2009年1月3日 星期六

新的功率擴大器製作全過程紀錄(二)

以下是今天我所量測的波形(所有的波形均是以訊號產生器產生, 並以8歐姆假負載作為擴大器的負載)
20Hz Sin波(Vp-p = 10V)
100Hz Sin波(Vp-p = 10V)
1KHz Sin波(Vp-p = 10V)
10KHz Sin波(Vp-p = 10V)
20Hz 方波(Vp-p = 10V)
100Hz 方波(Vp-p = 10V)
1KHz 方波(Vp-p = 10V)
10KHz 方波(Vp-p = 10V)

新的功率擴大器製作全過程紀錄(一)

自從前一個耳擴完成之後, 好久都沒有更新這個部落格, 主要是沒甚麼好紀錄的, 工作所欲的資料不應該記上來, 自己私底下的作品還沒完成, 所以空了許久.

終於在11月份, 我所訂製的散熱片與pcb 製作完成, 我的習慣在進行設計時不會去使用到一些特別的元件, 所以利用一個星期六到川和就幾乎買齊了所欠的元件, 一個假期就完成了一套三片pcb組成一個聲道. 下圖就是成果.

電路圖示我改自過去op的教學書中的一個範例, 變動的範圍為將JFET輸入級改為bjt輸入, 加入DC SRVO, 電流輸出級改為MOSFET輸出, 並加入一些Option, 以選擇偏壓的方式. 下面兩圖就是電路, 圖二為輸入即與電壓放大級, 圖三則為電流輸出級. 其中的數值就是我目前所用的值.


在元旦假期幾天中我連續幾個小時的大功率輸出作Burn-In, 測試其穩定度與發熱量, 結果還不錯, 在偏劉設為100mA x2的情形下, 溫度都在30度以下, 幾乎感覺不出熱度, 大功率輸出一個小時之後溫度依然在40度左右, 而不再向上攀升. 一切近在預估之中.

為何有這個電路?
其實我過去就設計了許多的電路, 有用過op, 功率op, 全推挽的bjt架構, 還有改自yba的電阻偏壓式擴大器, 不過多多少少有一些不滿意的地方. 有的嫌低頻過於暴力, 有的嫌它高音毛噪, 最慘的是我改自yba的電阻偏壓式擴大器偏壓級難調整, 目前我只作出一部就是我現在的主系統, 再也做不出第二部, 一點點晶體誤差就會讓中點電位大大的偏移, 沒有溫度補償, 也曾讓我燒過機, 不過聲音真不錯.
前一部耳擴其實就是yba的電阻偏壓式擴大器的改良版, 但是配上我的akg耳機就發現了高因不夠的問題, 其實這也是我近來聽音樂的範圍有了一些改變, 過去都幾乎是都是聽大陸的一些人聲發燒片為主, 近來也聽一些交響樂曲, 就發現了高頻不足的現象.

不同的設計方向
這個擴大器與我過去的作品有幾個很的不同.
  • 過去我並不太在乎20KHz以上的頻率, 只要20KHz以內沒有太大的衰減就行了, 這次得設計幾乎是為了提高頻率響應而費盡心思.
  • 過去我幾乎都已對稱是推挽的輸入即為基礎進行設計, 這次則以單差動放大做為輸入級, 整個架構都變了, 過去的經驗值幾乎都不能使用.
  • 過去的作品用的是大偏流特別是電壓放大級, 往往用到TO-220的電晶體來做放大, 這次整個輸入級與電壓放大級才用了12mA, 算是破了我個人的紀錄.
  • 過去的作品市以簡單的電路為底去調整偏壓來調整聲音, 這次在電路設計的過程中加入了許多電路以提高頻率響應, 電路也複雜許多.
  • 過去的作品聲底都去偏暖偏慢, 這次的結果則大異其趣, 走的是快速,透明的路子.
視聽感想
PWA-0008 Ver 0.7 的中音還是厚實的, 但是高音的部分明顯與我過去的作品相比多出許多, 速度有明顯變快了, 所以聽起來沒有過去的溫暖, 但透明感高出了不少, 過去的作品對訊源有一些修飾的作用, 在我的MP3中有大量轉自CD的FLAC檔案, 再過去一直沒聽出破綻出來, 這幾天試聽的結果是我又得吧CD翻出來再轉一次看看效果如何了.

低音的部分, PWA-0008 Ver 0.7並不是那種可以發出甚麼毀天滅地的機器, 在我的12" 低音單體中聽到的不是爆發力十足的聲音, 而是重而沉有尾韻的聲音. 用武俠小說的說法他是一種內勁, 在聽定音鼓時就可以明顯聽出, 初發時好像沒甚麼, 但是低頻的音量卻一波波慢慢湧上來, 不要誤會, 低頻並不會混濁, 在黃河調子專輯中有許多大鼓與小鼓合奏的小段, 可以聽出大鼓的音量一波波的用來但清脆的小鼓依然節奏分明, 毫不拖泥帶水.

總之低頻的部分, 要該何志誠博士的相比, 那是大大的不及, 不過對我而言, 這種不具侵略性的低音算是剛好.

這幾天試聽的結果, 讓我的印象最深刻的是殘響, 因為目前我只做了一聲道, 所以試聽時我原本只是針對各頻率域的份量, 平衡, S/N比以及在大音量下是否會有截波的情形做試聽, 但是在 IL DIVE 美聲男伶這張專輯中許多的殘響, 讓我可以想像當時是在怎樣的環境下錄下這張專輯的, 而這些不論是在我的主系統中或是耳機系統中都是第一次聽到的, 我這時裁決的其實這張專輯是不錯聽的.

滿意嗎???
老實說, 不知道, 這幾天試聽可以明顯的知道, 這次的聲音走向是與過往的經驗完全兩回事, 溫暖感性舒緩與透明理性快速, 我該如何選擇?
或許我該將所有的Option都做過一次, 在看看是不是應該將主系統更新.

2008年3月9日 星期日



上星期發現了開關機的衝擊聲的重大問題, 另外還有由於增益過大會燒耳機的問題, 耳擴本身的噪訊問題, 所以更新電路圖.上圖就是新的電路圖.
請注意新的電路圖有以下幾個不同:
1. R73已變成R73, R79串聯, 其接點連接至輸出.這是我在上一版電路留下的BUG, 若未修正, 輸出阻抗會大增, 若是做前級不會有問題, 若是做耳擴輸出振幅會大量降低.
2. 增加R75, 目前使用270 Ohm, 可以適量的降低, 以搭配低阻抗的耳機, 不過要是加的太低, 開關機的問題又會浮出來.

在修改開關機的衝擊聲時, 發現穩壓器的三組恆流源全部相關, 這樣設定太不靈活了, 於是將參考電位的恆流負載改成獨立的JFET恆流源, 比較放大器的恆流負載改為電流鏡, 如此兩者可以各自獨立設定, 靈活性提高.

聽感
經過修改之後, 即使經過電容, 也不再感覺到聲音糊, 或是有一層紗蒙住的感覺, 不過與Tascam DA-40 內建的耳擴相比, 還是覺得有高音延伸不足的感覺. 這部份還須調整.