自制電子管耳機放大器,Headphone Amplifier
關鍵字:自制電子管耳機放大器
鄭 生林 《音響技術》 2000年09期
在公共場合中,我們常可以見到一些追星族或音樂迷用隨身聽欣賞音樂,他們頭戴耳機在喧鬧的環境中旁若無人,怡然自得地陶醉于音樂中。但你可知道還有一類更專業的耳機在發燒界大顯神通。它們有德國森海塞爾580等多款耳機、奧地利AKG K141和240、德國拜亞動力DT831、931等等。這類耳機多為專業錄音監聽而設計,所以技術指標非常出色,頻響寬闊、平直,動態極為宏大,失真特別低,因而能特別精確、客觀地重放各種音樂信號。另外耳機不像音箱那樣受箱體、振膜質量、分頻、相位、擺位等等因素的影響,克服了外來因素對聲音的干擾。就音質而言沒有任何一種音箱能與其相比,這一點已經得到了音樂及音響界的公認。
但是這類專業耳機阻抗普遍比較高(300Ω-600Ω),雖然功率放大器上設有耳機輸出插座,但是大多數是通過一個約300Ω的電阻將功率放大器輸出端子和耳機插座進行簡單的連接,這樣是為了防止從功放輸出過高的電壓,以免產生過載,但是這個300Ωl電阻所產生的負載效應將使聲音變得渾濁不清,音質嚴重惡化。一般CD機的耳機輸出,多數生產廠使用一片運算放大器來設計一個很簡單的輸出電路,這對于音質至上的發燒友來說是不能接受的。
因此為了滿足高阻抗及高推動電壓的要求,唯一解決的辦法是設計一個專用的耳機放大器。本文介紹的這款耳機功放為了使初學者一裝就能夠成功,因此電路設計極為簡單,免去繁瑣的調試,是一款性能極佳的OTL電子管耳機放大器。
有人要問為什么使用電子管?因為它有以下優點:(一)電子管線性優秀、穩定,工作電壓高,輸出幅度大,不易產生削波。(二)工作穩定,由于電子管是在燈絲加熱狀態下工作,故電子管內部工作溫度通常在400℃以上,自然環境溫度的變化遠在膽管工作溫度之下,無論春夏秋冬膽管工作都是穩定的,不受環境溫度的影響。所以諸如恒流、穩壓、保護都可以不要,這正符合高保真的原則——簡潔至上。
因此為了滿足高阻抗及高推動電壓的要求,唯一解決的辦法是設計一個專用的耳機放大器。本文介紹的這款耳機功放為了使初學者一裝就能夠成功,因此電路設計極為簡單,免去繁瑣的調試,是一款性能極佳的OTL電子管耳機放大器。
有人要問為什么使用電子管?因為它有以下優點:(一)電子管線性優秀、穩定,工作電壓高,輸出幅度大,不易產生削波。(二)工作穩定,由于電子管是在燈絲加熱狀態下工作,故電子管內部工作溫度通常在400℃以上,自然環境溫度的變化遠在膽管工作溫度之下,無論春夏秋冬膽管工作都是穩定的,不受環境溫度的影響。所以諸如恒流、穩壓、保護都可以不要,這正符合高保真的原則——簡潔至上。
具體的電路是:第一級放大選用12AU7作SRPP即并聯調整推挽放大電路,該電路的優點是輸入阻抗高,輸出阻抗低,電路相移小,頻響平直,最大特點是失真隨頻率的升高而降低。作電壓放大的兩個三極管V1、V2采用串聯式直流供電,每只管子擔負一半的電源電壓,但對于交流信號它們是并聯的,上面管子的屏極是交流地電位,其輸入信號取自下面管子的屏極,上面的管子又由陰極輸出,這樣這兩只管子就變成并聯工作了。因為選用12AU7這種電子管,它輸入范圍寬、放大倍數適中,跨導也不算高,所以特別適合以CD為主流的音源,并且兼顧了音樂感和保真度,也較適合在開環電路中使用,因該電路沒有大環路負反饋,只有管子自身的局部負反饋,因而電路比較穩定,不存在信號相移。線性和瞬態非常理想。第二級是6N6雙三極管并聯陰級跟隨器,它與第一級輸出端直接耦合,既有良好的匹配,也使元件減到最少,同時又減少了耦合電容帶來的音染。末級輸出是陰極耦合型電路,電路設計簡單,便于調整,雖然其貌不揚,但性能極佳。這種OTL陰極輸出電路取消了一直困擾電子管功率放大器的攔路虎——音頻輸出變壓器,從而擴寬了頻響,減少了相移,降低了失真,增加了分析力。本電子管耳機放大器還可以通過一個雙刀開關將輸出信號切換到線路輸出,這時又是一臺很出色的電子管前級放大器,為您的音響器材升級,一機兩用。
電源的品質絕對不能忽視,因為電子管音頻功率放大器實際上就是一臺音頻信號換能器。鐵芯最好選用EI型。這種鐵芯雖然比環型、R型鐵芯漏磁大,但實驗證明這種鐵芯最靚音。我采用的是150WE1型日本進口高硅鐵芯,舌寬35mm,疊厚52mm,初級用Φ0.62漆包線繞660匝,次級高壓用Φ0.38漆包線繞690匝,燈絲用Φ1.3漆包線繞20匝,初級與次級之間一定要加靜電隔離層,電源線要用粗一點的三芯護套線。電子管耳機放大器外殼接地點一定要牢固并接人大地,業余制作也要符合國家電業標準,同時對提高整機信噪比有利。高壓電源供給采用晶體管橋式整流,然后經阻流圈和電解電容組成的丌型平滑濾波器,將平穩的高壓電源供給耳機功放使用。電解電容可采用好的晶牌并且在“+”“—”極上并聯一個CBB電容,這樣可以提高中高音分析力。電子管燈絲采用晶體管橋式整流經電容濾波供給,并通過一只50kΩ的電阻接在160V左右的高壓電路上,使燈絲電位提高,這樣作的目的一是提高整機信噪比,二是降低燈絲與陰級之間的電壓,保護電子管以免被擊穿。經過這些嚴格措施處理的電源,使本電子管耳機放大器的信噪比特別高。當切斷信號源將音量電位器開到最大也聽不到絲毫交流聲。
有了簡潔的線路,再選用上乘的元器件,便可以為制作出靚聲的耳機功放打下堅實的基礎。12AU7可選用長沙曙光牌,也可以選用日本貨,當然還是西歐品牌最好,尤其是Mu11ard的ECC82它的聲音最順滑。6N6可選用北京產6N6J或6N6T,有條件可選用E182CC。6N6屏極長,陰極發射面積大,因之屏極電流較大,因為它是專門為陰極輸出器設計的,所以它推動能力強。電阻可選用進口金屬膜電阻,也可以選用國產大紅袍金屬膜電阻,但功率一定要有余量,因為6N6陰極輸出電流大(雙管可達50多mA)陰極電位高達150V,此電阻應選15W-20W的電阻,但線繞電阻有電感,影響音質,因此用10個2W 27kΩ電阻并聯組成,這10個電阻可焊在一個自制的線路板上。輸出耦合電容是關系到音樂品質的元件,一定要用上乘的產品,有條件的要用補品,還須并聯CBB電容,電容耐壓要選用350V以上的以保護耳機。
機殼的選擇有二種,一種是全封閉型,用舊OK功放機等改裝,另一種是半裸露型,電子管和變壓器阻流圈在上面,樣子非常好看,材料可用銅板、鋁板、不銹鋼或鐵板,用鐵板需特別注意,因為鐵板屬于導磁材料,變壓器鐵芯與底盤要有一定距離,或墊上一些隔磁材料。
試聽結果:
第1組:馬蘭士63SE
自制電子管耳機功放線路輸出
晶體管后級
音箱杜希2.1
用本電子管耳機放大器線路輸出切換原來的晶體管前級,首先感覺動態增大,低音變得有彈性,中音甜美圓潤,高音纖細,顯得比從前更耐聽。
第2組:馬蘭士63SE
自制電子管耳機放大器線路輸出
813單管甲類放大器
音箱杜希2.3
用本電子管耳機放大器線路輸出切換原來6N8P膽前級,首先感覺分析力大增,音樂信號多了許多細節,聲音變厚、變暖、變甜,人聲變得非常親切,真是百聽不厭,不想關機。據分析原來膽前級有6N6陰極輸出,所以輸出阻抗還不算低,增加6N6陰極輸出后使阻抗降到50Ω左右,且6N6電流大,放大信號十分從容。后來看到一雜志報導說:“有些名牌CD機能輸出高電平信號,可以不需要前級而直駁功率放大器,這些CD機輸出阻抗一般都能做到50Ω左右。看來該電子管放大器有20分貝的增益和比較低的輸出阻抗在整個音響系統所起的作用是不可低估的。
最后本電子管耳機放大器用德國森海塞爾HD580試聽,音色溫暖、音質自然優美、高音纖細順滑,中音豐滿厚潤、低音松馳舒暢、量感豐富而柔和,花兩千多元買付耳機,再作一臺電子管耳機放大器,就能享受到三、四萬元音響器材的效果,這就是您最超值的選擇,這時您就可以戴上耳機,打開您辛勤勞動的成果,接上信號源,就可以享受那美麗、動聽的音樂了。
試聽結果:
第1組:馬蘭士63SE
自制電子管耳機功放線路輸出
晶體管后級
音箱杜希2.1
用本電子管耳機放大器線路輸出切換原來的晶體管前級,首先感覺動態增大,低音變得有彈性,中音甜美圓潤,高音纖細,顯得比從前更耐聽。
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813單管甲類放大器
音箱杜希2.3
用本電子管耳機放大器線路輸出切換原來6N8P膽前級,首先感覺分析力大增,音樂信號多了許多細節,聲音變厚、變暖、變甜,人聲變得非常親切,真是百聽不厭,不想關機。據分析原來膽前級有6N6陰極輸出,所以輸出阻抗還不算低,增加6N6陰極輸出后使阻抗降到50Ω左右,且6N6電流大,放大信號十分從容。后來看到一雜志報導說:“有些名牌CD機能輸出高電平信號,可以不需要前級而直駁功率放大器,這些CD機輸出阻抗一般都能做到50Ω左右。看來該電子管放大器有20分貝的增益和比較低的輸出阻抗在整個音響系統所起的作用是不可低估的。
最后本電子管耳機放大器用德國森海塞爾HD580試聽,音色溫暖、音質自然優美、高音纖細順滑,中音豐滿厚潤、低音松馳舒暢、量感豐富而柔和,花兩千多元買付耳機,再作一臺電子管耳機放大器,就能享受到三、四萬元音響器材的效果,這就是您最超值的選擇,這時您就可以戴上耳機,打開您辛勤勞動的成果,接上信號源,就可以享受那美麗、動聽的音樂了。
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