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[放大器|解码] DIY制作一台R-C衰减式唱放

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发表于 2021年07月18日 18:04 14567 0 来源:高级Hi-Fi> 放大器|解码 |只看大图 回帖奖励 |正序浏览 |

小uu 帖主

2021-7-18 18:04

(前言:有幸同“古羽” 胡老兄在襄阳见过一面,之后,另两次见面机会,均恰逢我时间不凑巧而同古羽老兄错过,甚是遗憾。
然而,古羽老兄对于音响、音乐的理解,却是众所周知。
特地从音响中国的论坛资料中找到了古羽老兄的一些技术性帖子,并选中这篇 做台R-C衰减式唱放  帖子并将它整理出来分享出来。
谢谢本文的作者  古羽)

已近年末,前不久花了大钱,买回一批古典LP唱片近300张,加上原有的估计在400张左右,家有LP机器二台,由于唱放一直没有做得自己认为比较满意的,通过网上学习特别是音响中国Gautau老兄的有关衰减式唱放的计算,所以就照猫画虎设计了电路并制作。这是半个月的成绩,在这里献丑了。


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本身利用的这个机壳原来也是唱放,由于是山寨版的里面东西已经全部撤下,只利用了二只24欧姆灯丝对地电阻,其他一律废弃。



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      空间非常小,所以对元件有要求,只能相互挤在一起,当然还的考虑信号相互不能耦合、元件方向、走线最短等一系列问题。
     
利用这种有外加接线柱的座方便了元件的布置和接入,有效利用狭小空间,并且使得在输入端接接地元件,另外一端接电源元件,减少高电源元件对信号的耦合,对提高信噪比十分有利。

这是完成的唱放电路的内脏图


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这次唱放电路中利用上的一些电子管。

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机器内部基本完成后的外观样子,它的电源外置。


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外置电源中的灯丝电源处理中的半成品,用LM338K作为稳压集成块,灯丝电流在1.26A。

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机器在调试过程中,利用2mV信号在20--20k之间测试满足RIAA曲线,中间分别对网络中的四个参数的二个电阻进行调整。同时也聆听变化之后的声音变化,差异十分明显,因此,最后调整到十分接近曲线为止,声音非常健康,与反馈式比较声音的量感一样,但速度好,没有如何疲软的东西,采用舒尔v15的MM唱头,THRENS唱盘,在100db音箱系统里皇帝位没有交流声。
目前通过第一级的电流负反馈使增益在1k时,控制在42.5db,并使左右声道平衡,原来高频有一点小的失真得到控制,高频清晰细节丰富。低频扎实有力,完全没有软的味道,却速度感好,噪音低。
电路计算值与实际差距非常小,只有第一个衰减网络的电阻进行了改变与计算差4k左右。

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这是有关60db放大器G版的一些语录
电子管﹕
滿足 Lipshitz 的算法(須 60db + ) . . . 可採用 本人的方式,应该比较简单。
RIAA Equalizer 內,线路越简单越好(否则会越头痛) . . . !

选用 ECC81 / 12AT7 的话,能提供约 54db . . . 此时第三级減一点便成。
选用 ECC82 / 12AU7 的话,只能提供约 44db . . . 此时第三级便須再增加 5db 才成。选用 ECC83 / 12AX7 的话,卻能提供约 65db(已扣除实际的 插入損失) . . . 此时第三级便只能用阴极輸出,约 0db。线路图如 66# ,可用 Lipshitz 算法 。
选用 ECC88 / 6DJ8 的话,只能提供约 49db . . . 此时第三级便维持在 19.4db 便成。
ECC81 及 ECC88 属高 gm 管,声音比较 “行”(速度较快)。

线路﹕
若用电阻作負載,放大器的级数为 偶数 最好(即 兩级或四级)。
如加上阴极输出﹛採用阴极电阻),仍須用 偶数 为最好。
但用有源负載(如 SRPP)的话则不在此限。
自入行以来,便知 R–C 电路的特性﹕一组电路為 -20db,兩组為 -40db,三组则為 -60db . . .
一贯以來,个人認為 3180μS(实為 2505μS)与 318μS 应当作為一组,而 75μS则属第二组,故 RIAA Equalizer 便設定在 ±20db(共 40db)处 . . . 当然 Lipshitz 將其定在 +20db / -40db(共 60db)处便更加理想和精準。在视频讯号(经 +60db 的均衡电路預先处理)通过相類似的 R-C 电路時(与 RIAA 一样,也是 -60db),放大电路的增益必須足夠( > 60db), 与 R-C 衰減电路(也叫 Equalizer,-60db)相互配合一致,才可避免讯号的幅度被压而引起失真 . . .
由于讯号的幅度是经过 +60db 的均衡电路預先处理,传送時便可保证讯噪为最少,这方法与 "逆" RIAA 均衡电路 相似。
还原时,若推动的电平不足 +60db(如经過 38db 放大电路 的 视频讯号 输入至 -60db 的 R–C 时),除引起幅度失真外,相位方面的失真(相移)亦会出现 - - 亮度讯号便会向右偏移,但色度讯号则会出现色相失真(PAL系统 只能減少影响,而并非为绝对良方來處理 色相失真)。
从事相关行业多年,未嘗在 R–C 中找茬 . . . 因稍一不對頭,重现的画面便立變。
这一定律已确实存在,所以沒有相关的補償方法。

以前的比较是以 40db 来对应 60db,但若低于 40db(如 28db),则只有靠耳朵来校声了(迄今仍找不到推算的方式)。
严格来说 . . . . . .
《衰减》﹕通常用电阻來完成工作,基本上与频率无关。
《压缩》﹕若与频率有关的话,便不能再称其为《衰减》. . . 訊号经压缩后(并非整频段都作同份量 “衰減”),必然会引起相位失真。但若在音频方面探討相位失真的話,结果是无人能明白 - - 因人耳并不能分辨相位失真!
思索良久,才想起可以利用 视频訊号 来解釋 相位失真的重要性,基本上兩者的 “逆” 均衡电路 一样(也是 -60db ),只是工作的頻率不同而已!

若按照唱片工业标準(+20db ~ -40db,共 60db)来制作 RIAA前置放大器 的话,便万事皆休 . . . 但可惜擁有 60db 增益的厂制 R-C型放大器(指 R-C 前 的放大量)确实不多见,原因一如开帖时所述。

个人在选用 40db 时,已須將 C1 的数值減少 . . . 至于其它的电路,有低至 25db 者,应如何计算?
当增益只有 30 ~ 33db时,若细心聆听,已觉 音场 被扭曲、距离(深度)也改变了,只有 25db 者又會如何?
国外比较多人用 MC頭,加上 20 ~ 28db 增益的 Pre-pre,总增益已超过 45db(R-C 前 的放大量),应该可以过关矣!

不论 视频訊号 或 音频訊号,都須经一既定的 工业标準 来处理,还原时,亦須按一定的法则,才不致令失真大量出现。

用另一角度来看 RC 电路﹕制式為 -60db,但放大器只能提供 +40db﹔Lipshitz 的设计本应工作在 +60db 的电路內 . . . 在频带的中段,XC≡0(假设这时 电容 呈短路状态),这时为 0°。
先确定 RC电路 无误,但卻因只有 +40db 推动关係,所有頻率转折点的幅度都会被压缩,中段範圍(1KHz)的 容抗 XC≡0 。即﹕这段範圍(1KHz)的幅度必定为 0db 及 0° ,但近 318μS 和 75μS 的頻段便不能再保持平直。此时中段範圍(1KHz)便会有一波峯出现 - - 这便是在开始时便提到的 “中音标升” 現像。

60db 的放大器较難处理和控制,且在 RC 后的增益极難分配 . . . 很多设计者多用一级放大,其增益都在 32db 以下,最后用 “校声” 完事,并沒有任何数据支持 - - 问之?. . . . . . 答曰﹕经验也!- - 吹咩?!(广东话﹕沒奈何)。

在 40db 时,  C1=75μS/(1/(1/R1+1/R2))    - - 这算式与常規的计算一样,较易计算和容易明白 。。。R1 与 R2 的比例已引起不少爭论,但这算式卻从沒异议。

其实,下式的準确性更高,料現在提出來会较易接受 - - 因包含了 1KHz 这个重要因素 。。。
        C1=(75μS*10 – 1/(2*π*1KHz))/R1
不过实际的差异也只是很少、很少。


唱放到目前为止基本调整完成,其中最大的问题是没有在放大器的栅极加1K电阻,加后失真减少很多。
另外,采用一般的电容表误差偏大一点,主要是容量偏小,计算值一般没有问题,误差不是很大。
增益控制需要注意,否则容易高频过载。但必须满足60db增益否则低频无力,没有低频分析率,这一点非常难。
第一级加电流反馈会影响放大器的低频响应,只是在调平衡是加非常小的电阻,我只在一个声道加140欧姆电阻。

由于电容表的误差,采用原始的谐振法测量均衡网络中的电容精度,先对C2测量,发现谐振点在499.65HZ,电阻R2为41.101,C2=1000/2*3.141592654*f*R2=7.7500nF,同样测量C1=2.0332nF
按GAUTAU老师的方法重新进行计算:
C2 ÷ C1 = 3.701748503
R1 x C1 = 590.8018868μS
( R1 + R2 ) x C2 = 2505μS
R2 x C2 = 318μS
R1 // R2 x C1 = 75μS

C1=2.0936,R1=282.1942,R2=41.0322,
由于米勒效应加分布电容在75u左右,发现C1'(C1-Cf)稍微大一点,声音中在加1K电阻后偏暗一点点,而低频力度稍微欠点,需要继续调整,有可能是420内阻还大一点,减少R1‘=231k(R1-Ro)。这个调整犹如音箱分频器的调整,在调整高频时同样影响中低频,主要是乐器的谐波分量分布不同影响了声音的变化。
目前电路修改为如下:因为现在使用的MC头本来就可以不加牛,并且二次侧阻抗在47K就可以,所以在后面增加一级放大,这样就没有如何噪音与交流声,达到安静。通过多次试验把衰减网络放在第一级后,声音有气无力,只有在放大50db以上再衰减,声音才满足要求。说明Gautau老师在和论坛上和我们沟通时说的非常正确。

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文章来自微信公众号: 音响和音乐
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