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标题: 你们真的想用运放来做耳放吗？ [打印本页]

作者: CYC 时间: 2004-3-14 00:00
标题: 你们真的想用运放来做耳放吗？
真的用运放？还想做成柔和好听的，甚至有点胆味？

论坛里的老东西知道我一向反对用运算放大器制作耳放。

理由是：一，运放的输出级负荷太重，大部分时间工作在甲乙类、乙类。这里要特别指出：甲乙类通常比良好的乙类更糟糕，因为在输出管从甲类向乙类过渡时，其高次谐波失真比乙类交越与开关失真更多，发出的声音更硬。第二，运放的负反馈太深，在重负荷时失真控制依赖负反馈容易诱发瞬态互调失真与交叉调制失真，这两种失真让人难以忍受。一般来说，运放做耳放的主观听感是生涩与不自然。

不过由于运放体积小且易于使用，或者你一定要使用它，那么本人认为依然能够在一定程度上扬长避短。

调整运放音质的方法主要有两个，一个是并联扩流，还有就是调整反馈电阻值与负反馈深度。

我们先讨论扩流的问题。传统上只用运放来扩流，有几种方法。下面分析一下。

看看图B，这是常用的方式。输出端必须连接两个阻值相等的稳流电阻R1，R2（一般为50欧），从而增加了功率损耗。问题是这种电路增加了反馈延时，容易激发瞬态失真，有点得不偿失。在一枚运放的反馈回路里包括了一个极度敏感的跟随器，如果使用高速运放，不得不考虑到振荡的问题。实际上采用这种电路，一定要仔细为电路板布线，这在业余条件下很麻烦，因此难以取得良好的音色。

再看图D，也是常用的结构。两枚运放各有相同的反馈回路相等的电压放大倍数，然后通过两个稳流电阻联接到一起。这样同步性能较好，可以用于高频电路。但这种电路让人沮丧的是：降低放大器对耳机的阻尼，使中低音模糊不清，并且与图B一样，浪费运放那少得可怜的甲类功率；显然在驱动低阻耳机时，功率浪费得更严重。图D指出，负反馈接入点只能是点A，试图从红色的B点接入反馈以增加阻尼，将导致两枚运放同时陷入不规则的振荡，很可能烧毁运放。

还有一种扩流方法未画出来，它是两级结构，一个电压放大级推动几枚并联的跟随器，采用大环负反馈校正它们的失真。此电路的问题与图B相似，业余情况下难以调试。

很显然，在面对上述问题时，笔者认为要改变一下思路，跳出条条框框。实际上我们在制造交流（音频）放大器，因此可以不理会直流扩流的问题。于是可以利用电容来扩展交流，同时又解决直流稳流的问题。图F是本人最近尝试的运放耳放（帮一个“胆精”做的），专为HD580和600设计，在输出端采用两个相同的电容将运放并联到一起，实施交流扩流，而电容的特性又稳定了直流。

其实只用一个电容也可解决稳流的问题，让两枚运放并联工作。如图E所示，但其中一枚运放的反馈回路引入了那个电容所造成的相移，这对避免瞬态失真没什么好处。结论是不要只用一个电容。

下面谈谈反馈电阻的配置。

大家去到图A，复习一下基础知识。就是这几个电阻对音色造成影响。从交流放大的保真来说，运算放大器的正、反相输入阻抗应相等，这样可抑制偶次谐波失真。措施就是让R2，R3的并联值等于R1的值，这时输入级的差动放大器会达到电流平衡，因此直流漂移也最小。如果这样配平，很容易买不到R1阻值的非标准电阻，解决办法是加入额外的电阻RJ，让R1=R2，RJ=R3，然后将R1与RJ并联起来。配平的缺点是往往会降低输入阻抗，因为R2、R3的值不能太大，这时可引入RP，在R2与R3较小时串接入阻值较大的RP，并且使R1等于或约等于RP+(R2//R3)以提高输入阻抗。总的来说，反馈电阻的值不能太大，通常不接近1M欧，否则影响瞬态反应，导致运放工作不稳定。

既然知道电阻配平可抑制偶次谐波失真，那么我们就得到了一种调音手段，毕竟偶次谐波失真是好听的失真。许多人在设计时就故意不配平来引入好听的谐波。不配平的调音效果在低倍放大（10倍以下）的情况下是不显著或是微妙的，因为深度负反馈压抑了失真。

另外一个调音方法是调高运放的电压增益，图F中的电压增益达34倍。首先，直流反馈的减小使得运放内部电路失衡，增加了偶次谐波失真。再次在增加了“传统失真”的情况下减少了瞬态互调失真。这种手段值得争议，因为总的失真加大了，但本人宁愿削弱使人敏感的瞬态失真以向主观听感交待。我认为那些袖珍低倍放大的运放耳放尽管理论上失真不大，但听起来却不大入耳。

在负反馈减少的情况下，运放本身要有较好的性能才能应付耳放这种极端的工作环境。本人选取了OPA627，它有较大的静态电流，两个并联起来在推动HD580/600的300欧负载时能有较多机会工作在甲类，避免了甲乙类讨厌的失真。OPA627的其他优点在此不必叙述。这个耳放的输入阻抗较低，因为它的前级是拥有大电流输出的解码器，当然你也可以改动输入阻抗。不过在放大倍数较大的前提下各个电阻应该配平，这样与其说是调整音质不如说是“补过”，不配平的话偶次谐波失真就太大了。

图中的输出（电解）电容可选取飞利浦的产品，也可购买更昂贵的日系电容，请读者自己尝试。电容的容量要大，以避免极低频失真。

如果遇到阻抗更低的负载这个耳放也无能为力，但我认为至少它指出了解决问题可能的方式。或者我们可以并联更多的运放试试看。

坦率的说，这个耳放的失真在理论上不小，但听感还是较柔和的，这是因为故意引入了一些大家都喜欢的失真。如果你嫌失真太大，那么将电压增益减少，看效果是否让人满意。

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