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在这个帖子里,无论是讨论的深度和讨论者对待不同意见的风度,都是大家应当好好学习的。
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目前在看之前一直有些模糊的讨论, 例如 OCL、OTL、输出变压器等. 其实还有很多自己还不了解的地方, 还要请几位前辈多多指点一下.
基本上, 输出阻抗越低越好这很容易理解, 因为输出阻抗跟耳机串联, 如果输出阻抗大, 就如同分压, 输出阻抗 40 欧母, 如果接上 32 欧母耳机, 前面输出 0.1V 摆幅, 等于形同被输出阻抗分掉 40/72, 将近 4/7 的电压, 能提供给耳机的功率等于被吃掉一半, 输出阻抗的存在让前面的电路做了一半的虚功, 自然不妥.
而向有些输出是串交连电容的, 除了输出阻抗, 还要计算负载跟交连电容的低频截止点, 也不利于最大应用, 至少每换一只耳机, 低频截止点就不同, 遇到低阻抗耳机, 输出交连的电路就更麻烦了, 音质也会受到很大的影响 (这是刚刚回去看当年 FP 大的解说才真正明白的, 感谢 FredPeng 大帅)
比较不明白的有几点, 要请大家指教了.
1. 输出变压器的原理, 跟电源变压器应该是相同的吧?用感应线圈得到对应的电压变化, 那么电流是由谁来供应呢?此时的输出阻抗又应该怎么算?那些抽头就是输出阻抗?抱歉, 变压器部分真的懂的不多
2. 输出阻抗具有保护作用是否是正确的?还是一种较大输出的器材一种变通的保护方式?
3. 讯号管的增益能不像像 op 由电阻决定增益倍数?一般讯号管的电压增益应该是多大?例如 5842、12AU7、6H30i 等等?
其实看了很多耳机驱动器的厂机设计, 很少有用输出变压器的, 耳机的阻抗有很多不同是一个原因 (小版工所知动圈就有12、16、32、40、55、100、120、250、300、600欧母), 输出变压器要弄这么多抽头, 成本很高是一个重要原因外, 还有其它理由吗?
真空管的内阻高, 所以采 OCL/OTL 管子并联降低内阻, 目的是为了降低输出阻抗, 这小版功能理解了 (还真是孺子不可教也, 这么慢才懂 )
tomchiu 写到:
Roger 兄, 小弟试着说说看。 您的分析是对的,不过少了一个重要指针,就是DR大人说的阻尼因子(damping factor)。这个东西是在讨论扩大机推动圈式喇叭时的重要指针。您可以看看有信誉的扩大机大概都会标出来。下面一段是网络上抄来的: 「阻尼因子:要有良妤的阻尼因子,才能有效的控制喇叭单体的振动,单体会振动之外,而造成不相干的余振,因而会产生反作用,形成电流进入音圈和扩大机内,影响声音品质极大,所以阻尼因子一定要高。也就是扩大机内阻要小,才能有效的控制喇叭单体的运动,对声音品质也有相当的好处。」阻尼因子就像是我们在举哑铃,同样是10公斤,我举起来手会摇摇晃晃,换个大力士来举,就像拿绣花针一样,一动也不动。在这里阻尼因子是喇叭(或耳机)的阻抗除以扩大机输出阻抗所得的值。所以扩大机输出阻抗越低,阻尼因子越高,对喇叭控制力越好。尤其是喇叭阻抗变化大,一些怪兽级喇叭,到低音时阻抗只剩0.1ohm,那不仅是失真升高,还会烧扩大机呢!当然啦,您回去看看大帅写的推好501,大帅「假设」阻尼因子不必太高,但是到底要多高,还是要再研究才是。基本上低是比较好啦!要不然只考虑功率问题,那些大扩大机接上几百ohm的电阻再来接耳机,功率还是够啊!
这点我明白, 但是阻尼系数越大, 前面的信号跟功率就可以比较有效的应用, 像用综扩、前后级的喇叭输出用串电阻来接耳机, 事实上是一种很大的浪费, 就算不串, 电压摆幅够了, 但是电流实在用不了那么多.
tomchiu 写到:
输出交连电容只要够大,接不同的耳机低频截止点也是可以很低的。它的问题在于大容量的电容不容易找到好品质的。
一般交连会建议用 PP. 我不知道容量太大对高频会不会有影响, 但是 PP 要找 100uF 以上的就不容易了.
tomchiu 写到:
输出变压器和电源变压器都是用感应得到电压变化,所以你在电源变压器次级加一负载,就产生电流。电流从哪来?当然是从市电来啰!市电作用在初级,感应到次级,想想能量不灭就对了。那输出变压器次级能量哪来?当然是初级来的。初级的能量哪来?嘿嘿,还是市电来的啰,就是你的power supply嘛。
这点有疑问, 例如 5842, 电流是真空管供应的?还是市电?如果是市电, 那接低阻抗的喇叭电流算出来的功率就应该不只 0.7W 吧?
tomchiu 写到:
至于输出阻抗,要反过来想。比方初次级匝数比是10:1,那大家都会算,接上8 ohm阻抗时,初级圈的阻抗就是800 ohm。那如果初级圈接的是7000 ohm阻抗(譬如12au7),次级圈阻抗就成了7 ohm 啦!也就是输出阻抗和讯号源内阻有关,输入阻抗则和负载有关。那些抽头是希望在负载阻抗不同时,保持相同的初级圈阻抗,使真空管的负载线保持一定。
大致了解.
tomchiu 写到:
2. 输出阻抗具有保护作用是否是正确的?还是一种较大输出的器材一种变通的保护方式? 这个问题看不懂耶!是说输出电阻吗?
差不多, 内阻大、跟外接输出电阻同样都会分掉输出功率对吧?
tomchiu 写到:
这个问题我会,答案是不能。op因为放大率极高,在计算增益过程中,我们可以删掉分子分母的某些项,看起来就像是用电阻分压而已,真空管则不然,最大增益只有到mu值而已,而且大多低很多,以12au7来说,mu值大概20左右,所以在算增益时,分子分母的各项都不能删除,要乖乖的算。至于增益的算法,嘿嘿,书上有写啦,反正用输出电压除以输入电压就对了啦!
了解, 这样遇到低阻抗耳机就不能用降低电压增益的方式避免功率过大的问题, 难怪要接输出电阻.
tomchiu 写到:
这题我也会,不用变压器的最大原因是:贵!除了抽头多的问题,最重要是买不到现成小功率高品质的输出变压器,做出来的机器品质不够高。
贵这个我知道, 我更想知道, 是不是就算肯花钱, 也不一定会比其它方式好?
tomchiu 写到:
多管并联还为了输出电流。
嗯嗯, 这也是另一个优点.
tomchiu 写到:
说的差不多了,但是小弟还有一点意见不吐不快,Roger兄这个主题是耳机好不好推的讨论,诚如Roger兄所言,推的动不一定推的好,调音和搭配更重要。但是这个说法已经离题了,调音和搭配不是好不好推的问题。而且我要亏Roger 兄一下,你虽然这么说,通篇的论点还是在推的动推不动嘛。因为只考虑到推的动推不动,功率成了唯一指针,也就是效率低的要大点的功率,所以难推?但是只要功率输出够大,不就没有么好推难推的问题了?大家当然知道这样讲法好象......,可是在整个50几篇post中,除了DR大人提到的DF外,真的只在讲功率呀!(题外话:以DX出的耳扩,输出摆幅正负12V,输出电流高达100ma以上,他吴老板当然说连501都推的动了,240当然推的动,他是着眼于一般用op做成的耳扩,输出虽然有12V,但电流能力只有20ma,遇到低阻抗耳机,可能摆幅就无法达到所需,也就是达到所需功率,他的说法一点也没错。
他说的是声卡或随身听, 不是耳扩....之前有两串讨论都是这样, 有人问声卡推不推的动, 然后吴大就说 K501 推的动, K240M 当然没问题
tomchiu 写到:
Roger 兄则是说,icute 虽然有40ma的能力,但摆幅不够,所以虽然推的动501,却推不动240,这样说法也没错,因为无法提供足够的功率。所以到底错在哪,错在参考点不同啦!我个人觉得吴老板回答Roger兄的post态度真的不错啦,你可以再回去看看。)从阻尼因子的观点来看,低阻抗耳机比较难搞喔!在喇叭的世界里,阻抗变化很大的喇叭才难推。当然如果大帅的「假设」没错,那所有的耳机: 都很好推!(如有雷同,纯属巧合)
一般来说, 从电流需求来看是很正常, 因为一般喇叭也都是这么看, 但是耳机单用电流需求来看, 并不一定能同样推导出高阻抗耳机好推的结论. 尤其考虑到随身装置、计算机声卡声卡的最大输出电压摆幅并不高, 很多是 1Vrms ~3Vrms, 甚至内建音效输出的主机板输出电压更低.
耳扩的电压增益高, 理所当然的高阻抗耳机没问题, 但是争执的焦点并不在耳扩, 而是声卡、随身听本身的输出.
这么说好了, 一个随身听或声卡音量开最大, 输出讯号 1.2Vrms 推 K240 DF, 音压只能达到 91dB , 电流需求很低没错, 但是音量却不足. 相反的, 虽然随身听最大只能供应 20mA 的电流, 但是 40 欧母效率 102dB/mW 的 ATH 耳机, 可以发出达 110 dB 以上的音量, 那一个让人觉得好推?
低阻抗难搞, 其实低电压增益、高电流输出就行了, 相反的高阻抗耳机就是高电压增益、电流输出不必高.
你说我一直在讲功率, 上面这段其实才是小版工真正想表达的重点. 并非高阻抗电流需求小, 所以就理所当然的声卡随身听都可以推好高阻抗耳机. 如果这样, 高阻抗耳机早就满街跑了.
设计方向不同, 需求不同, 声卡跟随身听输出的趋势是降低输出功率, 但降低输出功率, 电流供应不一定会变低, 反而是最大输出电压容易降更低. 这种随身输出搭配的目标耳机都是低阻抗、高效率的耳机(例如 16~32 欧母, 108 dB 以上的耳塞).
就像之前另一个站的某p, 没经过任何实验跟计算就说高阻抗耳机比低阻抗耳机好推, 也就是比较大声....这不就是被电流为主所做的另一种错误推导吗?
Roger 兄, 您说的是,不过玩音响的人,从来不讲浪费的,不是吗?所以浪费的问题是不存在的,只有推的好不好而已。至于串电阻的目的是类似限流电阻,免得一不小心烧了耳机。
除了限流, 还会吃掉细节, 这是以前串电阻的实际经验.
站在线路设计的角度来看, 如果一个 op 可以低电压增益, 电流供应能力够, 事实上推低阻抗耳机可以不必要限流电阻, 这是现在随身装置的设计趋势, 随身听讲省电, 多个串流电阻吃掉功率就省不到电了
像真空管管机, 就因为电压增益固定, 所以不得不用这种方式妥协.
tomchiu 写到:
在这里高频比较是受材质的影响,容量比较不是考虑重点。
嗯嗯!!了解, 不过当交连一般滤波评价比较不及 PP.
tomchiu 写到:
电流当然是真空管供应的,但是真空管的电流哪里来呢?不是市电来的吗?市电加热灯丝,电子吸收能量跳出去,屏级电压把电子加速,产生电(子)流,这些都是能量,都是市电来的啦!
我知道, 我是指最大供应电流的限制是真空管、不是市电吧!?
tomchiu 写到:
小的不是Dx的打手,不必替它说话,讲声卡的一堆说法,绝对是错的,Roger兄说的才对。我想说的是,Roger兄上面说的话才是真正的重点,我只是对标题有意见而已啦!改成耳机功率需求的探讨可能比较好,个人胡言而已。
标题应该是没什么问题啊, 又不是在讲推的好不好听, 这里在谈的是技术上的基础. 好推难推主要症结在于对耳机不同于喇叭的地方不少, 高阻抗耳机好推在哪、难推在哪, 低阻抗耳机好推在哪, 难推在哪, 清楚了以后, 才能谈的上推的好听或不好听的音色搭配啊.
之前都是瞎子摸象法, 都得实际接上耳扩、随身听、声卡, 用耳朵去分辨, 有些推不好, 究竟是因为设计关系推不好, 还是什么原因, 都很不清不楚. 这些讨论提供的是一个清楚明白的技术基础, 让耳机为凭不再只是架构在一个空泛的形容词上, 那太玄了, 玄到胡里胡涂
tomchiu 写到:
Roger 兄, 重点出来了,不是功率的问题,因为功率还足够啊!为什么会吃掉细节?在这个地方,我认为阻尼因子太低是重要因素。为了保护而牺牲音质,这是厂制机不得不做的事,因为不知道消费者如何使用机器。所以自己装时,大多数的保护可以去掉,因为是自己用的嘛,自己保护最实在。从这一个观点来看,自己装比厂机有机会出现好声。不过这机器就只能自己用,千万别给女朋友,太太,小孩,爸妈使用,不然会发生惨案喔。
厂机设计会有目标范围, 例如范围小点, 只拿来推 GRADO 跟 ATH 耳机的时候, 重点摆在低电压大电流的设计时, 功率也不用高, 自然可以选择符合需求的设计. 而不是把原始设计拿来将就用其它方法来做妥协.
例如 ATH 或是 GRADO 耳机只需要 18mW(32欧母), 耳扩输出功率只要比这样的设定多些, 电流供应也足够的话, 根本用不着大功率, 对吧!?一般来说厂机反而比较可能做到这样. DIY 的时候受限于可能对线路不够了解, 大多数人又没有设计线路的能力, 多数拿现成的线路来改, 自然只能将就着改.
再举个例子, 就像小版工LC-iCute, 如果要拿来推低阻抗耳机, 线路上不懂得怎么改成适合低阻抗耳机的人很多. K1000 二号机的高电压输出跟高电流, 推什么耳机都绰绰有余, 但是接低阻抗耳机的危险在于万一 VR 开太大, 输出功率变高, GRADO/ATH 都铁挂, 因为超出GRADO/ATH耳机的承受功率太多, 音量也会因此太大, 容易造成人耳伤害.
但要是改成 GRADO/ATH 专用机, 把电压增益变小, 电流需求算好, 对耳机的危险或是对驱动器的危险都可以不存在, 远比串什么分流电阻好, 这就是小版工个人的看法.
tomchiu 写到:
不太懂您的意思耶,以阴极接地有阴极电容的单管放大来说,屏极电阻改变增益就改变啦!至于输出摆幅,还是一样,和负载的阻抗有关,负载阻抗低,要的电流多,摆幅就高不起来呀!您说的妥协指的是?
啊, 真空管增益可以改变喔!?之前怎么说不能改!?
妥协是说用输出电阻来分掉功率的做法. |
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