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做一台没有瓶颈的集成模块功放--自然声A90小型化功放 [复制链接]

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背景
自然声A90功放是自己最近推出来的一台小型功放,推出它的主要原因有两个:一是由于LM3886的涨价(现在全新居然要接近300一片了,折机的都要100元了),A50成本实在抗不住,性价比完全没了。而且,它的功率太小(只有50瓦),外观也太low。我也就准备停产掉它,重新推出一台更好的功放来取代它。并用它来推自己的NS14及NS16二代音箱,当然,由于NS15很好推,拿它做NS15的低配功放也是自己的原因之一。因此在NS16二代基本定型后,自己就着手开发了一台更好的功放来取代它,并且采用TDA7294芯片,以保持功放的高性价比。

总体简介:
A90是一台采用TDA7294芯片制作,以没有瓶颈的理念和hifi的要求做的一台小型化功放,它的体积仅有29cm*27cm*10cm(大概2张CD宽),放桌面没有压力。输出功率却有足100瓦8欧、160瓦4欧的输出,这个功率足以驱动市面上绝大部分的中小型书架式音箱(包括一些很容推的落地)并取得非常满意的效果。它的失真仅0.02%(20-20000Hz),信噪比100dB,在参数完全不亚于分立元件做的功放了,但售价仅2000元左右,性价比相当的出色。
在功能上,它允许3组RCA输入(标准版),一组蓝牙/USB输入,并有遥控功能(增强版,增加300元售价)。外观上自己采用了A120的外观,壳体采用厚铝板加工而成,表面经磨砂氧化,外观和做工都相当出色。虽然也算多高档,但也不算难看。俺还是不太喜欢过度追求外观上的好看,比如加上表头这类。


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为什么要用集成IC来做功放呢?因为用集成IC做功放线路简单,成本低,体积可以做得较小,而且做好了完全可以满足发烧友的需要。经济实惠而且又不差。虽然它的上限并不算高(这是它长期被黑的原因之一),但只要用料扎实、调校到位,它并不会比分立式元件做的差。但成本和售价都能低一大截,体积还能小很多。

采用TD7294芯片及相关的问题?
在集成IC功放模块有两款可以称为天花板级的,一是LM3886,第二是TDA7294或7293。在前年芯片紧张之后,LM3886的价格就涨上去了,再也没有下来过。我猜NS(国半)已经没有生产它了,原因应该是利润不够(做其它的汽车芯片不仅量大,利润也更高)。不过,LM3886的功率比较小,只有最大68瓦的输出。在其它指标上和TDA7294基本上一致。在涨价后,它就完全没有性价比了。
个人猜测TDA72系列的芯片没准过些时候ST也会减产,so,俺屯了几千片,嘿嘿。
而TDA7294芯片最大允许100瓦8欧的输出(在+/-40V供电时),失真低至0.01%水平,其它指标也相当不错,哪怕是用今天的眼光看。同时它的输出级采用场效应管输出,偶次谐波多,说人话就是声音有胆味。中频温润、高频比较华丽是它的特点。


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为什么不用7293,一是7293虽然工作电压更宽(最大+/-50V),但它增加的功率仅对8欧阻抗下有效,负载降低输出基本上不增加了。另一个更重要的问题是7293更敏感,容易烧片子。当然,7293更贵一些,市面上批量货比较少,假货却不少.
为什么不用双运放并联输出呢?
用BTL并联输出的方式可以进一步增加功率,并提供多一倍的输出电流。不过,代价是声音柔顺性受影响很大,声音会偏硬,毛刺感重。个人一直不喜欢平衡的原因也在这里,单端工作的方式要好听得多。另一方面,单片IC的功率和电流已经绰绰有余了,进一步增加感觉有些画蛇添足了。真要用BLT方式,供电要求会高很多(大约要7-800瓦的环牛加每边40000uf的电容来供电了),电路也进一步复杂化,同时体积的优势也就没有了;

为什么不用D类?
目前D类功放的进步很大,做得好的声音上我感觉已经很接近AB类了。不过,真正声音好的D类功放成本并不低,做到100瓦的话,价格3000我估计够悬,但它的声音总体比AB类仍然有差异。当然,最好的T类(D类的一种)除外,它的声音可以做到跟AB类一样好,不过功率始终是个事,现在我能查到的最大是50瓦水平。考虑到D类的过载能力比AB类更差,尤其是在开关电源供电的时候。个人还是持谨慎的态度。
个人觉得D类其实更适合用在一体式有源音箱上,整合解码蓝牙一起,少两次数模转换。 但声音表现也肯定是比不上外置的AB类功放的。
以上观点仅是个人见的,欢迎提供不同意见!
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供电和散热,集成IC功放的痛中之痛


把供电和散热做好,功放就做好了一半。A90在这方面下了**,它采用的是特别定制的环牛,标称功率320瓦,实测有400瓦。经过整流滤波(滤波电容40000uf)后的供电电压+/-40V,以让7294工作在更佳的状态。顺便一说,一是IC工作电压标称留的余量其实很大,那怕是在最高状态也是相当安全的;二是提高电压其效果会更好而不是更差,原因很简单,功率增加了,输出同样功率,功放会处于更线性的状态,音箱的动态可以更大,控制力也更好。前提是:提供足够的供电功率和散热;
散热是另一个原因,就自己看到的情况,市面上同类的功放,不是电源不够就是散热不够。环牛用200瓦就算大的了,再大300瓦到头,而且供电电压还没给够;散热的话,甚至只有机壳散热的我都见过。散热不佳引起的过高的温升不仅会使输出功率严重下降,同时也会导致供放块的寿命严重下降。
A90用了一块相当大的散热片,同时和外壳一起进行散热。我用了一下午,大约温升也就在50度以内。结果电源和散热占了整个机箱2/3了,把其它控制电路都挤到边上去了。


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对声音影响最大的两个因素之一,运放的选择


决定功放的声音,除了电源、散热外,运放的作用是不可以忽视的。这点玩过运放的都知道。不过,自己想说的是,每台机器都有自己适合的运放,同一片运放可能适合于不同的情况,并没有哪个更好,只有哪个更适合。甚至,同样功放电路,参数调整后,运放也可能是需要调整的。而且这个完全没法看参数,只能凭耳朵收货。
A90在调试过程中试过总计9片运放,从价格贵到100多的到几元的都有:有Muses01、Muses02到Muses8920到OPA828、OPA627、OPA1642、OPA1612、OPA2604以及JRC5532,以及金封的49720(这个是智商税,哈哈)。没有通过参数,纯通过自己耳朵进行选择。最终选择了OPA1642,它的价格并不贵(只要几元钱),但声音是最棒的。第二名居然也是个低端货,4元一片的JR5532。价格和参数在这里一律然并卵。它们的声音主要体现在低频及高频上,OPA1642高频更漂亮,而JRC低频更好。中频则都差不多。
什么是调音,其实就是从一堆元件中选择最适合的。而不是靠价格和参数来选择。


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用料,对声音影响也许不算大,但对品质的影响很大

为了最终的声音品质,采用优质的元件是关键!而我们现在的做法常常只是在关键地方用好料,其它地方很多时候就马马虎虎了。其实,你只要敢在某一个不起眼的地方用不合格的料,它就会告诉你,不起眼的地方也很重要。另一个关键是,用全新、正品比什么都重要!虽然这样会导致成本上升很多(天知道某宝上那些便宜元件是哪来的,比从原厂和代理拿的便宜多了),但品质能得到更好的保证。

A90全机均采用优质的全新正品元件,耦合采用法国的Solen,小电解为日本的Elna,无极性电容为德国Wima,滤波电容为英国的Nover,可谓万国来朝的元件。虽然都不是什么补品(Solen应该算吧),但都是优质的元件。这是保证它声音品质的关键(之一),更是它质量能得到保证的关键。


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回复 4楼wscr的帖子

原谅我的审美和设计水平,我画过很多种外观,结果都发现市面上有了,只有这个没有,感觉还行。
外观这个,真是自己的弱点,经常在群里被群嘲。幸好音箱上我可以抄,反正单元不一样,外观差别也就非常明显了。
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其它方面

A90的外观
和A120基本一致,你可以把它看成A120的缩小版。前期我一样还会赠送一只黑色的音量旋纽,给大家换着玩。

A90的功能
A90支持3路RCA输入,增强版还支持蓝牙,同时可以允许USB输入,可以允许电脑直接接。不过,这个USB算是送的,只支持16/48格式。比电脑内置的强。同时支持遥控(增强版),前期普通版也附赠这个功能(遥控增加了大约100-200的成本);

A90的声音
虽然用的是很多人都瞧不上眼的集成功放模块,但得益于没有瓶颈的设计,它的指标却能达到分立元件的水平,声音上也是。经过精心调校后,A90的低频相当饱满(换成5532还能更好,但高频不如OPA1642,现在买还有送5532换着玩),中频人声自然,高频是它的亮点,味道十足;

A90搭配推荐
A90经实测功率达到了100瓦8欧和160瓦4欧,这个功率对付一般的书架是没有任何问题的。经自己试用,它对NS14、15和16二代的驱动效果均非常满意,市面上常见的一些小型书架音箱它都是可以搭配的。当然,很难推那种不行,比如ATC的封闭这类,因为它的输出电流并不大。

其它欢迎大家问,自己尽量回答。感谢大家支持!


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