(8)放大器: 这是本文的重点之一, 我利用自己的知识, 自己设计和DIY了新的桌面放大器, 使用效果极佳!

首先, 你以为多大的功率才适合桌面使用? 很多发烧友在选择放大器时. 喜欢选择大功率的产品, 越大越好, 但是, 如果是作为桌面使用, 大功率根本无有用武之地. 一般的3”-5”小音箱, 在5W的功率推动下, 音量就已经相当大了! 如果到了10W, 已经是你能承受的最大音量了. 平时听音, 可能最常用的功率只有2-3W. 那么, 根据HiFi原理, 设计一台20-30W的功放就已经足够了, 根本不需要更大的功率. 小功率的放大器耗电量也更低, 更适合桌面使用. 开始我考虑用TDA7294来制作这台功放, 它的音质我认为优于LM3886, 细腻度更好, 声音不像LM3886那样硬朗, 但是TDA7294的假货很多, 这一点令人担心. 后来我选择的是TDA7296. 这块电路实际上内部设计和TDA7294几乎完全一样, 差别仅仅是功率稍小而已, 但由于它比较不常用, 所以也几乎没有假货. 这块IC在±23V电压下可以输出25W/8Ω的功率, 已经够用了.

根据过去制作放大器的经验, 要设计一体机的风险主要是在接地上面, 稍有不慎就会收到交流声底噪, 而且极难解除. 因此, 这一次我仍然采取我的成熟经验, 设计了分体功放, 把电源和大功率稳压器都单独装在电源盒内, 放大器自成一体. 这样设计的放大器, 背景极其黑暗, 即便用耳机也完全听不到一丝交流声, 效果棒极了! 机壳我是用铝型材作为框架, 铝板作为外板, DIY的小型机壳, 直接用外壳来作散热, 因为功率小, 又是A/B类电路, 所以温度仅仅会在长时间使用以后温热而已, 估计在夏天最热的季节里也不会有问题. 制作的成本是很低的, 这刚好利用上了我的小铣床, 购买的铝材价格也很低.

输出保护电路我用分立器件设计, 使用了光耦器件作为负电压取样传感, 电路简单, 效果灵敏. MOS管的高输入阻抗大大简化了电路, 我现在更喜欢使用MOS管了.

耳机输出电路我花费了不少时间去搜索和设计. 往往功放机的输出电路会很难设计, 因为输出阻抗极低, 任何附加电阻都会带来灾难性的后果, 因此, 输出保护继电器和转换开关的设计就格外艰难. 如果给耳机输出电路设计额外的继电器或开关, 多出的这个继电器就会大大增加成本和选择难度, 最后我直接利用了保护继电器来作耳机/扬声器转换, 因为有耳机衰减器的插入, 即便出现意外, 也会首先烧坏衰减器, 耳机还是安全的, 因此, 耳机不需要保护. 耳机衰减器也不好设计, 因为驱动源一侧内阻不能太大, 否则会影响耳机的瞬态性能, 并联在耳机上的电阻越小越好, 但是电阻太小又达不到耳机需要的功率, 最后我用了1:2的衰减量, 用5Ω:4.7Ω两只电阻构成了衰减器, 音量刚好满足水月雨耳机, 此时功放的输出功率又会大于1W, 使之不会工作在音量过小的区域.

耳机架上的微动开关通过屏蔽电缆连接到放大器的输出保护电路的定时电容器上, 当取下耳机时, 开关闭合, 电容器被放电, 继电器释放, 耳机接通, 扬声器断开.

音量控制我没有选择双联电位器, 因为即便是最高质量的双联电位器也会在很小的音量下出现不平衡现象, 我直接选择了两个高品质的单电位器来分别控制两个声道的音量, 这样不仅不会出现上述弊端, 而且还能兼顾调节两个声道的平衡, 适应不同的节目源, 而且价格低得多.

功放电路我直接购买了TDA7294印板自己组装. 这种板子也兼容TDA7296.

输入接口的设计我走过了一个弯路, 这也是一个经验教训, 值得铭记. 一开始, 我把音频输入接口设计成了单一接口, 音频转换功能交给控制盒, 在控制盒上设计了3个音源的输入接口和一个输出接口, 结果, 做好以后总是会带来细微的高频电流声底噪, 无论怎样改进也无法消除这种噪音! 分析的结果是, 控制盒内部的开关电源产生的高频电流, 经过地线, 辐射, 串入音频通道, 根本不可能彻底消除. 尤其是使用耳机时, 任何一点些微的底噪都会一览无余, 清晰地被听到, 这会大大破坏声音的品质. 无奈之下, 我又做了大幅度改变, 直接把音源的转换电路安装到放大器中, 设计了3对RCA输入端子, 和两个继电器转换电路, 并通过控制盒发来的电平信号来控制继电器的动作, 来实现音频电路的转换, 结果非常成功, 连一丝底噪都听不见了.

最后一个难题, 怎么实现无声自动待机功能? 我考虑过CMOS音频继电器电路, LED电平表电路, 最后设计的是TDA2822M功放芯片加上倍压整流电路, RC充放电, 用施密特触发器识别电平来检测输入端口的音频信号. 最后得到的结果是, 如果输入音频信号的幅度小于30mV2min, 触发器就会反转, 出现高电平. 成品功放板PCB很容易改造成带有待机功能的电路板. 把IC的(9)脚引出, 给它并联一个三极管, 当三极管导通时, 此端电位就会被拉低到接近0V, 使得功放电路进入待机状态, 此时静态电流大幅度下降, 节省了能源; 当音频信号再次出现后, 放大器又能迅速恢复工作状态. 这个设计相当成功. 一个双色LED一方面指示电源ON/OFF, 另一方面指示待机Enable/Disable状态.

该机最大的制作难点在于, 输出继电器的选择! 你必须要使用顶级的大电流继电器, 可能还需要自己MOD一下, 把它的触点擦亮, 让每个触点的接触电阻达到最小. 这次我也是颇费周折, 出现过反复, 只要触点的接触电阻超过0.1Ω, 就需要MOD了, 必须要把继电器拆开, 细致打磨触点, 降低接触电阻到0.05Ω以下, 因为放大器的输出阻抗太低, 音箱的阻抗也很低, 稍有一点电阻都会严重影响音质, 或者牺牲掉你昂贵的喇叭线的效果.

耳机衰减器的电阻不能使用功率太大的, 可以用1W功率的高品质无感电阻, 因为它们要起到保护耳机的作用, 一旦出现高压电, 首先烧毁的应该是电阻而不是耳机.

最终的放大器使用效果极佳, 这也让我认识了新的知识, 耳放和功放其实没有什么大区别, 我花费万元购买的Goldenwave耳放, 在效果上并没有能听出比这台DIY放大器好! 该机的声音纯净通透, 底噪基本为零, 听不出来, 频响宽阔平直, 低中频松软, 高频清晰, 细腻, 换上HiFiman高端耳机, 能立刻感受到音质的提升, 作为电脑放音, 游戏和HiF i音乐欣赏已经足够用了. 谈到这里, 我也想到了, 那些所谓的高级品牌耳放, 是不是智商税? 花费几十倍的资金, 得到的效果却几乎听不出来差别…