做一台靓声又实用的功放，自然声A120功放诞生记 [复制链接]

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）

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。

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。

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。

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。

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

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。

长老负责监制吗？

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。

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。

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。

祝贺杰长老。

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：

祝贺杰长老。 shinelb 发表于 2022/8/11 11:31:40

感谢老朋友支持！

这个外观朴素了些吧，要靠实力才能卖得动啊！

广州可以试听吗？

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。

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。

杰长老是将兴趣爱好发展为事业的又一高手！