hotpoint 发表于 2008-1-9 18:47

这两天有点空了,马上把高压部分写好...

zhang56583 发表于 2008-1-11 04:23

309673280




级别: 骑士
精华: 0
发帖: 1762
威望: 339
金钱: 1468
在线时间:533(小时)
注册时间:2005-10-01
最后登录:2008-01-10   
牛贴牛贴 以前没怎么关注
今天看了 真不简单
很不错 非常强大
EJ希望能多出点这种牛帖 技术强贴
这样才真的是技术讨论的地方
而不是撒秀牛 电容的地方

这个年代 diy 撒秀牛 是主流

zhang56583 发表于 2008-1-11 04:26

问下楼主,我没钱买示波器用偶黑金2声卡配合示波器软件,能测量什么东西?
应付一般的放大器测量还成吧?

herculesvr 发表于 2008-1-12 09:30

引用第31楼hotpoint于2007-11-30 18:58发表的 :
AP我也在用,如果不是因为已成大家都认同的测的手段,其配套已显得有些落后了,尤其是数据分析方面已经显得不够强大了,同时不可编程也是硬伤。对比用下来还是基于labview的虚拟仪器强大。

AP 2722 也落后··不会吧 而且PCI的4461 没有PXI的精度高

我是双PXI 4461 + 开发包 / 声音与振动包··

数据采集和分析4461不错,但是音频全面我个人觉得AP还是无可替代的··

测试失真时候AP远比4461 准确,上次在apt时候,李工就强调AP测试失真比NI优势大多了。呵呵

而且NI的陈工也说AP在测试音频领域比NI现有设备高了一个级别。

电子管做Ref有些难度乜···
最后,祝你成功。

309673280 发表于 2008-1-12 10:56

等这个帖子写完后
稍微整理下
是一个非常牛的帖子

hotpoint 发表于 2008-1-12 11:20

引用第262楼zhang56583于2008-01-11 04:26发表的 :
问下楼主,我没钱买示波器用偶黑金2声卡配合示波器软件,能测量什么东西?
应付一般的放大器测量还成吧?

DVM是用来调整静态工作点的,示波器是用来调整动态工作点的,音频分析仪是在频域对指标进行优化的,缺一不可。声卡配合软件最多也就看个波形的样子,一般声卡相当于一个带宽很低的数字示波器,勉强做个定性分析吧

hotpoint 发表于 2008-1-12 11:21

herculesvr请收短信,关于PCI与PXI的问题

hotpoint 发表于 2008-1-12 22:21

最近一段时间十分繁忙,这个主题的更新就耽搁了,这几天抽了一些时间把供电部分写了,但是因为时间很仓促,所以不是很完整,以后慢慢补全吧。

3,供电部分

供电电路的作用是给放大电路提供稳定的能量(基本是废话一句)。一个设计理想的直流电源应该具有极低的内阻和极高的纹波抑制能力。对于音频放大器的电源,电源内阻在音频范围内是否能保持在一个比较稳定的范围是十分重要,也是经常被人忽视的。对于工作电流比较小的前置放大器,电源在不同频率下内阻的变化一定程度上可以靠退藕电容的补偿进行修正,理论上讲在退藕电容满足足够容量的情况下,电源内阻只与退藕电容的特性有关。那么退藕电容是否越大越好呢,理论上是,但是实际并不是。上面说的是电源内阻对频率的问题,在内阻的绝对值上也应该保持足够低,这样才能拥有足够好的瞬态响应速度。对于带有反馈,既误差放大的稳压电源,如果退藕电容过大,负载的波动有可能不能及时反馈给稳压电路,返回会提高电压调整率,因此要将退藕电容的大小要根据实际应用调整。

电源的纹波控制是至关重要的,如果高压的直流成份中含有交流成份,对于一些结构的电路,将会直接反应在输出上。下图是一个半波整流电路滤波不良,高压的交流成份对输出的影响,这对信噪比的影响是很大的。

http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/Snap46.gif

虽然在绝对值上,这个信号的幅度很低,在没有测试仪器的情况下,如果仅凭听喇叭的噪音,这些与供电和接地有关的50和100HZ噪音因为由灵敏度低的低音喇叭回放,所以不容易被察觉。但是,听不见并不意味着无所谓,噪音中固定的频率成份会对音乐信号的弱信号进行调制,乐器的音色会发生变化,这在进行THD+N的测试时候,因为不是测试信号的谐波成份,因此不会反应在THD项目上,但是它的影响非常大。

电子管电路的高压部分供电电压很高,但是因为输出的电压幅度与低电压供电的晶体管无二,因此对滤波以及稳压电路的纹波抑制能力要求十分高。对于一个200V供电的稳压电源,如果要求纹波低于1mV,那么滤波和稳压电路应该具有106db的纹波抑制能力,要想完成这一任务,仅凭LC滤波或稳压电路是很难达到的,必须两者协同工作。因此LC滤波+稳压电路是必须的。

再说说灯丝的处理。电子管的噪声特性可以极低,但是为什么高增益的电子管放大器很难做,尤其是60db以上,这主要是灯丝的影响。对旁热式电子管来说,灯丝和阴极之间是高阻的,虽然在冷态下绝缘电阻很高,但是热态绝缘电阻会大大降低,在这种情况下,灯丝电流中的交流成份会耦合到阴极,对信噪比产生影响,虽然它的影响不是主要的,但是交流供电是肯定无法满足足够的信噪比要求,足够滤波的直流供电是必须具备的,如果可以,最好带有稳压电路。灯丝是恒定电流工作的,因此对稳压电路的内阻没有要求,对纹波的要求也没有高压那么苛刻,几十毫伏的纹波是可以接受的。灯丝稳压的另一大好处就是在市电波动的情况下,灯丝电压不会发生变化,可以有效保护电子管。

我的设计中,灯丝的供电采用的全稳压的设计,虽说有了再生电源,供电的波动等于0,采用足够大的CRC滤波即可保证,但是三端稳压一共没多少个元件,从追求完美的角度出发,我还是加上了三端稳压电路。需要提出的是,放大电路中阴极输出器E88CC的阴极电位已经达到了这个型号电子管阴极灯丝压差的极限,因此必须将E88CC灯丝供电的电位提高以保持正常工作。第一级差分的恒流源负压供电同样采用三端稳压设计。

高压的供电,为了满足纹波的要求,我选择了LC+稳压的设计方案。LC一级尽量选择较大的C和较小的L,这样做的目的是尽量减小电感直流电阻对内阻的影响。C的选用,我选择了10uF容量MKT电容并联,再好的电解电容在损耗和失真上都无法和薄膜电容相比,因此我的设计中在关键部位尽量避免使用电解电容。LC滤波之后选择的是317进行稳压,三端稳压的性能不差,但是被广大发烧友所不屑,但是它恰恰被应用在大量HIFI器材中,马蹄斯的高压稳压用的就是317。在如此高的电压下使用317所要注意的是要保证输入输出压差不大于极限即可,最可靠的方法就是在输入输出端加齐纳稳压管。此方法已经被证明绝对可靠。供电部分的原理图如下:

http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/reg1.gif

实验用的板子仍然采用特富龙搭成,炮灰机箱因为地方不够,把电感和变压器都甩到了外面…

http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/IMG_3468.jpg

这个是改过一次的高压稳压,其实各项测试指标和主观听感测试我都已经非常满意了。但是周围的朋友说这个电路竟然如此简单,不符合我的BT风格,强烈要求修改,在这种情况下,被逼无奈只好设计了一个全电子管稳压的电路。初版原理图如下:

http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/reg2.gif

事先声明,这个电路的工作点经过了演算没有大BUG,但是由于最近比较忙,电路搭好了而一直没时间通电调试,所以模仿请慎重,出现元件击穿、烧毁以及引发的火灾,爆炸,地震,海啸,火山爆发甚至地球毁灭本人概不负责……回到正题,这个电路中还有很多可BT但是没BT的地方,但是由于时间的缘故没有完善。先说说为什么选用EZ90,首先是体积小,小7脚,长度也短,满足机箱的体积要求;其次,EZ90和EZ80不同,有很多品牌的可以选择,必要的时候可以作为校声的备用手段。

对于调整管的选择,无需多说,ED8000是目前能找到的最佳电源调整管,可以工作在低屏压下,超高的电流,极低的内阻,毫无疑问是最佳选择,其次可以选择A2293,再次还有6C19……取样放大管的选择有讲头,首先看基准选择多高,这个电路里面,基准选择了20-30V,因此调整管的放大倍数是10左右。对于跨导不高的调整管,取样放大必须高放大倍数高跨导,而如果调整管有足够高的跨导,取样放大只要放大倍数足够就可以了。取样放大尽量选择五极管,主要原因是屏流不太随屏压变化,效果更好,当然了,像12AX7这样的三极管也可以,不过对于追求完美的我,最终的结果必然是放两个德律风根ECC803S上去,这样就太过分了。如果选择五极管,可以选择EF95,EF86,E180F等等,我最终选择了EF86,主要是因为EF86的工作电流比较小,此外工作点比较适合我的这个电路,另外EF86有德律风根,大盾,GEC等多个品牌选择,也算和EZ90一样,作为校声的备用手段。

忘记补充了,这个电路输出电压260V左右,输入输出压差70V,图上忘记标了。其实100V更适合ED8000,但是考虑到功耗问题,最终还是忍痛降低到70V,其实如果50V能够很好的工作我宁可选择50V。

下周有空争取把这个电路调试好进行测试,但是如果要试听,需要订新的变压器,因此节前估计是不可能了。从测试性能上讲,317的稳压电路绝对胜出,声音就还真说不好,个人意见是317不会比全电子管稳压要差。

下次讲一些机箱设计的想法和我现在的设计思路。机箱设计我不是专家,我只是按照我的理解来做,难免会有错误的地方,到时候估计高手要见笑了。

luyeallen 发表于 2008-1-12 22:50

大赞!..

牛!..真肯花精力..

locus 发表于 2008-1-13 13:04

热点兄,可喜。上次见你,还在弄推600的放大器。

真高兴看着你越走越高。

herculesvr 发表于 2008-1-13 22:08

稳压的 交流残留噪音和 ripple 具体数据出来了吗?

PS:西安真冷``呵呵

hotpoint 发表于 2008-1-14 02:01

原来测了,看了合格就PASS了,但是数据没SAVE,现在东西拆了正准备装正式机箱,所以等装好再测

hotpoint 发表于 2008-1-17 23:22

贴图贴图

面板做了两次,因为第一次的作坏了(上面的),激光刻字的时候那台机器边缘有枕型失真,打歪了,不爽。于是重新做了一块,就是下面的,把表头窗口减小了,音量旋钮预留了轴承托架,手感更好了

hotpoint 发表于 2008-1-17 23:24

控制开关直接接线显得太不专业了,明显是DIY产品。因此,开关一律加PCB,高品质的接插件和开关是必不可少的。正品NKK开关的手感是毋庸置疑的

hotpoint 发表于 2008-1-17 23:25

前面板和上面的电路终于做好了,摆出来看看还是很COOL的,完全达到了预想的效果。

hotpoint 发表于 2008-1-17 23:30

引用第269楼locus于2008-01-13 13:04发表的 :
热点兄,可喜。上次见你,还在弄推600的放大器。

真高兴看着你越走越高。

那真是好久不见了。这几年刻苦钻研,付出了不少心血,水平也提高不少,虽然翻过来看当年做的机器真的感觉十分幼稚,但是任何都是这么走过来的,每个成品都代表了自己一个阶段的水平。我相信再过几年,回头看现在做的机器,也会觉得有很多不足和需要提高的地方。

nastazi0 发表于 2008-1-18 00:21

引用第56楼千年隼于2007-12-01 03:30发表的 :


呵呵,开关电源的裸体图偶来贴吧,虽然偶对技术一窍不通,但扒名机的衣服是最拿手的,不过这是没经过机主主人同意偷偷干的,大家可别到处宣扬哟^_^

据偶邻居说这台机子的开关电源相当普通,电容电阻的配对也不够精确,但由于NAGRA是专业录音器材制造商,所以采用了专业厂家的常用做法—底版上有几个可调电位器,由其来平衡参数的平衡(记得偶单位以前花了近20万买的BETACAM SP录象机,在首次使用时得由SONY公司的技术员来根据使用的摄象机型号拆开录象机重新调整可调电位器)。
.......

好帖子值得顶。好久没来了,一来就遇上这么好的帖。
原来千年是广播电视行业的。BETACAM SP这机器还很多东西可以调,毕竟是模拟机,SX就不同了,但SX这机器应该可以说是SONY引以为傲的,故障率相对很低,估计SONY是赚不到钱就停产了。

hotpoint 发表于 2008-1-30 18:03

机箱设计与二次测试结果

经过漫长等待,机箱和最终测试版PCB终于到手,花了一个礼拜的事件慢慢装了箱,测试,试听感觉还不错,春节期间利用空闲对机箱屏蔽、振动进行彻底优化,同时对音色进行仔细调整。首先来说说机箱设计的心得。

由于水平还是有限,同时做到小体积高素质,比如nagra那样,我还完全不行,在这种情况下,为了不妥协声音,只好对放大器的体积进行妥协。在不能进行完整EMC测试的情况下,电源分体是保证信噪比的有效手段之一,各种高频干扰都被隔离开。为了达到更高的声道分离度,应该对两个声道进行很好的隔离,相对来讲,中频的声道分离度好做,但是低频和高频方面由于机箱的容性和感性耦合,很容易造成串扰,因此最理想的办法就是,声道分体,也就是4分体。4分体设计实在是太BT了,所以我决定只对电源分体,声道间不分体,而靠金属屏蔽,因为声道分离度相对来讲重要性要低于其他的参数。考虑到再生电源还有一个独立的盒子,这就已经3分体了,不能再多了。

再说结构,用整块铝铣出内部空间然后加盖是最好的手段,无敌的屏蔽,但是在问过成本以后,我彻底打消了这个念头!铁的屏蔽效果是好过铝的,以前我做得机器都是用铁做机壳,专业设备也都是铁皮机箱。但是铝的轻质决定了他可以在实用性和重量上达到最好的平衡,所以这次我采用了铝制机箱。一个方的机箱有6个面,上下左右采用对槽拼接的方式,前后面板用螺丝固定在侧边的立面上,这对板子的厚度有很高的要求。我的侧板选用了12mm厚的,后面板5mm,上下盖板个10mm,材质都是LF6。前面板采用了美国Alcoa的6061-T651铝板,Alcoa的铝板轧制肌理均匀,加工完无形变,因此拉丝和阳极化之后具有很好的视觉效果,同时6061-T651板在阳极化后有技术光泽,也比较好看。

整个机箱全部采用CNC加工,确保加工精度在+/-5丝以内,保证对接精度。最后在装配的时候发现当初的选择是何其正确,虽然付出了巨大的成本,但是装配精度极其完美,螺丝沉孔的定位精度都在0.2mm以内,效果十分震撼。

下面几张是稳压和放大机箱的图片:

http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/IMG_3795.jpg
http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/IMG_3801.jpg
http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/IMG_3788.jpg
表头点亮的效果是这样的!很漂亮


所有PCB仍然是测试版,装机调试过程又发现了一箩筐BUG,有待最终版修正。现在发现BUG越多越好,最好最终版一个都没有。内部图:

http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/IMG_3797.jpg
http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/IMG_3798.jpg

图片只照了两张,也就先这样了,等最后全部完成之后找好相机再多拍留影。


下面来说说当前测试版装箱后的测试情况。

残留噪声已经达到了很好的水平:
http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/2ndtest/volume-min-noise.jpg
音量最小时候输出端的残留噪声:80uV,测试带宽1HZ-100KHZ
http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/2ndtest/volume-max-noise.jpg
音量最大时候输出端的残留噪声:83uV,测试带宽1HZ-100KHZ

两个声道测试结果基本完全一样,基本上这一测试结果已经足够好了。但是,拿FFT看完,还是有改进的余地。50HZ,100HZ和150HZ分别有-105DB,-107DB和109DB的噪音,除此以外基线已经达到-120DB,SORRY图片忘记截了,只能靠嘴,相信看得懂的也知道怎么回事了。也就是说,机箱的屏蔽和接地选择还有提高的余地。下面有些测试要做。先来画一个当前的接地示意图:

http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/gnd1.gif

当前的接地方式各机箱之间靠连线的屏蔽层相连,电器地在放大电路上接地,机箱与市电保护零连接。接地点这个东西基本上完全要靠具体情况分析,现在存在以50HZ为基频的噪音,虽然绝对值已经很低,但是仍然说明地线有可能还有改进的余地,如果采用另外一种方法,可以用如下方式接地:

http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/gnd2.gif

在这种接法中。各机箱之间做单点连接,市电保护零仍然与机箱相连,但是具体连接哪个机箱,要看情况分析,而稳压和放大各自的电器地就近落到本机机箱上。在各种设别都连接的情况下,为了避免地环路的出现,可以将机箱和市电保护零断开,整套录音或者回放系统中只有一个设备与保护零连接,对前级来说,如果不接保护零,就应该采用下面的方法:

http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/gnd3.gif

第二和第三种接法,尤其是第二种,至于屏蔽层在哪端接地还要试验,排列组合有很多种,因此需要有事件的情况下慢慢测试。也许目前的方法已经是最佳,但也有可能有噪音更低的可能,这个需要测试后再看。

带宽方面,线路本身的开环带宽已经轻松超过了1MHZ,因为我的信号发生器最高就到1MHZ,所以测不到下限。高带宽带来的问题就是噪音同样会被放大,为了做好EMC,信号的输入端加了一阶低通滤波器,下限截止频率为450KHZ/-3DB,选在这个频率为了保证在20KHZ基本无衰减,同时相位波动极低。实际的测试结果如下:

http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/2ndtest/Snap18.gif
带宽和相移测试

这个结果就不多说了,基本圆满了,20HZ-20KHZ只有-0.1DB,相移3度,圆满的不能再圆满了。

http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/2ndtest/Snap15.gif
http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/2ndtest/Snap16.gif
http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/2ndtest/Snap17.gif

500HZ,5KHZ和10KHZ下总谐波失真对输出幅度曲线,THD随频率提升很少,4V以下输出幅度保证THD低于-80DB(0.01%),达到设计要求。

频谱测试如下:

http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/2ndtest/Snap5.gif
1V输入,直通放大

这是输入1V,输出5V的FFT,测试频率3KHZ,看着不是很爽,出现了5次、9次和11次谐波。在我百思不得其解的时候,忽然想起了以后大师告诉我的话:“测试过程的部分高次谐波是由于测试源和测试线缆引入的。”这句话一下启发了我,也许这些谐波成份是线缆引入的,于是我将测试线路对接进行了以下测试:

http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/2ndtest/Snap8.gif
测试线缆对接,输出1V

http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/2ndtest/Snap9.gif
测试线缆对接,输出5V

通过这个测试,结果就十分明显了,5,9和11次谐波是由于信号源或者线缆以及测试算法引入的。我的放大器增益15DB,因此很微弱的信号源失真也会被放大,这跟我的放大器没有关系!于是我立刻把源的输出幅度设定到5V,利用放大器输入端的电位器对信号源信号进行预衰减,这时放大电路特性没有变化,只是输入信号被衰减,因此依然可以通过输出幅度反应放大器的特性。测试结果如下:

http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/2ndtest/Snap13.gif
5V输入,衰减后放大,输出幅度1.3V

http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/2ndtest/Snap12.gif
5V输入,衰减后放大,输出幅度2V

http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/2ndtest/Snap11.gif
5V输入,衰减后放大,输出幅度4V

http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/2ndtest/Snap10.gif
5V输入,衰减后放大,输出幅度6V


上面的测试基本可以反应放大器的真实水平,先衰减后放大,THD没有什么改变,但是因为信号源和传输引入的高次谐波被排除,证明不是放大器产生。谐波失真的主要成份是2次,3次的幅度也很低。考虑到目前的测试都是采用单端输入单端输出,如果采用平衡输入平衡输出,预计偶次谐波,也就是二次将会大幅度降低,约6DB,在小信号输出的情况下达到-95DB显然可以达到。

最后是11K+12K CCIF双音互调失真测试:

http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/2ndtest/Snap19.gif
0.5V输入,直通放大

http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/2ndtest/Snap20.gif
2V输入,直通放大

http://www.hifiaudio.cn/gallery/LP1/2ndtest/Snap21.gif
5V输入,衰减后放大,调整输出幅度到和上图一致

线缆引入的互调失真大约3DB,衰减后放大的结果中已经没有高次互调产生的频率成份,只能看到2和3次谐波产生的频率成份!


装箱后的首次测试暂告一个段落,春节期间利用假期将进行地线的仔细优化,同时对放大器音色进行调整,现在高频有点亮,能量平衡感差一些。

要进行进一步测试,看来NI的测试系统已经无法满足需要,等开学以后回学校上AP进行更高精度的测试。但是无论如何,目前的测试结果已经达到设计要求。

sam_0227 发表于 2008-1-30 18:09

太好了,又更新了~!

magic-jiang 发表于 2008-1-30 20:56

看完 震撼
页: 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [14] 15 16 17 18 19 20 21 22 23
查看完整版本: 对HI-END声音的追求无止境-记我设计的LP1参考电子管前级(全文完)