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做一台靓声又实用的功放,自然声A120功放诞生记 [复制链接]

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自然声A120一台小型化的功率适中的实用性功放,它基于自己最简洁化的设计理念:仅用一对管做尽量大的功率,在各方面尽量不将就,精心调校,在参数和声音上都能出类拔萃。它的主要特点有:
1. 采用号称管王的安森美MJL4281A和MJL4302A,一对管做出120瓦8欧(4欧220瓦)的输出功率,高达15A的输出电流,可以驱动绝大多数的书架音箱及小型落地音箱,非常的实用;
2. 运放采用号称第三代运放的OPA828芯片,是OPA627和OPA827的升级版本,其性能参数极为优秀。它是从6只运放中经实际试听后的选择;
3. 电源变压器采用定制600瓦(实测)环形变压器,滤波电容采用总计40000uf的Elna for audio电容,为整机提供充足的电源供应;
4. 简洁的电路形式,精心的调校,研发前后超过9个月时间,电路升级三次,校调超过四版;
5. 不妥协的其它用料,电解电容全部采用日本Elna电容,无极性电容全部采用Wima高精度电容,耦合电容采用法国苏伦电容,充足的散热片加机箱共同散热以保证长期工作的可靠性;
6. 尺寸仅为:36.5cm*29cm*12cm(仅有标准机箱一半大小),用料足,整机重量12.5kg;
7. 支持三路RCA输入,一路平衡输入,支持遥控;
8. 精心的设计和用料带来理想的指标:输出功率120瓦8欧(220瓦4欧),失真(THD)低至0.002%,信噪比110db;
9. 它是声音是典型的石机胆声,即有石机的速度、解析、动态、黑背景,又有胆机的细腻高频及温润迷人的厚实中频;
10. 亲民的价格:售价仅4999元(预售价3999元至8月底);
缺点:
1. 外观几经波折,最终效果仍然不够理想,还得改;
2. 由于体积原因,内部布线仍然不够简洁和规整;
3. 功能上没有蓝牙和解码
本主题由 版主 eric 于 2022/10/1 22:59:39 执行 设置精华/取消 操作
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众所周知,三极管是需要配对的。功放管每只间都会存在差异,这种差异如果过大,对音质必然会带来劣化。而随着机器所使用的功放管数量的增加,这种影响会成指数上升。解决的办法有两种:一是尽量减少机器所用的管子,一种是高精度的配对要求。
长期以来,国产的功放都似乎在走弯路(这个跟我们市场环境有关,很多用户尤其是入门用户都特别喜欢看管多管少评判好坏的)。一方面,要尽量用多一些管子,这样看起来才显得良心;另一方面,很多人都是看管子多少论好坏(有点类似看音箱分频器,越复杂的就越觉得好一样)。
其实用多对管子做同样的功率,会更便宜。原因很简单,同样100瓦,用三对管的话,一对几元十来元的够了,但如果想用1对,管子就要贵近十倍了。所以很多机器用的管子看起来虽然多,但成本反而可以更便宜。但管子多问题也会更多,真精密配对,成本会成指数上升的。
一对管做一百瓦,我所知道的另一家是瑞士的达宵,不过,人家是十万左右了。A120是比不过的,它只打算卖大约5000元左右。这个价格相对来说,其实已经不便宜了,所以其它元件,我都是尽量用好料。更重要是,慢慢去调,精心做好为止。

很幸运,这种思路是对的。A120每声道仅用了一对管(感谢现在电子元件的进步),仅用一对管本打算做100瓦的功率,最后功率达到了130+瓦8欧,220瓦4欧的功率,相当超乎自己的预期(基本上是管子最大的允许值了)。不过,你不必担心烧机,电子元器件的标称值安全余量很大,一般是一倍以上)。这样做出来的结果也很香,就参数就能见一斑,A120实测失真也就0.002%水平,信噪比高达110db。这个指标还是相当不错的。
自然声A120规格参数:
型 号:自然声A120 HIFI功率放大器
输出功率:130*2瓦8欧,220*2瓦4欧
失真(THD):0.002% @1k Hz
性 噪 比:110db
输 入:1路平衡,3路RCA
尺 寸:36.5cm*29cm*12cm
重 量:12.5kg(净重)


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在此回顾下A120的研发经历,大家也借此了解研发一台功放的历程(仅征对自己而言):

一、方案确定,初步打样

A120的研发始于去年下半年,正式的立项是九月吧,当然构想要早得多。首先是跟技术人员讨论方案,第一个问题就是管子型号的选择。因为自己想尽量少地使用对管(这样对声音有莫大好处),而要想100瓦就用一对管,选择面其实很窄,除了安森美没第二家了。我想用安森美的金封管,也就是自己A300后级用的那对,但技术人员推荐他家的MJL4281A和MJL4302A,认为这对管参数上更适合些。查了一下,功率最大230瓦,输出电流15A,最大30A,低失真和高线性度,其它指标也非常好,就选它了。



电路设计、打样,初步装机,详细过程不用赘述(技术细节其实一点都不引人入胜,所有引人入胜的都是科普),总共花了大约3个多月搞定初版。电子放大线路已经相当成熟了,随便翻开一本音响电路设计的书上都有,差别只是一些细节。当然这些差别不注意,后面怎么搞都不好声音,所以,也马虎不得。初版随便整了个壳子,装好后初步调试电路参数,确定一些需要确定的元件参数电阻等。
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用一对管的欧洲产品不少的,至少牌子不大出名而已,都是做到90到120w左右。
用过,品尝过的才敢叫好!
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这里不妨哆嗦几句。其实看电路和产品优劣,光用眼睛看是看不出来好坏的(求求大家别看管和板子大小判断功放优劣了)。外行最多能看见用料、布局这些,真正电路调得好与不好,是看不出来的,得凭仪器测和实际听。有时还很容易被误导,比如看见元件多、电路板大就觉得好,看见里面线规整就觉得好,看见手工搭棚就觉得好等。很多顶级产品,打开一看,很多人都觉得是个坑货:怎么这样简单,元件又少,里面还乱,还这么贵。但人家声音就是好,无它,功夫不在表面而已。音箱也很类似,声音好与不好,看内部啥的,基本上没啥用。看见过分频器复杂就叫好的,无一例外,都是外行。所以,国外很多顶级的产品,从来不秀内部,都是凭声音说话。



扯远了,继续说正事。收到初版时大约是春节放假前,准确时间忘记了,因为忘记了留下照片了。初版的壳子就是烂壳子,没啥可照的。电路就更不用了,还要改的呢。初版的声音只能算将就,比能响好一点。最大的问题是高频毛刺感,还有点薄,煲了一天都没用。低频也只是将就,微糊和软。

第二天就寄回去了。和技术人员讨论了很久,包括且不限于:进一步优化电路,元器件的升级(电容统一用Elna和Wima的高端系列,滤波电容用20000uf的Elna for audio系列等),增加散热片体积、更换运放等。
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回复 4楼kkhuang的帖子

是的,一对管做100来瓦,其实不算困难,而且声音也好。只是,折开一看,很多小白就觉得不值了。
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二、升级电路和元件,并第二次打样

等技术人员再次打样、装好后调试完成,已经是开春了。2020年3月12日,我收到了更改后的第二版。这回开声的效果理想多了,低频明显有力和干净了,高频毛刺也基本上消失了。发之前厂里测了参数,输功率有110瓦8欧了,失真在0.01%的水平,算晶体管的正常水平。信噪比100db多点,也是正常水平。如果要求不过分的话,第二版的声音妥妥的了。我拿NS15来录了几个音,大家都觉得挺不错的。



但我还是不满足,因为俺比较变态,哈哈。一方面是它用的运放是OPA2604,而我希望用更高端的。另一方面是因为机箱不够高,电源变压器是标称300瓦的,感觉还差了点(至于300瓦的标称功率为什么能输出如此大的功率,原因后说)。厂里没有满足要求的400或500瓦的,只有自己的A300定制的600瓦环牛合适,不过那个实在太大了,不要说小机箱了,标准机箱都装不进去(我也想用600瓦的,关键是装不进去啊,其实那点成本差完全可以接受)。讨论后最终决定用400瓦的定制。

结果,最后测了自己400瓦标称的环牛,实测额定功率值611瓦,都不知道该笑还是该哭了
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三、再次升级,换环牛

这回送回去没等多久就寄回来了,环牛那边定制样品速度挺快的,所以仅仅只用了一个月,我就收到了第三版的样机。运放技术人员始终认为2604已经很好了,没换。定制的400瓦环牛真的很大,占了机箱一小半了,还重和高,整机重量都有25斤了。技术人员告诉我,这叫做“足400瓦“功率,嘿嘿。这里多说一句,自己定制的变压器400瓦是标称值,非额定值,更不是最大值。厂家留的余量很大,额定值经测有600瓦了。一开机,低频马上就有力了,弹性也更好了。功率也上来了,大约130瓦了。不过,早前A120名字已经定了,就不改了。叫A130太难听了。推力上来后,推动NS15可以说是虎虎生威,完全打开了。然后我试着拿来推NS17,然后很惊喜的发现已经发挥了NS17正常的表现了。如果不对比A300,完全可以接受了。

高频其实这版也够好了,但自己还是不满足,想通过换运放进一步提升它的表现。然后自己就在网上和群里找了几款号称牛A和牛C之间的运放,包括MUSES02,MUSES8920,AMP8920,49720,OPA828共五款,和原来的opa2604一起来了个大比拼。
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长老负责监制吗?
壮士豪情怀天下
英雄仗义本无名

江门市青年音响爱好者协会
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长老负责监制吗?
audio 发表于 2022/8/9 10:07:34
当然当然,我是直接研发主导加全程监制。
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四、选择运放也是个事,最终确定opa828

运放选择具体过程不用累述,前面几款和opa2604应该说都是各有各的好,但都各有缺陷,高频优秀的吧,中频往往不够润;中频好听的吧,低频又会有些糊;中低频都好的吧,高频又不太行。测去测来,muses02和op2604算是其中的皎皎者,muses02的中低频好听,尤其是人声很有韵味,但高频暗了点,低频也会有点糊。opa2604均衡全面、三频都不错,但中频人声不如muses02好听,高频细腻度也还有空间(opa2604居然比另外几款价格贵几倍的好,是令我没想到的)。



不过我最想试的是OPA828,著名的OPA627和OPA827的升级版本,号称第三代运放。前二代的口碑非常好,第三代就是OPA828,它是一只单声道的运放芯片,参数非常漂亮,具有低失调电压(220uV),低温漂(0.5uV/℃),低噪声(4.3nV)和高达50MHz的带宽,以及150V/us的压摆率及宽工作电压。不过必须要用电路板把两块做在一起才能插入机器中使用。




插上去后,不出所料,传说中的好声出来了。高频细腻迷人,人声润,低频扎实有力、弹性良好,三频均衡又每一方面都漂亮,瞬间秒掉了其它几款IC。但出预料外的是,底噪却明显增加了,以至于完全不能忽略。为了排除IC的问题,我又重新找了一家再买了一块。到货后,问题依旧,这说明不是IC问题。于是跟技术人员再次讨论,技术人员建议我放弃(我估计这款片子厂家用得不多,多数是碰到了同样的问题)。但经过自己仔细地分析后,认为还是电路的问题。OPA828参数太好了,这让它对周边电路要求明显增加了。因此,必须重新设计运放电路,使得它可以满足828的高要求。
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五、再次升级电路,开始确定外观,第四次打样

于是,把机器退回去,再次重新设计优化电路,重新组装和调试(第三次了)。在此不由得感叹一句:做产品真不容易,需要多次地仔细调整,一蹴即成几乎是不可能的,而这些都是看不见的功夫,也是看不见的成本。

由于所需的时间较长,那段时间自己开始设计外观和尺寸等。结果自己很惨的发现,不管我设计成什么样子,都能在淘宝上找到类似甚至一样的。这……真让我生气!A120外观前前后后有十余版的外观设计图,到最后差点让人崩溃。随便选出几个给大家笑,因为都不是太理想:









最后,群里的兄弟都看不过去了。某位做设计的客串了一把,帮我设计了一个外观,才算把这个事定下来。工业设计方面确实是我们的弱项,自己深有体会,外观设计甚至比解决技术问题和调音难(水平太差了的借口,嘿嘿)。朋友的设计有两款,第一款是这样的,被否了,因为只有一个指针感觉就不对。第二是自己一向奉行简洁的思路,加个功率指针这种画蛇添足,只为美观加干扰的做法,我实在不想这样做产品。



第二个设计的灵感来源于黑洞,设计图一共有两款,很独特也很简洁,我也很喜欢。看到第一秒就决定:就是它了。




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祝贺杰长老。
音乐是使人生活得更有意义的方式之一。

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6月初,倒数第二版A120样品出来了。发过来之前让厂里测了一次参数:功率近140瓦8欧,THD失真0.002%@1K Hz,信噪比110db。说实话,这个值自己都有些不敢相信,所以,有人不相信实在是个很正常的事。它的失真和信噪比应该说在功放中算是出类拔萃了,远超过一般功放0.01%和100db左右的失真和信噪比。140瓦8欧的功率,以及15A的输出电流,也让它可以良好的驱动绝大多数的书架音箱。

不过,机器到后,看见外观我就笑了。这大概是,设计李诺彤,成品陈研希了。我都有些无语了!虽然外观也是按示意图做的。但是(但是后面一般才是重点),由于变压器太大了,高度原来的设计是10cm,结果被迫加到12cm,导致整体的变形,然后就成了这样:

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祝贺杰长老。
shinelb 发表于 2022/8/11 11:31:40
感谢老朋友支持!
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这个外观朴素了些吧,要靠实力才能卖得动啊!
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广州可以试听吗?
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这个外观太朴素了吧,真的缺乏颜值,要靠实力才能卖得动啊!
shotchen 发表于 2022/8/12 6:27:13

外观还要改,最终版应该会好很多,产品都是这么慢慢磨出来的。不过,我的外观总是整不好,水平真不行,只能尽量了。
外观不够,声音来凑,对它的声音我还是有相当信心的。
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广州可以试听吗?
jadis12 发表于 2022/8/12 16:03:44
到时我会给昌哥一台,你可以去他那里听。我现在有一整套的NS17加雨加A300在他那里,你也可以去听听。
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杰长老是将兴趣爱好发展为事业的又一高手!
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