜还舍不得关机，虽然知道听多了耳机多少有点伤耳。而在部分有反馈的朋友中得到很好的评价，与自己的听感也大致相当。作为一个专用的IC耳放，6120确实很有玩头，声音表现比用运放扩流式的耳放更有优势，源于它的强大推动力，对付600欧的高阻耳机也相当有力。在某些低频比较难对付的耳机上，如AKG，能把低频表现得更加出色。以上的一些表现已经足够让6120成为一个性价比很高的耳放系统。对于我的理解是：放器要保持中立，也就是有中性的表现，尽量少音染，真实还完音源，让耳机与音源之间的放大器变成透明。

　　在设想下一个型号的耳放的时候，不断有些用户提出一些建议如：平衡输入输入、并联驱动等。自己也有过不少的想法。基于HA2现在的表现，生怕太多的改变会让现优秀的表现丢失，当一个系统比较完善的时候，是很怕有点变化可能会带来负面的影响，一切小心为上。基于HA2，是一相对完整的系统了。如果保持单片6120的基础上，再想一个新的方案可能会是：分离板载变压器、全独立供电，两声道更分离式布线，使用更大功率的变压器。

　　很多朋友说到怕变压器干扰要分离，我也同意。原因不是因为干扰，因为HA2从仪器测试上的数据已经表明，没有受到牛的干扰，噪声水平极低，不管牛在不在板上都一致的噪声电平。而HA2无法分辨到的背景噪声已经是公认的，这是最为出色的特点。所以我要分离变压器的原因是给更多空间去装各种形式的变压器或更大功率的变压器。独立电源与布线配合可以尽可能提高分离度，6120是两个独立供电的核心，在增加一点的电路复杂程度上可以实现完全分离的供电。所以新一版就决定在这些方面上榨尽6120的潜能，做一个极致型的单片版耳放。

　　在搞几个DAC调试后，有空余了马上就重新布局6120，经过几次修改，基本上定型。太熟悉6120了，所以直接发出打样，回来就测试，一切无误，性能指标略有上升。零件搭配还在测试调音中所以声音还未能作准。经过几周的断断续续的尝试，也发过几份给朋友们去试听，得到了较好的回应，于是，正式版本就此定案。


HA2.8 原理图



PCB的布局


几片打样PCB，玩具陆续有来



HA2.8设计要点：

•电源变压器分离，以获得更大的空间以方便更换不同类型的变压器。
•两声道独立供电，滤波后由四组稳压电路分别独立供给两个声道。
•布线上配合，让两声道的走线更利于分离度提高。
•优化PCB散热与空间的配合，既紧凑又能满足6120散热的条件。
•增加可选的增益选择开关，可满足绝大部分耳机的灵敏度范围。
•保持HA2相同的功能架构，必备的保护电路与两路音源选择。

　　HA2可以讲是一个6120标准的样版，具有极低的噪声，工作相当稳定，不需要任何补偿都不会有自激的可能。而且高的解释度与中性的表现，能忠实地还完出音源的特色。新的版本继承了以上的特点，还有少量的提升，因此定型为2.8版。

测试三个月后的正式版的PCB


　　正式版已经测试了近大半月，集中在零件上的音色搭配。从自己的感觉上讲，6120不适合太补，就是不需要很多补品的支持，本身的特点已经足够表现它的优势。过多使用补品反而干扰了6120自身的表现。Ver2.8版继续以音色取向为上的搭配目的，所选择的是进口的优质正品零件，尽量避免过多使用特别零件。目前电阻取自音色平衡的PHILPS，主滤波使用化工音频系列的ASF，稳压IC自然又是JRC，不输已经停产的MOTO与LM，而且个人听感上还觉得有更好的表现。后面的电容都常见的ELNA与NICHICON VX了。


装机验证，性能数据满意，特别讯噪比非常高，延续HA2的优点。
  


　　前面为何要加运放，很多朋友问过这个问题。6120原则上可以独立组成耳放系统，但很多是建立在DAC后面，在缓冲级后直接做耳机驱动。TPA6120要在低的输入阻抗下才有上佳的表现，发挥出低噪、高速、低输出失调。考虑到音源的阻抗适配，让6120工作在更佳状态，所以有必要加一级运放做阻抗转换，同时调整增益，以适合不同的耳机系统。这一级的输入阻抗也不能过高，对于大部分运放，输入阻抗高，RS值高，噪声就会高，而且失调也增大。所以这一级最终设定在10K，能适配大部分常见的音源。





　　一切为了与噪声作斗争！耳放是一个极为灵敏的系统，自己就留有一个松下高录敏度的低阻耳机。32 欧低阻加上107DB/mw的灵敏度，可以分辨出很弱的噪声，自己也有很多都耳放在被它发现出噪声，然后再改进。而HA2到HA2.8，插上这个耳机也无法分辨到是否已经开机，完全一片寂静。音色方面无法很具体去表达，基本上与HA2一致的风格，可以讲的就是在力度与声场的表现上略有一点点提升，平稳大气。


   


　　外观与HA2保持完全的兼容，使用HA2的外壳。短了一截的PCB为后方变压器留出更多空间。这一点很不容易做到，因为变压器在PCB上其实是更省地方的，现在分离后，电路的复杂性又有提高，留给变压的空间其实真是很不容易地压榨出来。粗略计算了一下，还有8CM的空间距离，够一个10－30W的足功率环牛安装。外壳还在订制中，要等一段时间才可以见到最终完成的整机图片了。

dangerboy

漂亮啊

杰仔

支持杰GG的东东.PCB 漂亮..有没装报告？
ＤＡＬＭＯＲＥ 发表于 2011-11-22 18:18

    终于编辑完成，有点累，呵呵。你指的报告是什么？回头俺搞搞！

杰仔

装机报告.电路弄好了.应该有个过程吧.看看装机的整个过程.问下中点多少？
ＤＡＬＭＯＲＥ 发表于 2011-11-22 18:26

    其实装机很简单，与HA2没什么区别，如果重复再写一下，也是可以，等我有时间了，一步步拍点图片。中点不高，主要看6120自身吧。正常是在5MV以内，用JRC5534为准。6120自己的失调也不小的，加上放大了前级的一点点失调，输出中点就是5MV左右了。大S的5534会多一点，JRC大概实测手上这版的话是1.23/2.57MV。如果要求再高的，可以装上调零电路与输入电容，调到0也是可以的。

杰仔

来个一般般的图片吧，发给朋友去用他的专业仪器测的验证机。也就是装机的效果了，不过零件上布满手工痕迹，折腾太多的关系！

杰仔

支持原创.淘上几时上架.PCB
ＤＡＬＭＯＲＥ 发表于 2011-11-22 18:35

    不说这个啊，免得违规，现在要做乖孩子，二来也免得哪老几位进来发表广告高论。咱只聊设计、心得、玩具。

HiVi1120

好漂亮的板子  6120不用加散热么？？

杰仔

好漂亮的板子  6120不用加散热么？？
HiVi1120 发表于 2011-11-22 19:08

    PCB散热，HA2 用的面积较大。HA3紧密一点，优化了上下洞传导与散热，所以IC只比室温高几度。

HiVi1120

回复 12# 杰仔
杰仔大哥。。你对6120那么有研究。。我想请教你一下。。我也是买了论坛朋友出的6120套件。。但是不接负载  6120半个钟内很热。。。有点烫手 。。如果接负载。。不加散热片根本不行。。手不能待5秒。。是不是6120自激啦。。在此诚心请教

杰仔

回复  杰仔
杰仔大哥。。你对6120那么有研究。。我想请教你一下。。我也是买了论坛朋友出的6120套件。。但 ...
HiVi1120 发表于 2011-11-22 19:26

    自激！

HiVi1120

回复 14# 杰仔
真的是自激啊。。但是接耳机 出声正常。无任何杂音和严重失真。。不知道怎么搞了

杰仔

回复  杰仔
真的是自激啊。。但是接耳机 出声正常。无任何杂音和严重失真。。不知道怎么搞了
HiVi1120 发表于 2011-11-22 19:51

    这就是不带负载就不稳定，带了负载半稳定，发热高肯定不正常了。这样多是PCB走线不够合理造成，很难用外部修改来纠正。

suzuki352

总是那么吸引人的相片，总是那勾起人的欲望！太坏了你！我要，我还要！

ennocheung

楼主的6120的PCB布线一般，旁路电容离芯片太远，应当放到芯片脚的根部，Ti的Demo板使用的是陶瓷贴片电容C1~C4，位置比楼主的近很多
而且楼主使用插件电阻，回路也比较大

杰仔

楼主的6120的PCB布线一般，旁路电容离芯片太远，应当放到芯片脚的根部，Ti的Demo板使用的是陶瓷贴片电容C1~ ...
ennocheung 发表于 2011-11-22 20:31

    多谢你意见，每次我贴6120都会有人发这个图来说设计得不好。这个只是一个设计之一，不是唯一。同一个IC不同的人不同的厂家的设计都有不同的选择与取向。不过我个人的意见就是这样就更好。远与近是无一个标准与量化，分立零件回路大不是问题，多少名器都是用分立零件，没什么不可以的。官方一个演示电路而以，不要当神拜，实际应用时，有更多的形式，不要僵化思维。而且你这个是用贴片零件来获得近，其实缺点也有许多，我就不多说了。HA2已经做到相当好的数据了，这个有实质的证明，不是靠嘴去讲的。设计不是唯一，也不是靠机械的理解，要灵活运用与实事分析与测试。这个PCB可以经得起考验。有兴趣可以参考HA2。

laibu88

很不错，能不能说一下主芯片的性能