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

arron2004 · 发表于 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。

2b青年爱发烧 · 发表于 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。

arron2004 · 发表于 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？

2b青年爱发烧 · 发表于 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。

woood · 发表于 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。
.......

zhangdu · 发表于 2014-12-17 14:08

继电器+R2R，无视之 [s:5]

zhangdu · 发表于 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！！

woood · 发表于 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]

zhangdu · 发表于 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]

2b青年爱发烧 · 发表于 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。

2b青年爱发烧 · 发表于 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。

2b青年爱发烧 · 发表于 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

2b青年爱发烧 · 发表于 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。

2b青年爱发烧 · 发表于 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。

可以有 · 发表于 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

confucius · 发表于 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。

questioned · 发表于 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

2b青年爱发烧 · 发表于 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？

2b青年爱发烧 · 发表于 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。

questioned · 发表于 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

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