超級耳放 ——晶体管功放直推耳机不完全应用篇

四季青

[B]【重要提示】[/B]本文涉及方法虽经实际验证，但不保证阁下耳机的绝对安全，请斟勺使用；特别是低阻耳机，请勿照搬照抄。

[B]1 “咸鱼翻身”的故事[/B]
南京，2004年2月14日午夜。
发烧鱼拿出了一端装有6.35插座，另一端有4个接头的一根转接线，解释说是用它接音乐传真A500，在家推HD580试用的。
甲类40W的功放直接耳机？K1000是这么接的，刚才听了半夜的HD580、600和K240DF也能这么接吗？
将信将疑中，把刚才表现颇为不佳的600从耳放中拨出，接入了这根转接线的插座。随着音量电位器的转动，克莱巴指挥下的贝五传入了耳中。这是表现平庸而处于完败的600吗？是台湾评论家所说的缺乏热情的600吗？不，它表现出以前未有过的大气、醇厚，以热情饱满、动态澎湃地演释着贝多芬。
原来HD600的声音是可以这样的!!!
“咸鱼翻身”，几天后几篇评测文章中频频出现了这个字眼。
(耳机大家坛精华区，股龙王《与音乐跨越时空的亲密接触》 CANDEY《诸神之灭》。)
用A500直驳耳机，这是“咸鱼翻身”的故事


图一：A500直驳K240DF系统照片

[B]2功放会不会烧耳机？[/B]
功放直驳耳机，几个月的时间过去了，至今还有不少朋友觉得不可思议：几十瓦的功放接耳机，这些耳机承受功率仅为200mW(0.2W)这么小，是不是接上去就会烧掉？
物理书的有这样的公式描述功放的输出功率：
P=U^2/R
P为输出功率，
U为输出电压(^2是平方的表示)，它与工作电压相关，可视为常数。
R为负载的阻抗。
A500的输出功率在R=8欧时为40W，当耳机的阻抗变化时，输出功率有如下的变化：
耳机型号        阻抗(欧)        输出功率(W)
K1000                120                   2.67
HD600                   300                   1.07
K240DF                  600                   0.53
由此可发现，随着耳机阻抗的提高，功放的输出功率下降很大。功放直驳耳机，只要注意调节好音量，通常这点功率根本烧不了耳机。
[I]资料链接：[/I]
[U]K501烧了[/U]
一名K501用户，使用有A、B两组喇叭插座的AV100W功放，A接喇叭，B接耳机，误将喇叭组选择在A+B模式，大音量、长时间播放DVD碟片。由于音箱的声音完全压住了耳机的声音，长时间未觉察耳机也同时接入。最后，501驱动单元被烧毁。由于高温，音圈上漆包线的涂层油漆已气化，震膜已染成了一片红色。

[此贴子已经被作者于2004-5-24 19:42:12编辑过]

四季青

[B]3 功放与耳机的连接[/B]
用功放来直推耳机，首选得DIY一根转接线。
这是我做的转接线的一种，图中的水泥电阻是供电子管功放使用的，与本文无关。一端接6.35的耳机插座，这是带锁紧的音王插座，线材为台湾瑞宝的喇叭线，另一端接的是接线叉。为省约成本，可以用普通6.35插座，安装在小塑料盒中，线材可以用较细的专业信号线，另一端接香蕉插头使用也很方便。如果同样还拥有K1000，可以接一个四芯卡农插头，直接连接K1000附带的卡农插座。


图二　DIY的转接线
接线叉（或香蕉插头）直接与功放的相应输出端连接。


图三　直接与功放相连接

[B]4　功放的选择[/B]
功放的选择很为难，A500无疑是属于合适的HI－FI放大器，配合的效果很不错。但毕竟是一款老机，除了二手，市场上早就被新款的取代了。对功放直推耳机感兴趣的朋友可以在市场上找找价廉物美的国产功放(纯音乐功放)，也可以试试手中现有的器材。
选择的几个原则：
1　合理的电路结构
甲类放大器无疑是比较适合的，听感较乙类放大器淳和甜美，而乙类功放通常声音发硬，高频发飘。由于推耳机时输出功率很小，一些甲乙类的中小功率放大器基本工作于甲类状态亦可满足。
2　极高的信噪比
作为直推耳机的功放，一定要有很好的信噪比指标。如果用HD600试听时，在不接入CD机信号时，音量电位器打到9点时不应听到可闻噪声。不要光看说明书，要用耳机实际试听。
国产相当一部分功放是无法满足这个条件的，在一家专营HI－FI国产优秀器材的发烧公司中，全新的某款场效应管输出的甲乙类功放，在音量电位器关到底的情况下，“丝丝”噪声清晰可辨，有明显的本底噪音。某款全新的带平衡输入输出的前后级功放，一个声道竟然出现了“嘟~嘟”的自激声。
3 尽可能低的失真
主要是放大器的谐波失真和互调失真。如甲类放大的话，谐波失真主要是偶次谐波失真，可不作太多的要求，互调失真应尽可能的小。
在试音时可以用钢琴的高音、女声及小提琴试音。
4　适宜的阻尼系数
功放的阻尼系数应合适。在推耳机时，通常功放的阻尼系数过大。这个问题我放到下节详细来讨论。
[I]资料链接：[/I]
[U]1W订来的功放作价3K蹬了[/U]
发烧鱼为了推好他手中的K1000，曾试过相当多的功放，但一直不满意。见南方某款新推出的80W巨无霸纯甲类功放指标和介绍相当理想，打款1万订制了它的十全大补版。
收到的功放，外形极炫，内部的器件材料及做工非常豪华，完全是高价补品级的器件的集成。推音箱时，对其音质颇为满意。旋即接K1000，尽管有着华丽的中高频，但几无低频的K1000，让发烧鱼极为不满。几日后，这台订价上万的功放，作价3千处理给用音箱的朋友。声音干、低频紧少的原因是明显是功放阻尼过大。于是，发烧鱼同志每次在向后人推荐K1000的时候，总是谆谆教导说，一定要找个阻尼适宜的功率放大器。

四季青

[B]5 阻尼系数[/B]
放大器的阻尼系数是什么？
它定义为负载阻抗与放大器的输出阻抗之比，通常会标称是80~200，甚至更大。它是描述放大器在信号消失后控制震膜运动的能力。
这里阻尼系数的标称值，其负载阻抗和输出功率一样，同样以8欧为标准的，这点作为耳机烧友不可不察。如果我们将240DF的600欧阻抗代入，放大器的阻尼系数会大到让我们口瞪目呆。
我们来看看这张图，理解一下放大器内阻对声音的影响。


图四 放大器内阻的影响
当放大器受到一个输入的激励信号，经放大后驱动负载(耳机)。放大信号流过音圈与磁场作用，带动震膜向前推进。当这个激励信号消失后，已推到前面的震膜在支架和自身弹性的作用下，震膜将迅速复位。在回落运动中，线圈切割磁力线而产生了一个反电动势E，阻碍震膜的复位。
此时，放大器的内阻R0，实际上就是这个电动势的泄放回路中的电阻，R0越小，反电动势消失越快，震膜回落越迅速。
通常情况下，低频信号产生的振幅较大，所以阻尼系数主要是针对低频信号而言的，放大器内阻越小，反向电动势越容易消除，也就是说，放大器对低频控制力越强。
负载阻抗越小(低阻)、驱动器震膜冲程越长(小口径、长冲程喇叭或耳机)，就要求放大器的内阻越小，以增加低频控制力。
并不是阻尼系数越大，声音越好听的。不同的阻尼，下降沿不等延时，造成了不同的放大器不同的声音。由于电声器件的非线性，设计者在设计放大器过程中针对不同的喇叭(耳机)进行校音，从而造就了一代又一代的天仙配神话。
请注意到功放是为驱动低阻的喇叭而设计的，当我们用来驱动耳机时，它的内阻相对耳机阻抗来说，实才是太小了，此时的阻尼系数可达K级。
在过阻尼下，耳机尽管得到了足够的功率驱动，但中高频过于凸出，低频声发干。在短时间聆听过程中，你会被耳机的声音所鼓动，时间稍长(通常半小时以上)，就会感到声音发冲，头部肿胀感明显，是种不耐听的声音。
发烧鱼为K1000贱卖功放及电视戏说240DF在功放推动下的神经质，其实本质都是功放的阻尼过高所造成的现象。

[B]6 A500阻尼的调整[/B]
发烧鱼的这台40W的甲类音乐传真A500功放，其阻尼系数并不算大， 是一款推K1000比较理想的放大器。但用于推300欧的HD600进听起来就有些过阻尼，而推600欧的240DF更是有不少的问题。
降低阻尼的方法最简单的方法，莫过于在耳机上串接一个小电阻。
此时放大器本身内阻值基本可忽略，串联的电阻并不影响耳机上得到的功率，但大大增加了反电动势泄放回路的电阻，从而降低了系统的阻尼系数。调整这个电阻即调整了系统的阻尼。
图中所示方法就是加接了电阻的转接线，电阻加装在图一的插座内了。


图五 功放与耳机的连线示意图
电阻的阻值是通过无数次调整才能确定，声音干、中频冲说明阻值太小，而低音混浊、中高频发暗则是欠阻尼。
在A500上，针对不同的耳机，建议电阻值如下：
耳机型号                阻值(欧)        说明
K1000                0                       
HD600                3                        超过5欧，低音开始混浊
K240DF                15                        超过24欧，将失去其中高频的优势
K501                        6~8*                估计值，未经验证
……
HD600在耳机中是属于长冲程，需要较高的低频控制能力，加入的电阻值比较小，K240DF是副高阻耳机，低频本身就比较少，所以采取较高的阻值，而K501的阻抗并不很高，其它与240DF相仿，也需要接入较高的电阻。

[B]7 题外话[/B]
没想到这两个小电阻能引出这么一大段话，糟糕的是在写这个帖子的时候又出现了不少新的思路，还是紧急刹车，有机会以后再谈吧，标题也改成了“不完全应用”。
这根转接线，应该完全可以DIY的。仿照图五，确定耳机插座的左L右R声道的对应焊片，焊上电阻，电缆及接口。
电阻应该根据自己的功放、耳机和自己的听感调试而定。
这两个电阻对放大器有一定的保护作用，当耳机插拨时瞬间，短时间内承受了全部的功率。
鉴于动圈式耳机的工作原理， 如果在放大器末端模仿压电式耳塞加入“高”阻值的电阻的话，估计得到的类似PC耳麦的音色。当然，大家也不妨试试。

zfemail

开始我也很担心，所以挑小功率的公房试，呵呵，昨天我去试听单端30W的公房，每声道2个KT88，低音和气势效果不同而语，跟老板商量好换机方案，下周就换公房推KK。。。

recorders

好文，我很早已经这么做了。但是要选好功放，太便宜的功放就不要考虑了，像我这样换过万的功放推600，很棒的。

嘀咕

呵呵，年初跟甩师傅咨询耳放的时候就想到要这样子做了，主要是考虑了其他方面的问题........

股龙王

这样精品要顶

四季青

过于昂贵的功放，为了推动低阻(如4欧甚至更低)喇叭，采用了多管并联的方式。这样一来，阻尼系数就更大了，建议楼上加个电阻试试。
至于胆机，如果不是专配耳机的牛输出胆机，还是老老实实接上图二中的水泥电阻吧。这个电阻我专门用来接胆机的。

zfemail

问问题： 如果KK低频不是非常好，那可以也串电阻吗？我用提高了1倍功率的公房，已经听到回放交响的明显改善了，如果可以串电阻，那不是可以省下银子了，楼主可以给点意见吗？

四季青

一只电阻一分线，直接串接在输出口试试吧。
这要视你的功放的阻尼而定，我用的A500不能串。

zfemail

有人说胆机如果外接阻抗过大，会对公房内部造成过载，从而损坏机器，要求特别是电子管机要有很好的过载保护。。。这么干了。。。不知道长期造成什么影响呢？

zfemail

以下是引用四季青在2004-5-24 20:04:45的发言：
一只电阻一分线，直接串接在输出口试试吧。
这要视你的功放的阻尼而定，我用的A500不能串。

呵呵，最近要考试，时间不多了，而且我在这里还没有找到卖电阻的地方，不知道鱼有没有试过，如果效果好，对KK用户可是好消息啊！！！！

四季青

我上面的水泥电阻是8欧30W的，就是预防你说的情况。当然这个电阻得几块钱。

齐斌

需要指出1.阻尼系数是线路内阻与负载阻抗的比值
2.阻尼系数达到一定数值的时候再增加就不起作用了
3,一般高阻抗耳机的阻尼系数达到10就已经比较理想了，达到100就已经相当的好，再高了无多大意义
4.低阻抗耳机需要较大的阻尼系数，并且在较大的阻尼系数下播放有气势的音乐特别出色
5,越是灵敏度低的耳机越需要大的阻尼系数
6,阻尼系数的大小产生不同的音色和声音质感,需要根据所使用的耳机所听的音乐进行设计调整

CFire

还有这里:
1　合理的电路结构
甲类放大器无疑是比较适合的，听感较乙类放大器淳和甜美，而乙类功放通常声音发硬，高频发飘。由于推耳机时输出功率很小，一些甲乙类的中小功率放大器基本工作于甲类状态亦可满足。

我真想干你,乙类放大电路的交越失真让VI线性输入放大后几乎会消失一半的频率周期.这点有很大疑问,究竟什么叫乙类功放!

这种想得到功率输出匹配,又想失真小,唯一使用电感推挽互补放大器.这才是正路.

[此贴子已经被af2000于2004-5-24 20:50:52编辑过]

股龙王

楼上说话不要这样不文明，这些都是实际的一手资料 可见作者制作的很精心的

CFire

甲/乙/甲乙/丙 这几种功放电路,只有甲和甲乙才适合做完整的线性输出放大电路.不要以为我们都没有读过书就来玩我们!!!

四季青

阻尼系数这是指负载阻抗除以放大器的内阻，范围大约是25～1000。放大器输出级的内阻，典型值为0.1Ω。

CFire

如果让OTL放大器(单源互补甲乙类)加个可变电阻就能控制输出功率,最好弄实验用的金属变阻器.但这决不是正路.
完全是一种很失败的方法.

[此贴子已经被af2000于2004-5-24 20:53:18编辑过]

CFire

阻尼系数的意义是为了最大提高功放的效率.理论越小越好.