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标题: 我想我已经找到影响耳放失真（以及由此带来的听感）最大的原因了 [打印本页]

作者: 2b青年爱发烧 时间: 2014-12-15 21:09
标题: 我想我已经找到影响耳放失真（以及由此带来的听感）最大的原因了
我认为这个原因甚至可以解释为什么那些失真只有0.0000X%的运放们为什么听起来会不一样。
至于到底是什么原因，先让你们猜猜。

作者: 2b青年爱发烧 时间: 2014-12-15 21:11
对了，这个原因首先有个前提那就是放大器本身失真足够低，比如低于0.0001%。你要拿个失真1%的胆机来说的话那我必须承认，影响那玩意儿的失真最大因素是胆。

作者: zhangdu 时间: 2014-12-15 21:57
[s:2] [s:2] [s:2]
现在我更关心供电和驱动能力，什么失真，jitter，我都选择无视

作者: 2b青年爱发烧 时间: 2014-12-15 22:11

引用第2楼zhangdu于2014-12-15 21:57发表的 :
[s:2] [s:2] [s:2]
现在我更关心供电和驱动能力，什么失真，jitter，我都选择无视

早说了你应该买个旗舰级的耳机，那样至少能分辨出NE5532和LM833的声音区别。

作者: reent 时间: 2014-12-16 00:08
一看题目就知道谁发的贴 [s:2]

作者: 小耳朵大世界 时间: 2014-12-16 00:24
二B终于不再偏信前端，正视终端了 [s:2]

作者: zhangdu 时间: 2014-12-16 07:58

引用第3楼2b青年爱发烧于2014-12-15 22:11发表的 :

早说了你应该买个旗舰级的耳机，那样至少能分辨出NE5532和LM833的声音区别。

我也想啊，但是需要投资啊，钱总是不够用撒！！
话说最近X东搞活动，HD650 只要2100，感觉很便宜啊，但是还是舍不得下手！！ [s:2]

作者: 打脸专用3 时间: 2014-12-16 08:16

引用第6楼zhangdu于2014-12-16 07:58发表的 :

我也想啊，但是需要投资啊，钱总是不够用撒！！
话说最近X东搞活动，HD650 只要2100，感觉很便宜啊，但是还是舍不得下手！！ [s:2]

通过一个本身的失真比电路的失真大1至3个数量级的旗舰耳机来分辨前端？

这种可能性大么？

作者: 2b青年爱发烧 时间: 2014-12-16 18:34
看来大家都没兴趣，可惜啊。

作者: zhangdu 时间: 2014-12-16 19:11

引用第8楼2b青年爱发烧于2014-12-16 18:34发表的 :
看来大家都没兴趣，可惜啊。

求细说嘛

作者: 2b青年爱发烧 时间: 2014-12-16 19:46

引用第9楼zhangdu于2014-12-16 19:11发表的 :

求细说嘛

这个东西其实应该不是我发现，而是早有人意识到并且在设计中采取措施。可惜以前我没意识到这个问题的严重性，以至于对某些缓解该问题的电路看不明白，不知道人家为何这么做。
现在明白了再看那些电路，有一种恍然大悟的感觉。

作者: 可以有 时间: 2014-12-16 20:05
[s:2] [s:2] [s:2] [s:2]

作者: 2b青年爱发烧 时间: 2014-12-16 22:17
我可以先告诉你们答案，那就是电位器
至于为什么，你们可以再猜猜。

作者: zhangdu 时间: 2014-12-16 22:17

引用第10楼2b青年爱发烧于2014-12-16 19:46发表的 :

这个东西其实应该不是我发现，而是早有人意识到并且在设计中采取措施。可惜以前我没意识到这个问题的严重性，以至于对某些缓解该问题的电路看不明白，不知道人家为何这么做。
现在明白了再看那些电路，有一种恍然大悟的感觉。

求细细说

作者: reent 时间: 2014-12-16 23:10
排队等细说

作者: arron2004 时间: 2014-12-17 01:13
猜错了，编辑掉

作者: ztwindwalker 时间: 2014-12-17 06:45

引用第12楼2b青年爱发烧于2014-12-16 22:17发表的 :
我可以先告诉你们答案，那就是电位器
至于为什么，你们可以再猜猜。

求不黑嘛，人家紫牛萌萌哒……

作者: zhangdu 时间: 2014-12-17 08:47

引用第12楼2b青年爱发烧于2014-12-16 22:17发表的 :
我可以先告诉你们答案，那就是电位器
至于为什么，你们可以再猜猜。

莫不是串扰？

作者: zhangdu 时间: 2014-12-17 08:48
其实我还想歪个两层楼，一般你们都用啥layout软件，我这也想打个板子玩玩！！ [s:2]

作者: questioned 时间: 2014-12-17 10:13
b老板你若干年前不就发过类似帖子了么……

作者: arron2004 时间: 2014-12-17 10:35

引用第18楼zhangdu于2014-12-17 08:48发表的 :
其实我还想歪个两层楼，一般你们都用啥layout软件，我这也想打个板子玩玩！！ [s:2]

我用allegro，仿真和布线都是orcad套件，图个简单。其实，只要用熟练了约束配置，allegro自动布线工具很厉害，省了很多事。

作者: 2b青年爱发烧 时间: 2014-12-17 12:30
OK，让我们继续。
上次我告诉了你们电位器引入的串扰对声场有很大影响，但这次说的不是这个。这次是说电位器造成的非线性失真
可能你会问电位器不就是电阻吗？怎么会有非线性失真？且听我慢慢道来。

作者: arron2004 时间: 2014-12-17 12:35
电位器后面，往往会跟一个低通滤波电路，电位器调节过程中，这个低通滤波电路的特性会有改变，会影响传递特性。是说这个吗，B爷？

作者: 2b青年爱发烧 时间: 2014-12-17 12:43
我曾提到过“放大器输入阻抗的非线性”，说到这一点你就明白了，这非线性失真是由输入阻抗的非线性带来，而不是电位器本身。当一个具有非线性输入阻抗的电路前面串联一个阻值相当的电阻时，失真就产生了。

对于一般的BJT输入型放大器，输入阻抗是比较低的。比如5534，说明书上写最小30K，典型100K，这与常用的50K电位器是在一个数量级。当BJT的输入阻抗随电压幅度而变化时，输入到放大器的信号就会产生失真——这个失真不是放大器本身产生的，而是输入时就有了。那就意味着哪怕放大器本身失真为0，最终的输出仍然有失真！

这个问题是客观存在的，不以人的意识为转移。放大器输入阻抗和前面串联电阻比值越小，非线性越明显，这个失真越严重。可惜的是，关于输入阻抗的非线性，SPICE模型里是没有的，也就是说，在仿真中是无法体现出这个东西的。但是如果你自己用分立元件画一个电路图进行仿真，那就可以看到这个现象。

说到这里，你可能会说，既然BJT输入型的输入阻抗小，那么使用FET输入型的不就OK？
我要说，想法很好，但毕竟too young too simple。为什么？且听我下回分解。

作者: woood 时间: 2014-12-17 14:04
这个验证起来也简单 ... 弄个跨导型的音量控制前置看会不会有影响 ...

串扰确实很DT，形体变大模糊 ...

引用第23楼2b青年爱发烧于2014-12-17 12:43发表的 :
我曾提到过“放大器输入阻抗的非线性”，说到这一点你就明白了，这非线性失真是由输入阻抗的非线性带来，而不是电位器本身。当一个具有非线性输入阻抗的电路前面串联一个阻值相当的电阻时，失真就产生了。

对于一般的BJT输入型放大器，输入阻抗是比较低的。比如5534，说明书上写最小30K，典型100K，这与常用的50K电位器是在一个数量级。当BJT的输入阻抗随电压幅度而变化时，输入到放大器的信号就会产生失真——这个失真不是放大器本身产生的，而是输入时就有了。那就意味着哪怕放大器本身失真为0，最终的输出仍然有失真！

这个问题是客观存在的，不以人的意识为转移。放大器输入阻抗和前面串联电阻比值越小，非线性越明显，这个失真越严重。可惜的是，关于输入阻抗的非线性，SPICE模型里是没有的，也就是说，在仿真中是无法体现出这个东西的。但是如果你自己用分立元件画一个电路图进行仿真，那就可以看到这个现象。
.......

作者: zhangdu 时间: 2014-12-17 14:08
继电器+R2R，无视之 [s:5]

作者: zhangdu 时间: 2014-12-17 14:10

引用第20楼arron2004于2014-12-17 10:35发表的 :

我用allegro，仿真和布线都是orcad套件，图个简单。其实，只要用熟练了约束配置，allegro自动布线工具很厉害，省了很多事。

阿里狗啊，这么高端，这个软件的设置是相当相当的复杂啊，我就是害怕这么复杂的东东，E文又不好，就想着找个简单的，protel99se倒是特别简单，但是它自带的画电路图的部分，实在是太蛋疼了，特别是在我用习惯了cadence以后！！

作者: woood 时间: 2014-12-17 14:12
这货成本太高了 ... 不是据说有集成的片子了么？

引用第25楼zhangdu于2014-12-17 14:08发表的 :
继电器+R2R，无视之 [s:5]

作者: zhangdu 时间: 2014-12-17 15:08

引用第27楼woood于2014-12-17 14:12发表的 :
这货成本太高了 ... 不是据说有集成的片子了么？

这货成本已经很友好了，继电器大概三五块一个，8个基本就够用了，要求高一点12个，16个就已经丧心病狂了，电阻嘛，基本上就普通的就可以了，不过还需要一个单片机系统和软件的投入，但是也很简单；
比那些个分段旋转开关做的好很多，还动不动就两三百起步，甚者万儿八千的，关键是只有三四十个档位 [s:2]

集成的片子嘛，有相TI家的专用调节音量的，也有本来是做DAC的R2R阵列芯片，AD家有，前几天夜惊风大侠不是还说买了一大堆么，具体型号忘记了，听他意思挺好用 [s:2]

作者: 2b青年爱发烧 时间: 2014-12-17 18:48
OK，继续。
上回说到用FET做输入是一个很好的想法，因为输入阻抗非常高，电位器那点阻值比起来简直忽略不计。但是，输入阻抗之所以叫输入阻抗而不叫输入电阻，那当然是因为还有电抗成分的存在。对于FET（包括BJT）输入，输入电容是无法去除的寄生参数。而且，这种寄生电容主要由晶体管的势垒电容和扩散电容组成，而这两种电容都是非线性电容，同样是非线性的输入阻抗。
因此，在高频段，FET输入的放大器同样无法避免由此带来的失真。

作者: 2b青年爱发烧 时间: 2014-12-17 18:48
要想改善这个问题，直觉告诉我们需要减小电位器的阻值，使其远小于放大器端的输入阻抗。这样一来由于输入阻抗非线性带来的失真就可以小到忽略。

然而，受限于前端的推力，电位器阻值太小会降低整个耳放的输入阻抗，加重前端（DAC）输出级的负担，造成DAC输出级的失真变大。

所以有人采用了比较复杂的办法：耳放输入端先弄一个运放跟随器做缓冲，然后再接一个阻值较小的电位器（比如10K），然后才是正常的放大部分。这个耳放就是O2，不得不承认其设计者是一个经验老道的家伙，这么一来可以将整个耳放的失真降至极低的水平。

作者: 2b青年爱发烧 时间: 2014-12-17 18:58
但是，这种方法还是显得麻烦，那么有没有其他的解决办法呢？当然有！
那就是反相放大

作者: 2b青年爱发烧 时间: 2014-12-17 19:05
上次我说到，有些运放反相放大时失真明显更低。当时我说原因应该是由于共模抑制比的原因，现在看来，当时毕竟too young too simple，naive。
反相放大与正相放大相比，信号输入端输入的是“净·差分信号”，可以认为是一个没有输出阻抗的理想信号源，而且信号幅度极其微小，放大器的输入阻抗对其影响极小。所以这种模式避开了由于输入阻抗非线性带来的失真，可以完全发挥放大器本身的水平。

作者: 2b青年爱发烧 时间: 2014-12-17 19:13
最后，让我们来总结一下这次学到的东西。

第一，本身输入阻抗较低且具有输入阻值非线性的放大器（例如输入级是单级BJT，没有达林顿）前端串联一个阻值相当的电阻，那么会引入失真。这个失真我还没找到学术上的名称，姑且就叫接口失真（Interface Distortion）吧。

第二，FET输入的放大器在中低频段可以忽略这种失真，但是在高频段同样不能幸免。

第三，提高放大器输入阻抗与前端串联电阻之比的比值可以减小这种失真。

第四，放大器采用反相放大的方式可以把这种失真最大化减小。

作者: 可以有 时间: 2014-12-17 21:00
电位器选小点，在其他论坛听看一位已逝的高手的文章里说过。不服他的人把它气死了，论坛战争。
我看他的文章时他人已不在了。很可惜，他的实战经验理论是说不清楚的

作者: confucius 时间: 2014-12-17 21:15

引用第26楼zhangdu于2014-12-17 14:10发表的 :

阿里狗啊，这么高端，这个软件的设置是相当相当的复杂啊，我就是害怕这么复杂的东东，E文又不好，就想着找个简单的，protel99se倒是特别简单，但是它自带的画电路图的部分，实在是太蛋疼了，特别是在我用习惯了cadence以后！！

protel实在是old chestnut，老掉牙的东西。我平时用altium designer 14，用着很顺手。新版15不知道有何改进。

作者: questioned 时间: 2014-12-17 23:15
fet输入电容很大么……
这是opa1612的

这是AD823的

这是ADA4627的

高下立判
顺便吐槽下AD797的输入电容大的要死，AD797真是各种崩

作者: 2b青年爱发烧 时间: 2014-12-17 23:16

引用第34楼可以有于2014-12-17 21:00发表的 :
电位器选小点，在其他论坛听看一位已逝的高手的文章里说过。不服他的人把它气死了，论坛战争。
我看他的文章时他人已不在了。很可惜，他的实战经验理论是说不清楚的

莫非是勃总？

作者: 2b青年爱发烧 时间: 2014-12-17 23:18

引用第36楼questioned于2014-12-17 23:15发表的 :
fet输入电容很大么……
这是opa1612的

这是AD823的

.......

1612是BJT输入
然后其实现在的运放输入阻抗都很高了，不管是BJT还是FET。主要是以前的老运放输入阻抗比较低。

作者: questioned 时间: 2014-12-17 23:24

引用第38楼2b青年爱发烧于2014-12-17 23:18发表的 :

1612是BJT输入
然后其实现在的运放输入阻抗都很高了，不管是BJT还是FET。主要是以前的老运放输入阻抗比较低。

我就是说bjt的opa1612输入电容其实比FET的AD823还要小啊~
AD797才是大，有20pf，而最新的超低失真的ADA4898就只有不到5pf

作者: 2b青年爱发烧 时间: 2014-12-17 23:29

引用第39楼questioned于2014-12-17 23:24发表的 :

我就是说bjt的opa1612输入电容其实比FET的AD823还要小啊~
AD797才是大，有20pf，而最新的超低失真的ADA4898就只有不到5pf

相同技术下BJT的输入电容确实比FET小，这是结构决定的。这些年工艺技术进步快，所以新品的寄生参数越来越小了。

作者: 可以有 时间: 2014-12-18 03:34

引用第37楼2b青年爱发烧于2014-12-17 23:16发表的 :

莫非是勃总？

是他，我记性很不好，

作者: 打脸专用3 时间: 2014-12-18 04:53

引用第39楼questioned于2014-12-17 23:24发表的 :

我就是说bjt的opa1612输入电容其实比FET的AD823还要小啊~
AD797才是大，有20pf，而最新的超低失真的ADA4898就只有不到5pf

CA3140 也不大的，多少年了

作者: zhangdu 时间: 2014-12-18 08:13
我一般都会在放大器的输入端并一颗10k电阻对地，或者使用阻值较小的电位器，基本都是用20k的，看到那些用50k和100k的，其实我很佩服他们的胆量，倒不是因为你在这里说的什么非线性，我不知道这个，但是我觉得输入阻抗做得太高，非常容易引入噪声和干扰，这要处理好也不容易！！

之前也看到过本坛的老前辈（ID忘记了）说过，放大器的输入端对低电阻超过2k，就会有耦合噪声的问题 [s:2]

作者: cartoonhero 时间: 2014-12-20 14:50
也就是说，白牙A1的输入部分是一个很优秀的例子了

作者: method 时间: 2014-12-20 15:30
『今天的2b青年爱发烧高等教程就到这了，下一帖我们同一时间再见！』有种这样的感觉。

不过，应该不只电位器是非线性吧？ [s:17]

作者: cqxl 时间: 2014-12-22 18:05
我现在听的49600耳放就是10K的ALPS27型电位器，TI原理图上也是推荐的10KA

作者: 白老大 时间: 2014-12-28 16:20

引用第46楼cqxl于2014-12-22 18:05发表的 :
我现在听的49600耳放就是10K的ALPS27型电位器，TI原理图上也是推荐的10KA

电位器影响是不少,失真并非影响耳放好环最大的因素! 音色决定耳放是否适合你.

作者: 白老大 时间: 2014-12-28 16:23

引用第46楼cqxl于2014-12-22 18:05发表的 :
我现在听的49600耳放就是10K的ALPS27型电位器，TI原理图上也是推荐的10KA

前端输出阻抗决定你要用怎么电位器,前端输出阻抗高,只能用高阻值!

作者: 蓝子风 时间: 2014-12-29 10:53
楼主呀，莫忘了负反馈的存在，想下负反馈对阻抗的影响？没记错的话，5532标的是开环阻抗吧，如果有负反馈的存在，实际电路中的阻抗就。。。。。。

然后还有一个，关于电位器影响失真的说法，个人其实也算认同的吧，不过触发的角度不是楼主那个方向，而是说从阻尼系数校正上来说的，打个比方很多人中学时都学过，开关电路如果直连没有串联一个电阻，很容易方波过冲。这就是阻尼系数的体现电位器在不同音量上的时候这个系数会有很大的变化，所以实际厂机中很多会在电位器输出端直接并一个小容量的电容进行对应的补偿，这也是很多厂机的无源前级中的猫腻，仔细留意下之前泄露出来的一些无源前级的拆机图片就知道了。虽然很多人认为这个只是一个低通电路，但实际测试的话会发现这样补偿后确实失真会小很多。

关于运放的输入电容参数，其实影响比我们预计的要小，比如常用的50K电位器来算，如果是20P的输入电容，那么对应的-3DB点会在哪呢？实际是很高的。

关于电位器值的问题，要看对应的前端选择的，就拿MBL6010来说，CD输入是直接到10K电位器的，而TAPE输入则是经过一个缓冲后才到10K电位器。那么问题来了，为什么要这么做呢？

作者: 2b青年爱发烧 时间: 2014-12-29 13:05

引用第49楼蓝子风于2014-12-29 10:53发表的 :
楼主呀，莫忘了负反馈的存在，想下负反馈对阻抗的影响？没记错的话，5532标的是开环阻抗吧，如果有负反馈的存在，实际电路中的阻抗就。。。。。。

然后还有一个，关于电位器影响失真的说法，个人其实也算认同的吧，不过触发的角度不是楼主那个方向，而是说从阻尼系数校正上来说的，打个比方很多人中学时都学过，开关电路如果直连没有串联一个电阻，很容易方波过冲。这就是阻尼系数的体现电位器在不同音量上的时候这个系数会有很大的变化，所以实际厂机中很多会在电位器输出端直接并一个小容量的电容进行对应的补偿，这也是很多厂机的无源前级中的猫腻，仔细留意下之前泄露出来的一些无源前级的拆机图片就知道了。虽然很多人认为这个只是一个低通电路，但实际测试的话会发现这样补偿后确实失真会小很多。

关于运放的输入电容参数，其实影响比我们预计的要小，比如常用的50K电位器来算，如果是20P的输入电容，那么对应的-3DB点会在哪呢？实际是很高的。
.......

注意主要的问题不是输入阻抗大小，而是其非线性。用分立元件搭一个电路仿真试试看你就知道了。
另外你说的过冲应该和失真没有关系。无源器件组成的电路有过冲那是电感电容组成二阶电路造成的，电路本身还是线性的，只是在高频处频响会有凸起，不会有新的谐波产生。

作者: 蓝子风 时间: 2014-12-29 14:32

引用第50楼2b青年爱发烧于2014-12-29 13:05发表的 :

注意主要的问题不是输入阻抗大小，而是其非线性。用分立元件搭一个电路仿真试试看你就知道了。
另外你说的过冲应该和失真没有关系。无源器件组成的电路有过冲那是电感电容组成二阶电路造成的，电路本身还是线性的，只是在高频处频响会有凸起，不会有新的谐波产生。

恩，变化量这个问题要看数量级的。我打个比方，你从10M的容量，而阻抗在100欧内变动。你觉得会是如何呢？

你说的问题其实是大小电流下晶体管特性的变化导致的吧，在负反馈下这个变化量会十分十分的小，不信你用同样的参数搭一个开环放大，再加上负反馈测下？

那个阻尼特性变化带来的谐波，建议你搭一个电路实际测试下就知道我说的意思了

作者: 小x烧 时间: 2014-12-29 20:24
正向放大时，通过负反馈，大部分输入信号通过共模抵消在差分输入级，这一级上的电流变化量极其微小

作者: 2b青年爱发烧 时间: 2014-12-29 22:24

引用第51楼蓝子风于2014-12-29 14:32发表的 :

恩，变化量这个问题要看数量级的。我打个比方，你从10M的容量，而阻抗在100欧内变动。你觉得会是如何呢？

.......

我就用最近仿真的那个电路来说吧，把输入级的互补达林顿去掉，只留下单纯的互补BJT输入，输入1K正弦，不串联电阻，输出Vpp和THD：3.12775，9.41036e-006%
输入端串联47K电阻后，输出Vpp和THD：3.11178，0.00158778%
从输出Vpp变化可知在负反馈作用下放大器输入阻抗高达9.158M，串联一颗0.047M的电阻（输入阻抗0.5%左右）后THD上升了一百多倍。

作者: 2b青年爱发烧 时间: 2014-12-29 22:30
另外过冲造成失真这个确实很难理解。电压突变造成过冲一般是在输入含有很高频率成分的情况下才发生，正常的音频领域不应该有那么高的频率成分。当然说到这个就有点像TIM了，在很高频率成分作用下系统内部过载然后影响低频（音频）部分的信号并造成失真。但是由前端-信号线-插接件-电位器组成的系统如何会产生这样的失真，超出我的想象。

如果这个现象是真的存在，或许可以用来解释信号线造成的声音差异？

作者: zkw111 时间: 2014-12-29 22:57
时隔一年！发现2B青年实力大增！要是能数学上建模说明一下就好了！

作者: lzxzyp 时间: 2014-12-31 14:06

引用第1楼2b青年爱发烧于2014-12-15 21:11发表的 :
对了，这个原因首先有个前提那就是放大器本身失真足够低，比如低于0.0001%。你要拿个失真1%的胆机来说的话那我必须承认，影响那玩意儿的失真最大因素是胆。

THD+N低于0.0001%就是-120dB了，麻烦你给我找个有这样指标的耳放产品看看。。

作者: fanzhenbo 时间: 2015-1-8 08:43
反向放大更没法加电位器了

作者: supersuper 时间: 2015-1-8 17:37

引用第55楼zkw111于2014-12-29 22:57发表的 :
时隔一年！发现2B青年实力大增！要是能数学上建模说明一下就好了！

记得你去年，高考吧

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