2012年6月20日 星期三

三叔公三十幾年前的DIY耳擴 OP + Class-A

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三叔公三十幾年前就 DIY 過一個耳機擴大機,當時是為了收聽FM廣播不吵到室友而製作的。

雖然是香港雜誌上的線路,但是三叔公依據「線路圖的氣質」判斷,應該是直接來自歐洲。

三叔公說:後來這個耳機擴大機連同 FM Tuner 一起廉讓給同樣組屋在外的室友。
20年後還曾接到老室友在電話裡的讚嘆:「一直都很好聽」。

原來的線路圖已經遺失,三叔公與老室友也已失聯,因此只能靠回憶來重建這個老線路。
(如果有照片,多好!)

根據三叔公的回憶:線路很簡單,就 6.3-0-6.3 變壓器提供 6-0-6 雙電源、741 OP 提供
數倍放大以及單顆 NPN 電晶體 2N2219 提供緩衝。

底下就是根據三叔公的回憶推演出來的線路:





























兩顆電容與 R1 R2 R3 都可以依照 OP AMP 的基本運算取得數值,問題是 R4 該取何值?

根據三叔公的回憶,2N2219 的散熱片是拆船貨,就像太陽發光那樣的輻射狀散熱片,
大概是八個葉片。

長相類似下圖,但是葉片更長:
















2N2219 的最大功率消耗是 800mW,所以上圖中流經 2N2219 的最大電流就是 133 mA,
也就是說 R4 最小可以是 45 ohm。

如果 R4 取 51 ohm,2N2219 的功率消耗是 706mW。

三叔公特別交代,這個線路屬OCL架構,粗心大意的人在 DIY 時出差錯,就會在輸出端出現
足以燒毀耳機的 6V 直流。原線路圖,耳機輸出端是有裝保險絲的。


底下是它的供電:(是很普通還是很實在?)
















PART II 

匈牙利 Heed 公司有推出這種線路架構的耳擴,叫做 CANAMP:
































它把供電壓提高到 +-12V,是為了能推動 32~600 ohms 的所有耳機 。

op 採用 5532,NPN 採用 BD139。這些都很容易購得。

只要您喜歡,op amp 隨您換。(這個是不是叫做「可玩性很高」?)


結論:


低組抗耳機配合 +-6V 版本的線路即可。(外面很多耳擴的輸出組抗恐怕都沒有比它低。
換近代op後會更低)高組抗耳機就配合 +-12V 版本的線路。

成本低廉,值得 DIY。

線路老歸老,架構卻很合理,可以與您相伴20年。



PART III  +-6V供電壓會不會太低?

簡單的答案是:不會。

我們先來看 TL071 的資料單:
















 














從上圖可以看出,供電壓越大,輸出電壓就越高,這是當然的。但是頻寬就不一樣了,
反而是+-5V時最寬。



再來看 NE5534 的資料單, NE5534 的供電壓範圍是+-3V 到+-20V


















 





再看比較近代的 OPA134,供電壓範圍是+-2.5V 到+-18V


































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11 則留言:

  1. 我之前看了你的這篇文章,然後做出一台,這台真的是非常有A類的感覺,因為接上之後音色就只靠OP來潤色。如果是使用LME49720 這種完全透明的OP就真的有接跟沒接聲音一樣。不過我蠻喜歡的,雖然他很像監聽用途的耳擴。感謝你分享的這篇。
    我的LME49720在這:
    https://images.plurk.com/47Pm4DgxbmMkdnvhzqkA3G.jpg

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    1. 整部圖在這:
      http://images.plurk.com/6F5gdSaUx.jpg

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  2. 您好,看到您這篇文章之後,很好奇三叔公這個耳擴的聲音會是怎樣? 於是也去買了OP741以及2N2219,但是敝人不是科班出身,只會照著電路圖及零件表裝配,不會計算電路上的電阻、電容到底該用多大的數值、功率及耐壓,可否請您再補充一下該準備的零件,讓我有機會可以聽聽這個充滿回憶味道的耳擴,謝謝!

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    1. 這個線路適合已經了解OP工作原理的人來組裝,
      因為一旦失誤,輸出出現直流,就必然燒毀耳機。

      這個線路僅包括 OP、電晶體緩衝器以及電源三部分。

      這三部分的原理都很簡單,還是鼓勵您研究一下。

      它不適合「按圖施工」,因為您要會算 2N2219、R4
      的功率消耗,才不會發生「一開始都可以,後來就燒毀耳機了」的慘劇。



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  3. 感謝回覆也謝謝您的鼓勵,看來我要好好努力去學習電路原理,期待有一天,我可以把這個三叔公耳擴做出來。謝謝!

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  4. 音響技術 81 期 非常接近這線路, 請參考:
    https://picasaweb.google.com/103940469818196093554/81A?authuser=0&feat=directlink

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    1. 可以說是一樣的。OP n倍放大 + buffer ,再過三十年,應該還是一樣的。謝謝提供珍貴資料。

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  5. 請問三叔公,關於R4的計算方式,有公式套用嗎?
    電路目前我已經Laout出來了 (2N2219A與BD139兩種版本都有Laout)
    變壓器也訂做好了(DC 7V-0-7V)
    R4我目前設定在50歐姆,會不會太低了呢?

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  6. 1.
    R4 的兩端是0V及負電壓。因此可以算出靜態電流。

    有了靜態電流就可以算出 2N2219 的功率消耗。

    2N2219的功率消耗要多少才安全,又與理論、實際供電壓高低、
    環境溫度高低、散熱片大小...等等因素有關。

    50到100之間有多種阻值,都可以拿來實驗看看。

    2.
    變壓器如果訂做6.3V,將來還可以給真空管的燈絲用。

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