50周年耳放制作指导文章

2008年年年年年第第第第第 99999 期期期期期4 耳放活动 　　学习、工作之余听听音乐是 日常生活中一种不错的调节方式， 有益于放松身心，远离城市的喧 嚣。用耳机来听音乐已经为当代 发烧友所认可,也深受学生一族的 喜爱，并成为他们步入音响发烧 殿堂的引路者。当然，我们自己无 法制作耳机，只能购买市场上的 成品，价格从几百元到几千元，甚 至上万元都有，品牌也有很多，但 要驱动好它们,必须使用优秀的耳 机功率放大器(俗称耳放)。这个 耳放就足够DIY发烧友大显身手 了。在业余制作中,如何处理好线 路和外观的协调问题令大家颇为 头痛。许多DIY高手将内部线路 和 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 安排到最佳状态,但无奈外 观却不怎么样，很难做到“好马配 金鞍”，这也影响到了听音时的心 情,毕竟美丽的外观终究会使听音 感觉更舒服一些。 　　如果由一家知名整机厂提供 精致的机箱来解决漂亮外观的问 题，同时还能配齐整套元器件和 印板，让发烧友享受自己动手焊 接、安装内部线路的乐趣，实在不 失为一条发烧捷径。本刊推出的 庆祝《无线电与电视》杂志创刊50 周年系列活动之“我爱耳放”制作 活动便为大家提供了这样一款理 想的套件。此次本刊携手国内知 名音响发烧厂家深圳山灵数码科 技发展有限公司共同来为发烧友 圆自己的“耳放梦”。 　　当这款耳放的样机第一次在 编辑部亮相时,绝对可以用“惊 艳”来形容大家对其外观的感受， 精密细致的工艺和小巧玲珑的造 型与进口高级耳放相比有过之而 无不及,放在掌心感觉充满灵气， 令人爱不释手。其内部是 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的 运放推动中功率管的简单电路,音 质虽称不上顶级,但也很完美，更 有大量摩机余地，非常适合动手 派发烧友制作并慢慢把玩。 　　值得一提的是，由于这款耳 放套件是专门为本刊50周年刊庆 而推出的，因此在耳放的前面板 上特地打上了《无线电与电视》杂 志的标记和“创刊50周年纪念”的 字样，非常适合发烧友和《无线电 与电视》杂志的忠实读者收藏。另 外，为了配合此次刊庆活动以及 培养青少年对音响发烧的兴趣， 山灵公司给予了极大的支持,使得 这款耳放套件的价格仅需100 多 元。现在市面上任何一款中档耳 放的价格都在500元以上，对于学 生和工薪族来说显得有些昂贵,相 信本刊这次的“我爱耳放”制作活 动一定可以让更多的爱好者享受 到音响发烧的乐趣。下面我们就 详细介绍一下这款耳放的制作和 调试过程,供大家参考。 一、电路设计 　　这款耳放的电路如图1所示， 包括了左右声道的全部电路，不 算复杂。输入端子有两组，一组是 CD,一组是Direct。CD输入端串 联了一个耦合电容C3（右声道为 C9,下面的分析大家可自己对照） 至音量电位器,可以隔离音源中可 能存在的直流信号,或者通过更换 这个电容来调校音质。而Direct 输入端没有任何电容,是直接输入 到电位器,即频响的低端可到直流 侧。因此，如果听音时采用大型的 耳机（如频响在5Hz以下），推荐 用这个输入端将音频信号放大。 　　音量电位器取值为50kΩ，这 是为了将输入阻抗保持在47kΩ 以上，这样就可以与CD 唱机、 SACD唱机之类的音源连接,而不 产生任何传输损失。现在的音源 推动负载的能力都很强,对于后面 的放大器输入阻抗要求不高,只要 在 10kΩ以上即可。运放输入端 的C5与R8、WR1共同构成低通 滤波器, 其衰减的最低频率为 19kHz，如果音量不开足的话，其 衰减频率一般在40kHz以上。对 于高端频率要求较高的话,可将 C5减小一半，取47pF的容量,比 较适合使用SACD唱机之类的宽 频带音源。 　　本机采用双运放组成的同相 放大器作电压放大级，选用了普 通运放中性价比最高的NE5532， 音质相当不错。这一级的放大倍 数是23倍（A=1＋R11/R9），增 益是27.2dB。 本刊编辑部 简单制作 乐趣无穷 ——“我爱耳放”制作活动 2008年年年年年第第第第第 99999 期期期期期 5 耳放活动 　　末级电流放大级是普通的射 极跟随器,采用普通的中功率管进 行电流放大,其偏置是由两个二极 管组成的简单回路。最后的输出 级还有一个R5、C6组成的茹贝尔 网络,防止整机高频自激震荡，接 到耳机输出端时还串联一个47Ω 电阻(R7)，防止短路。这个输出电 阻R7 的阻值越小对音质越有利 (特别是使用低阻抗耳机时），低 于1Ω最理想，但因为本机输出无 保护,可能会对耳机有一些冲击, 所以折衷取值为47～100Ω,既安 全又靓音。末级的射极电阻R2、 R6小一些有助于提高输出电流, 但因输出是耳机,电阻不必很小, 这样可以增加该级的反馈量,降 低失真,提高整机的稳定性。 　　本机的电源使用一个外置的 变压器，经1m连接线和插头连接 到耳放，就像使用一个普通的小 电源一样，如图2所示。其连接到 耳放中由D1、D4、D7和D8半波 整流成±15.6V的电源对本机的 电流输出级供电，同时经R28、 R29、DW1、DW2、C13和C14 组成的并联稳压电源降压成±12V 对运放的电压放大级供电。 简单的开关还是会劣化音质。 二、使用元件 　　由于本机电路不算复杂，故 对元器件的要求也不高，只要质 量合格即可。这对于业余制作来 说实在是非常方便。 　　电阻使用的是蓝色的五环金 属膜电阻，精度较高。实际上，这 个耳放中使用的电阻采用普通的 四环电阻即可，但五环电阻的价 格也贵不了多少，何乐而不为 呢？不过电路中有几个电阻的取 值对耳放性能有很大影响，更改 时一定要注意。 　　小电容使用了普通的涤纶和 瓷片电容,有条件的话可将输入端 的100pF电容改成独石或涤纶电 容，这对音质肯定有帮助，如果将 它取消也不错。几个电解电容都 是国产合资厂的正品,如换成日本 的Rubycon或Nichicon电解电 容则音质会更佳。将输入端耦合 用的4.7μF无极性电解电容换成 Wima的1μF以上普通电容后,如 果用好一点的耳机可以听得出其 中的差别。 +Ucc +Ucc -Ucc -Ucc 10 21 　　整机的电路设计十分简单， 由于电压较低，因此没有使用保 护电路，输出直接连接到负载。这 也间接地提高了音质，因为看似 图 2 外接电源 图 1 耳放的电路图 2008年年年年年第第第第第 99999 期期期期期6 耳放活动 　　双运放使用普通的NE5532, 根据测试结果,它在这个价位的同 级运放中鲜有对手，堪称性价比 之王。我们也用过 B B 公司的 OPA2134、OPA2604、国半公司 的LM4562,虽然性能更好，但价 格似乎贵了一点，不过在摩机中 可以进行更换,以提高音质。 　　输出的三极管使用意法半导 体（原SGS-Thomson）公司的 BD139/BD140 对管，其耐压为 80V、电流为1.5A。如果前面的 运放用好一点的高速宽带运放， 那么中功率管最好使用fT较高的 对管。这些都在本刊2008年第1 期和第2期《现代放大器之推动篇 ——功放中功率对管的选用》一 文中有过详细的介绍。我们曾用 安森美的MJE182/MJE172 与 LM4562运放搭配，其高频响应极 佳、电压上升速率极快。大家可通 过对比测试来决定自己要用的中 功率管，由于工作电压较低，一般 不容易烧毁放大器，可放心尝试， 但通常低压器件的线性更好。不 过，我们发现这款耳放中有源器 件的搭配是性价比最高的，没有 必要进行很多改动。 　　音量电位器采用了合资厂的 50KA 电位器,带定位棘轮(共有 40格位置），阻尼适中，手感很好， 没有旋转噪声。本机的旋钮使用 半圆柄的电位器,如要换成ALPS 的16型电位器,必须注意这一点。 　　电源开关使用的是钮子开关， 扳动时的手感极佳，而且不用按 键，看上去非常时尚。电源显示采 用φ3mm的蓝色LED，在纯铝的 机壳上显得非常协调。 三、制作要点 　　拿到套件后不要急着焊接和 安装，否则到时拆了重装就麻烦 了。先把整套散件分成机壳、外接 电源和印板（包括电子元器件）三 大部分。机壳包括前面板、后面 板、机身、旋钮和螺丝（包括8个 镀铬内六角螺丝、1个镀铬十字螺 丝和4个黑色十字螺丝），如图3 所示。剩下的散件去掉图2的外接 电源就是印板和元器件了。 （先装印板中间的元器件，再装外 围的元器件）的原则就能事半功 倍。其中双运放U1 使用镀金插 座，以方便调换运放，用来听音比 较。末级中功率管的引脚应留长 一点，可提高散热性能。另外，由 于R23会发热，应该架空安装。电 源开关旁边的指示LED应与前面 板配合，留有足够长的距离，并在 引脚部分套上套管。电位器的外 壳可通过其旁边印板上的一个接 地孔用元件的引脚连接，做到可 靠接地，降低感应噪声。 四、调试安装 　　只要将印板焊接完毕即可进 行调试。一般元器件选择无误，接 上电源就能正常工作。实际的调 试步骤为:先不插运放,看电源电 压是否为±15.6V(中功率管的两 个c极)和±12V(运放插座的第8、 第 4 脚) , 如果正确便可插上 NE5532(注意 IC的缺口朝向),测 量耳放的输出端直流电压是否在 5mV 以内,如果正常就能插上耳 机试听了。 　　完成的印板如图5所示，可以 考虑先装前面板以方便试听,看看 这个耳放的音质到底如何。接着 开始耳放的总装，具体过程如下。 　　（1）取出耳放的机壳,在底板 上可以看到有4个攻丝的螺纹孔， 用4个黑色的十字螺丝将4个橡皮 机脚紧固在机壳上，如图6所示。 　　（2）取出前面板，套在印板 的前侧，用电位器的六角螺母将 前面板固定牢靠，套上音量旋钮， 并将电源指示LED用胶水粘结固 定，如图7所示。 　　（3）将带前面板的印板沿着 机壳的插槽塞入，感觉就像关闭 抽屉一样顺滑，如图8所示。 　　将所有元器件分类整理好后 按电阻、电容、电解电容、有源器 件和开关插座等归类后放在摊平 的白纸上，并在其旁边标注数值。 这主要是为了查看套件中的元器 件是否齐全,以及某些元器件的数 值是否正确。一定要核对清楚后 才能开始焊接印板。当然，所有的 元器件最好用数字万用表测量一 下,左右声道配对一下则更佳。 　　印板的实际尺寸为140mm× 100mm，容纳图1中所有的元器 件显得非常宽松，因此印板的排 版相当合理,一点接地的布线使耳 放的噪声几乎没有。图4是本机的 印板布线图(元件面视图)。一般 的印板只在元件面印上文字和符 号,而山灵制作的印板很地道,在 印板反面的焊接面也印有元件符 号,确保业余制作时万无一失。 　　印板的焊接比较简单，只要 遵循由低到高（先装卧式的低的 元器件，再装高一点或立式的元 器件）、从无到有（先装无源元器 件，再装有源元器件）、先里后外 图 3 机壳部分的材料 2008年年年年年第第第第第 99999 期期期期期 7 耳放活动 螺丝再紧固一下。 　　这样，耳放的总装便完成了， 如图11所示,是不是感觉很漂亮。 　　（4）用4个内六角螺丝固定前 面板，不用拧得很紧。 　　（5）取出后面板，先用1个十 字螺丝将后面板固定在输入的 RCA插座上，如图9所示；再用 剩下的4 个内六角螺丝固定住后 面板，如图10所示。 　　（6）最后将前后面板的所有 图 11 安装完成的耳放 图 10 紧固完成的后面板图 9 后面板的安装 图 8 印板的安装图 7 前面板的安装图 6 机脚的安装图 5 完成的印板 图 4 印板布线图 五、特性测定 　　本机实测技术参数：频率响 2008年年年年年第第第第第 99999 期期期期期8 耳放活动 耳放令人激动之处。 　　令人印象特别深刻的是流行 音乐歌手的歌声不只是呈现出清 楚的声底，声音感觉也很湿润，将 歌唱者的情感生动地表达了出来。 除了展现出温暖的特质外，其还 刻画出音色的微妙变化。此外，声 场背景的空气透明感的良好再现， 使整机的声音既清新又自然。 　　聆听SACD时让人感到这款 耳放将频带展宽了，听到了许多 CD中没有的信息，将音乐内部的 应为1Hz～180kHz（± 0.5dB， 无输入高频滤波电容）；输出电压 ＞±10V，经输出电阻串联后大 于±5V；失真率＜0.05％；信噪 比＞100dB；分离度＞70dB；外 形尺寸（宽×高×深）为106mm ×59mm×175mm。 　　实测的1kHz正弦波、三角波 和方波波形如图12所示，10kHz 的波形如图13所示。它们都是在 32Ω负载上输出80％电压时的波 形，应该说其波形非常完美，几乎 与输入波形一模一样。有鉴于此， 我们还特别对其20kHz和50kHz 的波形进行了测试，如图 14 和 图15所示。其20kHz时的波形也 相当漂亮,方波的电压上升速率稍 慢，而50kHz的方波略微过冲，对 于SACD 的响应一点都不困难。 因此，这台耳放的总体性能令人 相当满意。 六、试听结果 　　先接上森海塞尔HD650耳机 试听，尽管这款耳放是小型的设 计，但对于高阻耳机也具备相当 大的推动能力。播放CD时，给人 的第一印象是鲜度感高且清澈透 明，舒畅的爽快感是本机特有的 声音。其音质确实令人感受到 Hi-Fi器材的精神和品质。 　　随后我们将铁三角的AT- HA2002 耳放作为参考机进行了 对比。相比之下，本机的厚重感与 力道有些不足，不过那台参考机 可是要价4500元的耳放。本机对 HD650耳机的驱动虽有点像小型 音箱的重放，但其音质自然而清 新，并且能将音场的开阔感和深 度感展现出来。值得一提的是，在 听感上本机的信噪比极高，甚至 可以匹敌参考机。这些都是这部 动、静表情奇妙地表现出来，声音 格局更为宏大。铜管乐器洋溢着 适度的光辉，合唱的和声泛出良 好的温暖感和厚度，爵士乐的低 音稍有膨胀但抑扬顿挫感很明确。 　　如果自己的耳机总是出不来 效果，原因往往有很多，但其中一 点就是音源的输出可能太小，不 能充分推动耳机。在这样的情况 下,如果添加一部耳放就会有明显 的提升效果。本机对此的改善效 果可谓立竿见影，大家不妨一试。 图 15 实测的50kHz波形 图 14 实测的20kHz波形 图 13 实测的10kHz波形 图 12 实测的1kHz波形