耳機好推跟不好推的技術面探討

所有形式耳機與耳機驅動器相關討論,耳機系統專區.

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文章happycan 發表於 週一 1月 13, 2003 7:49 pm

人家他也是搞相關行業的(錄音師?)
就別拆人家的台了...... :P

--

又不是第一天上網
這種事...算了吧...
DIY菜鳥的勞作,發懶中......
happycan
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文章RogerShih 發表於 週一 1月 13, 2003 8:17 pm

happycan 寫:人家他也是搞相關行業的(錄音師?)
就別拆人家的台了...... :P

--

又不是第一天上網
這種事...算了吧...


沒啥,倒是小版工自己怕說錯會找資料或是找人問,過程裡多少更了解一些原來很模糊的知識.

起碼會準備一本電子學隨時翻 (爆) :ho:
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RogerShih
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文章RogerShih 發表於 週三 1月 15, 2003 1:56 am

Dream_Reader 寫:Roger你漏了驅動器的內阻, 一個完美的耳機功率放大器輸出串聯電阻(輸出阻抗)應為零, 但是很難達成, 一般是透過負回受來降低輸出阻抗, 它的原理就是在輸出電流變大輸出壓降增加時, 回受量減少使電壓增益增加, 以彌補輸出電壓的損耗. 但是負回受還是有它的極限的, 那就是最大輸出擺幅其實是與負載阻抗相依的, 阻抗愈低輸出擺幅越小.

一般OP在無負回受的輸出阻抗都有數十歐母甚至有高達數百歐母
的產品, 所以直接拿來推耳機自然會有推動能力的問題. 其實音色與解析度跟這個參數也有相當大的關係, 另外一個重要的參數是靜態電流, 其實像EZ的耳擴就是一個低的無回受輸出阻抗跟高靜態電流, 所以在聲音上有相當好的表現.


目前在看之前一直有些模糊的討論, 例如 OCL、OTL、輸出變壓器等. 其實還有很多自己還不了解的地方, 還要請幾位前輩多多指點一下.

基本上, 輸出阻抗越低越好這很容易理解, 因為輸出阻抗跟耳機串聯, 如果輸出阻抗大, 就如同分壓, 輸出阻抗 40 歐母, 如果接上 32 歐母耳機, 前面輸出 0.1V 擺幅, 等於形同被輸出阻抗分掉 40/72, 將近 4/7 的電壓, 能提供給耳機的功率等於被吃掉一半, 輸出阻抗的存在讓前面的電路做了一半的虛功, 自然不妥.

而向有些輸出是串交連電容的, 除了輸出阻抗, 還要計算負載跟交連電容的低頻截止點, 也不利於最大應用, 至少每換一隻耳機, 低頻截止點就不同, 遇到低阻抗耳機, 輸出交連的電路就更麻煩了, 音質也會受到很大的影響 (這是剛剛回去看當年 FP 大的解說才真正明白的, 感謝 FredPeng 大帥)

比較不明白的有幾點, 要請大家指教了.

1. 輸出變壓器的原理, 跟電源變壓器應該是相同的吧?用感應線圈得到對應的電壓變化, 那麼電流是由誰來供應呢?此時的輸出阻抗又應該怎麼算?那些抽頭就是輸出阻抗?抱歉, 變壓器部分真的懂的不多 :x

2. 輸出阻抗具有保護作用是否是正確的?還是一種較大輸出的器材一種變通的保護方式?

3. 訊號管的增益能不像像 op 由電阻決定增益倍數?一般訊號管的電壓增益應該是多大?例如 5842、12AU7、6H30i 等等?



其實看了很多耳機驅動器的廠機設計, 很少有用輸出變壓器的, 耳機的阻抗有很多不同是一個原因 (小版工所知動圈就有12、16、32、40、55、100、120、250、300、600歐母), 輸出變壓器要弄這麼多抽頭, 成本很高是一個重要原因外, 還有其他理由嗎?

真空管的內阻高, 所以採 OCL/OTL 管子並聯降低內阻, 目的是為了降低輸出阻抗, 這小版功能理解了 (還真是孺子不可教也, 這麼慢才懂 :x )
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文章oldhan 發表於 週五 1月 17, 2003 7:59 am

skyboat 寫:
oldhan 寫:
Dream_Reader 寫:EZ 的耳擴就是一個低的無回受輸出阻抗跟高靜態電流, 所以在聲音上有相當好的表現.

看電路圖不是無整體負回授的電路?
否則我怎麼會放過它呢, 不過它的偏壓電路蠻特殊的.


它的"偏壓電路"曾有人問,小的也嘗試去答,而技術服務部的大人很客氣的未指出小的胡說,請您再斟酌並賜教。感恩啊! :bs:

http://www.govern.com.tw/ph/read.php?f=8&i=1775&t=1775

過一陣子再來研究偏壓電路,
CCLA,動態偏壓,動態偏流,熱敏電阻偏壓..
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oldhan
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文章tomchiu 發表於 週五 1月 17, 2003 12:41 pm

Roger 兄,

小弟試著說說看。

基本上, 輸出阻抗越低越好這很容易理解, 因為輸出阻抗跟耳機串聯, 如果輸出阻抗大, 就如同分壓, 輸出阻抗 40 歐母, 如果接上 32 歐母耳機, 前面輸出 0.1V 擺幅, 等於形同被輸出阻抗分掉 40/72, 將近 4/7 的電壓, 能提供給耳機的功率等於被吃掉一半, 輸出阻抗的存在讓前面的電路做了一半的虛功, 自然不妥.

您的分析是對的,不過少了一個重要指標,就是DR大人說的阻尼因數(damping factor)。這個東西是在討論擴大機推動圈式喇叭時的重要指標。您可以看看有信譽的擴大機大概都會標出來。下面一段是網路上抄來的:
「阻尼因數:要有良妤的阻尼因數,才能有效的控制喇叭單體的振動,單體會振動之外,而造成不相干的餘振,因而會產生反作用,形成電流進入音圈和擴大機內,影響聲音品質極大,所以阻尼因數一定要高。也就是擴大機內阻要小,才能有效的控制喇叭單體的運動,對聲音品質也有相當的好處。」阻尼因數就像是我們在舉啞鈴,同樣是10公斤,我舉起來手會搖搖晃晃,換個大力士來舉,就像拿繡花針一樣,一動也不動。在這裡阻尼因數是喇叭(或耳機)的阻抗除以擴大機輸出阻抗所得的值。所以擴大機輸出阻抗越低,阻尼因數越高,對喇叭控制力越好。尤其是喇叭阻抗變化大,一些怪獸級喇叭,到低音時阻抗只剩0.1ohm,那不僅是失真升高,還會燒擴大機呢!當然啦,您回去看看大帥寫的推好501,大帥「假設」阻尼因數不必太高,但是到底要多高,還是要再研究才是。基本上低是比較好啦!要不然只考慮功率問題,那些大擴大機接上幾百ohm的電阻再來接耳機,功率還是夠啊!

而向有些輸出是串交連電容的, 除了輸出阻抗, 還要計算負載跟交連電容的低頻截止點, 也不利於最大應用, 至少每換一隻耳機, 低頻截止點就不同, 遇到低阻抗耳機, 輸出交連的電路就更麻煩了, 音質也會受到很大的影響 (這是剛剛回去看當年 FP 大的解說才真正明白的, 感謝 FredPeng 大帥)

輸出交連電容只要夠大,接不同的耳機低頻截止點也是可以很低的。它的問題在於大容量的電容不容易找到好品質的。


1. 輸出變壓器的原理, 跟電源變壓器應該是相同的吧?用感應線圈得到對應的電壓變化, 那麼電流是由誰來供應呢?此時的輸出阻抗又應該怎麼算?那些抽頭就是輸出阻抗?抱歉, 變壓器部分真的懂的不多

輸出變壓器和電源變壓器都是用感應得到電壓變化,所以你在電源變壓器次級加一負載,就產生電流。電流從哪來?當然是從市電來囉!市電作用在初級,感應到次級,想想能量不滅就對了。那輸出變壓器次級能量哪來?當然是初級來的。初級的能量哪來?嘿嘿,還是市電來的囉,就是你的power supply嘛。

至於輸出阻抗,要反過來想。比方初次級匝數比是10:1,那大家都會算,接上8 ohm阻抗時,初級圈的阻抗就是800 ohm。那如果初級圈接的是7000 ohm阻抗(譬如12au7),次級圈阻抗就成了7 ohm 啦!也就是輸出阻抗和訊號源內阻有關,輸入阻抗則和負載有關。那些抽頭是希望在負載阻抗不同時,保持相同的初級圈阻抗,使真空管的負載線保持一定。

2. 輸出阻抗具有保護作用是否是正確的?還是一種較大輸出的器材一種變通的保護方式?

這個問題看不懂耶!是說輸出電阻嗎?

3. 訊號管的增益能不像像 op 由電阻決定增益倍數?一般訊號管的電壓增益應該是多大?例如 5842、12AU7、6H30i 等等?

這個問題我會,答案是不能。op因為放大率極高,在計算增益過程中,我們可以刪掉分子分母的某些項,看起來就像是用電阻分壓而已,真空管則不然,最大增益只有到mu值而已,而且大多低很多,以12au7來說,mu值大概20左右,所以在算增益時,分子分母的各項都不能刪除,要乖乖的算。至於增益的算法,嘿嘿,書上有寫啦,反正用輸出電壓除以輸入電壓就對了啦!


其實看了很多耳機驅動器的廠機設計, 很少有用輸出變壓器的, 耳機的阻抗有很多不同是一個原因 (小版工所知動圈就有12、16、32、40、55、100、120、250、300、600歐母), 輸出變壓器要弄這麼多抽頭, 成本很高是一個重要原因外, 還有其他理由嗎?

這題我也會,不用變壓器的最大原因是:貴!除了抽頭多的問題,最重要是買不到現成小功率高品質的輸出變壓器,做出來的機器品質不夠高。

真空管的內阻高, 所以採 OCL/OTL 管子並聯降低內阻, 目的是為了降低輸出阻抗, 這小版功能理解了 (還真是孺子不可教也, 這麼慢才懂

多管併聯還為了輸出電流。


說的差不多了,但是小弟還有一點意見不吐不快,Roger兄這個主題是耳機好不好推的討論,誠如Roger兄所言,推的動不一定推的好,調音和搭配更重要。但是這個說法已經離題了,調音和搭配不是好不好推的問題。而且我要虧Roger 兄一下,你雖然這麼說,通篇的論點還是在推的動推不動嘛。因為只考慮到推的動推不動,功率成了唯一指標,也就是效率低的要大點的功率,所以難推?但是只要功率輸出夠大,不就沒有麼好推難推的問題了?大家當然知道這樣講法好像......,可是在整個50幾篇post中,除了DR大人提到的DF外,真的只在講功率呀!(題外話:以DX出的耳擴,輸出擺幅正負12V,輸出電流高達100ma以上,他吳老闆當然說連501都推的動了,240當然推的動,他是著眼於一般用op做成的耳擴,輸出雖然有12V,但電流能力只有20ma,遇到低阻抗耳機,可能擺幅就無法達到所需,也就是達到所需功率,他的說法一點也沒錯。Roger 兄則是說,icute 雖然有40ma的能力,但擺幅不夠,所以雖然推的動501,卻推不動240,這樣說法也沒錯,因為無法提供足夠的功率。所以到底錯在哪,錯在參考點不同啦!我個人覺得吳老闆回答Roger兄的post態度真的不錯啦,你可以再回去看看。)從阻尼因數的觀點來看,低阻抗耳機比較難搞喔!在喇叭的世界裡,阻抗變化很大的喇叭才難推。當然如果大帥的「假設」沒錯,那所有的耳機: 都很好推!(如有雷同,純屬巧合)
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文章RogerShih 發表於 週五 1月 17, 2003 4:21 pm

tomchiu 寫:Roger 兄,

小弟試著說說看。

您的分析是對的,不過少了一個重要指標,就是DR大人說的阻尼因數(damping factor)。這個東西是在討論擴大機推動圈式喇叭時的重要指標。您可以看看有信譽的擴大機大概都會標出來。下面一段是網路上抄來的:
「阻尼因數:要有良妤的阻尼因數,才能有效的控制喇叭單體的振動,單體會振動之外,而造成不相干的餘振,因而會產生反作用,形成電流進入音圈和擴大機內,影響聲音品質極大,所以阻尼因數一定要高。也就是擴大機內阻要小,才能有效的控制喇叭單體的運動,對聲音品質也有相當的好處。」阻尼因數就像是我們在舉啞鈴,同樣是10公斤,我舉起來手會搖搖晃晃,換個大力士來舉,就像拿繡花針一樣,一動也不動。在這裡阻尼因數是喇叭(或耳機)的阻抗除以擴大機輸出阻抗所得的值。所以擴大機輸出阻抗越低,阻尼因數越高,對喇叭控制力越好。尤其是喇叭阻抗變化大,一些怪獸級喇叭,到低音時阻抗只剩0.1ohm,那不僅是失真升高,還會燒擴大機呢!當然啦,您回去看看大帥寫的推好501,大帥「假設」阻尼因數不必太高,但是到底要多高,還是要再研究才是。基本上低是比較好啦!要不然只考慮功率問題,那些大擴大機接上幾百ohm的電阻再來接耳機,功率還是夠啊!

這點我明白, 但是阻尼係數越大, 前面的信號跟功率就可以比較有效的應用, 像用綜擴、前後級的喇叭輸出用串電阻來接耳機, 事實上是一種很大的浪費, 就算不串, 電壓擺幅夠了, 但是電流實在用不了那麼多.

tomchiu 寫:輸出交連電容只要夠大,接不同的耳機低頻截止點也是可以很低的。它的問題在於大容量的電容不容易找到好品質的。

一般交連會建議用 PP. 我不知道容量太大對高頻會不會有影響, 但是 PP 要找 100uF 以上的就不容易了.

tomchiu 寫: 輸出變壓器和電源變壓器都是用感應得到電壓變化,所以你在電源變壓器次級加一負載,就產生電流。電流從哪來?當然是從市電來囉!市電作用在初級,感應到次級,想想能量不滅就對了。那輸出變壓器次級能量哪來?當然是初級來的。初級的能量哪來?嘿嘿,還是市電來的囉,就是你的power supply嘛。

這點有疑問, 例如 5842, 電流是真空管供應的?還是市電?如果是市電, 那接低阻抗的喇叭電流算出來的功率就應該不只 0.7W 吧?

tomchiu 寫: 至於輸出阻抗,要反過來想。比方初次級匝數比是10:1,那大家都會算,接上8 ohm阻抗時,初級圈的阻抗就是800 ohm。那如果初級圈接的是7000 ohm阻抗(譬如12au7),次級圈阻抗就成了7 ohm 啦!也就是輸出阻抗和訊號源內阻有關,輸入阻抗則和負載有關。那些抽頭是希望在負載阻抗不同時,保持相同的初級圈阻抗,使真空管的負載線保持一定。

大致了解.

tomchiu 寫:2. 輸出阻抗具有保護作用是否是正確的?還是一種較大輸出的器材一種變通的保護方式?

這個問題看不懂耶!是說輸出電阻嗎?

差不多, 內阻大、跟外接輸出電阻同樣都會分掉輸出功率對吧?

tomchiu 寫: 這個問題我會,答案是不能。op因為放大率極高,在計算增益過程中,我們可以刪掉分子分母的某些項,看起來就像是用電阻分壓而已,真空管則不然,最大增益只有到mu值而已,而且大多低很多,以12au7來說,mu值大概20左右,所以在算增益時,分子分母的各項都不能刪除,要乖乖的算。至於增益的算法,嘿嘿,書上有寫啦,反正用輸出電壓除以輸入電壓就對了啦!

了解, 這樣遇到低阻抗耳機就不能用降低電壓增益的方式避免功率過大的問題, 難怪要接輸出電阻.

tomchiu 寫:這題我也會,不用變壓器的最大原因是:貴!除了抽頭多的問題,最重要是買不到現成小功率高品質的輸出變壓器,做出來的機器品質不夠高。

貴這個我知道, 我更想知道, 是不是就算肯花錢, 也不一定會比其他方式好?

tomchiu 寫:多管併聯還為了輸出電流。


嗯嗯, 這也是另一個優點.


tomchiu 寫: 說的差不多了,但是小弟還有一點意見不吐不快,Roger兄這個主題是耳機好不好推的討論,誠如Roger兄所言,推的動不一定推的好,調音和搭配更重要。但是這個說法已經離題了,調音和搭配不是好不好推的問題。而且我要虧Roger 兄一下,你雖然這麼說,通篇的論點還是在推的動推不動嘛。因為只考慮到推的動推不動,功率成了唯一指標,也就是效率低的要大點的功率,所以難推?但是只要功率輸出夠大,不就沒有麼好推難推的問題了?大家當然知道這樣講法好像......,可是在整個50幾篇post中,除了DR大人提到的DF外,真的只在講功率呀!(題外話:以DX出的耳擴,輸出擺幅正負12V,輸出電流高達100ma以上,他吳老闆當然說連501都推的動了,240當然推的動,他是著眼於一般用op做成的耳擴,輸出雖然有12V,但電流能力只有20ma,遇到低阻抗耳機,可能擺幅就無法達到所需,也就是達到所需功率,他的說法一點也沒錯。

他說的是音效卡或隨身聽, 不是耳擴....之前有兩串討論都是這樣, 有人問音效卡推不推的動, 然後吳大就說 K501 推的動, K240M 當然沒問題 :p

tomchiu 寫:Roger 兄則是說,icute 雖然有40ma的能力,但擺幅不夠,所以雖然推的動501,卻推不動240,這樣說法也沒錯,因為無法提供足夠的功率。所以到底錯在哪,錯在參考點不同啦!我個人覺得吳老闆回答Roger兄的post態度真的不錯啦,你可以再回去看看。)從阻尼因數的觀點來看,低阻抗耳機比較難搞喔!在喇叭的世界裡,阻抗變化很大的喇叭才難推。當然如果大帥的「假設」沒錯,那所有的耳機: 都很好推!(如有雷同,純屬巧合)


一般來說, 從電流需求來看是很正常, 因為一般喇叭也都是這麼看, 但是耳機單用電流需求來看, 並不一定能同樣推導出高阻抗耳機好推的結論. 尤其考慮到隨身裝置、電腦音效卡音效卡的最大輸出電壓擺幅並不高, 很多是 1Vrms ~3Vrms, 甚至內建音效輸出的主機板輸出電壓更低.

耳擴的電壓增益高, 理所當然的高阻抗耳機沒問題, 但是爭執的焦點並不在耳擴, 而是音效卡、隨身聽本身的輸出.

這麼說好了, 一個隨身聽或音效卡音量開最大, 輸出訊號 1.2Vrms 推 K240 DF, 音壓只能達到 91dB , 電流需求很低沒錯, 但是音量卻不足. 相反的, 雖然隨身聽最大只能供應 20mA 的電流, 但是 40 歐母效率 102dB/mW 的 ATH 耳機, 可以發出達 110 dB 以上的音量, 那一個讓人覺得好推?

低阻抗難搞, 其實低電壓增益、高電流輸出就行了, 相反的高阻抗耳機就是高電壓增益、電流輸出不必高.

你說我一直在講功率, 上面這段其實才是小版工真正想表達的重點. 並非高阻抗電流需求小, 所以就理所當然的音效卡隨身聽都可以推好高阻抗耳機. 如果這樣, 高阻抗耳機早就滿街跑了.

設計方向不同, 需求不同, 音效卡跟隨身聽輸出的趨勢是降低輸出功率, 但降低輸出功率, 電流供應不一定會變低, 反而是最大輸出電壓容易降更低. 這種隨身輸出搭配的目標耳機都是低阻抗、高效率的耳機(例如 16~32 歐母, 108 dB 以上的耳塞).

就像之前另一個站的某p, 沒經過任何實驗跟計算就說高阻抗耳機比低阻抗耳機好推, 也就是比較大聲....這不就是被電流為主所做的另一種錯誤推導嗎?
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文章tomchiu 發表於 週五 1月 17, 2003 10:11 pm

Roger 兄,

這點我明白, 但是阻尼係數越大, 前面的信號跟功率就可以比較有效的應用, 像用綜擴、前後級的喇叭輸出用串電阻來接耳機, 事實上是一種很大的浪費, 就算不串, 電壓擺幅夠了, 但是電流實在用不了那麼多.

您說的是,不過玩音響的人,從來不講浪費的,不是嗎?所以浪費的問題是不存在的,只有推的好不好而已。至於串電阻的目的是類似限流電阻,免得一不小心燒了耳機。

一般交連會建議用 PP. 我不知道容量太大對高頻會不會有影響, 但是 PP 要找 100uF 以上的就不容易了.

在這裡高頻比較是受材質的影響,容量比較不是考慮重點。

這點有疑問, 例如 5842, 電流是真空管供應的?還是市電?如果是市電, 那接低阻抗的喇叭電流算出來的功率就應該不只 0.7W 吧?

電流當然是真空管供應的,但是真空管的電流哪裡來呢?不是市電來的嗎?市電加熱燈絲,電子吸收能量跳出去,屏級電壓把電子加速,產生電(子)流,這些都是能量,都是市電來的啦!


貴這個我知道, 我更想知道, 是不是就算肯花錢, 也不一定會比其他方式好?
我是很想回答「是」啦!可是我可能會被管迷打死......,再說好,我們要先說好在哪裡?好在規格?好在音色?就像本系列討論好推難推一樣,蠻怕人的!怎一個好字了得!

低阻抗難搞, 其實低電壓增益、高電流輸出就行了, 相反的高阻抗耳機就是高電壓增益、電流輸出不必高......設計方向不同, 需求不同......

小的不是Dx的打手,不必替它說話,講音效卡的一堆說法,絕對是錯的,Roger兄說的才對。我想說的是,Roger兄上面說的話才是真正的重點,我只是對標題有意見而已啦!改成耳機功率需求的探討可能比較好,個人胡言而已。
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文章RogerShih 發表於 週五 1月 17, 2003 11:02 pm

tomchiu 寫:Roger 兄,

您說的是,不過玩音響的人,從來不講浪費的,不是嗎?所以浪費的問題是不存在的,只有推的好不好而已。至於串電阻的目的是類似限流電阻,免得一不小心燒了耳機。

除了限流, 還會吃掉細節, 這是以前串電阻的實際經驗.

站在線路設計的角度來看, 如果一個 op 可以低電壓增益, 電流供應能力夠, 事實上推低阻抗耳機可以不必要限流電阻, 這是現在隨身裝置的設計趨勢, 隨身聽講省電, 多個串流電阻吃掉功率就省不到電了 :p

像真空管管機, 就因為電壓增益固定, 所以不得不用這種方式妥協.

tomchiu 寫: 在這裡高頻比較是受材質的影響,容量比較不是考慮重點。

嗯嗯!!了解, 不過當交連一般濾波評價比較不及 PP.

tomchiu 寫: 電流當然是真空管供應的,但是真空管的電流哪裡來呢?不是市電來的嗎?市電加熱燈絲,電子吸收能量跳出去,屏級電壓把電子加速,產生電(子)流,這些都是能量,都是市電來的啦!

我知道, 我是指最大供應電流的限制是真空管、不是市電吧!? :p

tomchiu 寫: 小的不是Dx的打手,不必替它說話,講音效卡的一堆說法,絕對是錯的,Roger兄說的才對。我想說的是,Roger兄上面說的話才是真正的重點,我只是對標題有意見而已啦!改成耳機功率需求的探討可能比較好,個人胡言而已。


標題應該是沒什麼問題啊, 又不是在講推的好不好聽, 這裡在談的是技術上的基礎. 好推難推主要癥結在於對耳機不同於喇叭的地方不少, 高阻抗耳機好推在哪、難推在哪, 低阻抗耳機好推在哪, 難推在哪, 清楚了以後, 才能談的上推的好聽或不好聽的音色搭配啊.

之前都是瞎子摸象法, 都得實際接上耳擴、隨身聽、音效卡, 用耳朵去分辨, 有些推不好, 究竟是因為設計關係推不好, 還是什麼原因, 都很不清不楚. 這些討論提供的是一個清楚明白的技術基礎, 讓耳機為憑不再只是架構在一個空泛的形容詞上, 那太玄了, 玄到糊裡糊塗 :p
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文章tomchiu 發表於 週六 1月 18, 2003 12:54 am

Roger 兄,

除了限流, 還會吃掉細節, 這是以前串電阻的實際經驗.

重點出來了,不是功率的問題,因為功率還足夠啊!為什麼會吃掉細節?在這個地方,我認為阻尼因數太低是重要因素。為了保護而犧牲音質,這是廠製機不得不做的事,因為不知道消費者如何使用機器。所以自己裝時,大多數的保護可以去掉,因為是自己用的嘛,自己保護最實在。從這一個觀點來看,自己裝比廠機有機會出現好聲。不過這機器就只能自己用,千萬別給女朋友,太太,小孩,爸媽使用,不然會發生慘案喔。


像真空管管機, 就因為電壓增益固定, 所以不得不用這種方式妥協.

不太懂您的意思耶,以陰極接地有陰極電容的單管放大來說,屏極電阻改變增益就改變啦!至於輸出擺幅,還是一樣,和負載的阻抗有關,負載阻抗低,要的電流多,擺幅就高不起來呀!您說的妥協指的是?

我是指最大供應電流的限制是真空管

是。

標題應該是沒什麼問題啊

我比較ㄋ一ㄠ,您別管我。
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文章RogerShih 發表於 週六 1月 18, 2003 2:02 am

tomchiu 寫:Roger 兄,
重點出來了,不是功率的問題,因為功率還足夠啊!為什麼會吃掉細節?在這個地方,我認為阻尼因數太低是重要因素。為了保護而犧牲音質,這是廠製機不得不做的事,因為不知道消費者如何使用機器。所以自己裝時,大多數的保護可以去掉,因為是自己用的嘛,自己保護最實在。從這一個觀點來看,自己裝比廠機有機會出現好聲。不過這機器就只能自己用,千萬別給女朋友,太太,小孩,爸媽使用,不然會發生慘案喔。

廠機設計會有目標範圍, 例如範圍小點, 只拿來推 GRADO 跟 ATH 耳機的時候, 重點擺在低電壓大電流的設計時, 功率也不用高, 自然可以選擇符合需求的設計. 而不是把原始設計拿來將就用其他方法來做妥協.

例如 ATH 或是 GRADO 耳機只需要 18mW(32歐母), 耳擴輸出功率只要比這樣的設定多些, 電流供應也足夠的話, 根本用不著大功率, 對吧!?一般來說廠機反而比較可能做到這樣. DIY 的時候受限於可能對線路不夠了解, 大多數人又沒有設計線路的能力, 多數拿現成的線路來改, 自然只能將就著改.

再舉個例子, 就像小版工LC-iCute, 如果要拿來推低阻抗耳機, 線路上不懂得怎麼改成適合低阻抗耳機的人很多. K1000 二號機的高電壓輸出跟高電流, 推什麼耳機都綽綽有餘, 但是接低阻抗耳機的危險在於萬一 VR 開太大, 輸出功率變高, GRADO/ATH 都鐵掛, 因為超出GRADO/ATH耳機的承受功率太多, 音量也會因此太大, 容易造成人耳傷害.

但要是改成 GRADO/ATH 專用機, 把電壓增益變小, 電流需求算好, 對耳機的危險或是對驅動器的危險都可以不存在, 遠比串什麼分流電阻好, 這就是小版工個人的看法.

tomchiu 寫: 不太懂您的意思耶,以陰極接地有陰極電容的單管放大來說,屏極電阻改變增益就改變啦!至於輸出擺幅,還是一樣,和負載的阻抗有關,負載阻抗低,要的電流多,擺幅就高不起來呀!您說的妥協指的是?


啊, 真空管增益可以改變喔!?之前怎麼說不能改!? :mad:

妥協是說用輸出電阻來分掉功率的做法.
最後由 RogerShih 於 週六 1月 18, 2003 2:59 am 編輯,總共編輯了 1 次。
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文章Coffin 發表於 週六 1月 18, 2003 2:49 am

增益大約是真空管mu值的70%左右,這是有公式推導出來的,而且不同架構的電路也不一樣,這裡說的是共陰極架構。

輸出變壓器每一個次級能夠輸出的電流都有限制,所以才要不同的次級抽頭。(說法怪怪的?請指正!)
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文章tomchiu 發表於 週六 1月 18, 2003 6:42 am

Coffin 兄,

增益大約是真空管mu值的70%左右,這是有公式推導出來的,而且不同架構的電路也不一樣,這裡說的是共陰極架構。

共陰(或說陰極接地)有陰極電容的單管放大,它的增益等於:mu*R/(rp+R)。其中R是屏極電阻,rp是動態屏阻值。所以當R無限大時,增益可以等於mu。所以把R換成恆流源或是音頻choke,增益可以接近mu。您說的70%是從何而來呢?不同的供應電壓,不同的工作點,都會有不同的R值,甚至是rp值呢!如果把陰極電容去掉,增益會大幅下降,因為加入本地負迴授。現代晶體機常把那個射(陰)極電容拿掉,用增益換取低失真,管機則因為放大率不足,通常有這個電容。調整陰極電阻等於調整迴授,所以也可以調整增益。但是這些電阻的調整,都會影響到工作點和負載線,所有 都得重算。


輸出變壓器每一個次級能夠輸出的電流都有限制,所以才要不同的次級抽頭。(說法怪怪的?請指正!)

這個說法真的怪怪的,每一個變壓器次級都有電流限制,和其鐵損和銅損有關。但是不同的次級抽頭,是為了阻抗的匹配,讓真空管看到的R是最適值。所以市面上小管機只有 8 ohm 抽頭,卻號稱可推喇叭,又可以推高阻抗耳機,絕對是胡來的,在推高阻抗耳機時,R值已經大的不像話,負載線完全不在預測之內,真的是如果好聽,純屬不幸喔!
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文章RogerShih 發表於 週日 1月 19, 2003 3:10 am

tomchiu 寫:Coffin 兄,
這個說法真的怪怪的,每一個變壓器次級都有電流限制,和其鐵損和銅損有關。但是不同的次級抽頭,是為了阻抗的匹配,讓真空管看到的R是最適值。所以市面上小管機只有 8 ohm 抽頭,卻號稱可推喇叭,又可以推高阻抗耳機,絕對是胡來的,在推高阻抗耳機時,R值已經大的不像話,負載線完全不在預測之內,真的是如果好聽,純屬不幸喔!


咦!!最後一段話真有 David Lin 大帥的味道 :ho:
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文章smb 發表於 週日 1月 19, 2003 10:08 am

RogerShih 寫:
tomchiu 寫:真的是如果好聽,純屬不幸喔!

咦!!最後一段話真有 David Lin 大帥的味道 :ho:

這句在DL前輩某一篇文章出現過,這也算前輩的名言吧,深植我心 :oops:
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文章RogerShih 發表於 週一 1月 20, 2003 4:27 pm

為什麼要有耳機驅動器

一般人都會認為耳機很好推,耳機離耳朵近、振膜單體小、效率又高。

事實上單就耳機的效率來看,dB/mW跟喇叭的dB/W就單位來看差了一千倍,所需要的功率一點都不大,那需要特地為耳機做什麼驅動器呢?

是的,表面看來,耳機似乎不需要什麼耳機驅動器,但是一般人都忽略了,像隨身聽、音效卡的輸出推耳機的輸出,其實已經是一個簡單的耳機驅動器了。

耳機的複雜在於眾多耳機的阻抗跟效率的範圍很大,一般喇叭平均阻抗多數在4~16歐母,但是耳機從3~600歐母都有,這造成了一般裝置在推動耳機時,輸出功率匹配的困難。

一般玩耳機時,我們會注意到低阻抗耳機的音量會比高阻抗耳機來的大,GRADO/Alessandro/ATH用隨身聽推,開大音量隨便就可以讓耳朵受不了,但是推AKG K240DF這種600歐母耳機音量只能勉強聽到,明顯的輸出不夠。

為什麼呢?因為隨身聽這種電子產品在設計時,通常都會選擇搭配的耳機性能範圍,通常都是低阻抗、高效率的耳機,驅動低阻抗的耳機,輸出工作電壓可以降低,效率高,輸出功率只要1~20mW就夠用,此時電流只要足夠應付耳機在一定音量下的消耗就可以了。這也是為什麼耳塞耳機拼命往低阻抗 (16歐母),高效率 (1mW甚至可發出115dB以上的音量) 走,因為這樣可以讓隨身聽更好推動。

隨身聽的這種設計趨勢是很正常的,現在很多隨身聽的耳機輸出很多甚至低到每聲道5mW,這樣可以更省電,整體設計也可以更輕巧。但是付出的代價是面對較高阻抗的耳機時,容易因為輸出電壓的不足,讓高阻抗耳機比較不容易得到足夠的功率,而高阻抗耳機通常更因為效率都比較低,更得不到足夠的音量。所以像這種比較新潮的隨身聽遇到100歐母以上耳機,一聽就覺得比低阻抗的GRADO等耳機來的難推、聲音比較悶、出不來的感覺,甚至錯誤認為高阻抗的耳機聲音表現遠比低阻抗的耳機差很多。 而音效卡在這方面也跟隨身聽差不多。

雖然說,低阻抗耳機比較容易得到大音量,但是低阻抗耳機如 GRADO/Alessandro/ATH等高階耳機用隨身聽來推,聲音也不一定有水準以上,因為耳機跟喇叭一樣,隨身聽有較高的輸出功率跟電流,對耳機的控制力會越好,振膜也就不會因為功率不足導致不合理的工作,讓振膜無端消耗生命。

不管是低阻抗還是高阻抗,妥善設計對應的耳機驅動器,不僅祇是適當發揮耳機的聲音實力而已,也可以較好的保護好耳機。

耳機驅動器跟耳機的搭配,通過了驅動能力上的考驗之後,接下來才是選擇音色的主觀問題。
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文章smb 發表於 週一 1月 20, 2003 6:28 pm

Roger兄最近文章產量很多哦∼,精華區…,有空還是搞個精華區吧,免得過一陣子就要老調重提,也讓新手有個學習的方向、頭緒。
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文章RogerShih 發表於 週一 1月 20, 2003 6:34 pm

smb 寫:Roger兄最近文章產量很多哦∼,精華區…,有空還是搞個精華區吧,免得過一陣子就要老調重提,也讓新手有個學習的方向、頭緒。


正在弄 phpBB 2.0.4, 搞定後就會弄精華區、團購的程式.
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文章RogerShih 發表於 週四 1月 23, 2003 1:13 am

一般來說, 真空管機用輸出變壓器的話, 輸出變壓器的品質會有很大程度的影響聲音走向, 而且由於面對不同阻抗的負載, 需要很多抽頭來應付, 特別是耳機, 那不只是複雜, 也非常昂貴, 大概要以萬為單位了.

基本上, 小版工現在看到用輸出變壓器的管機, 但沒有另外特地抽出抽頭, 卻宣稱可以推好所有耳機的說法, 抱持著十分否定的態度。

先講耳機常見的阻抗, 有 16、32、40、55、100、120、250、300、600歐母, 先不談像 MDR-F1 和 Ergo AXT 這種低阻抗耳機。輸出變壓器的阻抗匹配, 就是線圈比數, 16 歐母耳機得到的訊號電壓擺幅要低、600歐母的輸出訊號電壓要高。但是一般現成的輸出變壓器抽頭是為了推喇叭做的, 所以通常是 4、8、16 最多到 32。這種情形下就如同之前講的,輸出訊號電壓的擺幅不夠, 所以即使高阻抗耳機需求的電流低, 高阻抗耳機還是得不到足夠的功率產生足夠的音壓。

但是要做這麼多抽頭的變壓器, 還要顧慮到耳機的靈敏度遠高於喇叭, 輸出變壓器的品質以及抗干擾的能力要更高, 做起來成本更是可觀。

而且,輸出變壓器會影響聲音好壞也是一個肯定的事實。

所以何不如由真空管直接推動耳機呢?在這種想法下, 於是出現了多管並聯的 OCL/OTL 做法。

為什麼要多管並聯?因為真空管的內阻通常很大, 即使是拿來推阻抗已經比較高的耳機, 真空管自己本身的內阻還是會吃掉大部分的輸出,留給負載的就變少, 尤其是越低阻抗的負載, 真空管內阻吃掉的功率越多。

用輸出變壓器時, 因為輸出變壓器的輸入阻抗通常高過真空管的內阻很多,可以分到比較大的訊號電壓, 不怕被真空管內阻給吃掉太多, 所以沒有輸出阻抗的困擾。

真空管並聯的目的在於降低內阻, 學過電子學的都知道電阻並聯, 等效電阻值會降低, 而且輸出電流會變大. 所以原本內阻 500 歐母的訊號管並了兩隻就降到 250 歐母....etc....

當降到一定程度以下, 輸出阻抗越低, 能有效推動的耳機越多, 這是因為這樣的方式傳輸給負載的訊號比較大, 功率比較充足, 不會被輸出阻抗吃掉太多, 同時也解決了輸出變壓器要應付不同阻抗的耳機要不同抽頭的困擾。

但是真空管並聯太多也會造成困難, 所以一般用真空管並聯的多是耳擴, 而且通常都是拿來推高阻抗耳機.

簡言之, 輸出變壓器有的問題是阻抗匹配 (輸出抽頭), 真空管 OCL/OTL 有的問題是輸出阻抗.

以上是小版工淺薄的了解, 歡迎大家批評指教 :haha:
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文章tomchiu 發表於 週四 1月 23, 2003 9:34 am

Roger 兄:

用輸出變壓器時, 因為輸出變壓器的輸入阻抗通常高過真空管的內阻很多,可以分到比較大的訊號電壓, 不怕被真空管內阻給吃掉太多, 所以沒有輸出阻抗的困擾。

阻抗匹配的原理是阻抗相同時可以的到最大能量轉移。所以輸出變壓器的初級阻抗和真空管內阻相同時能量可以全部轉移,但是此時失真的程度不一定是最低的,所以在經驗上選擇內阻的兩倍為初級阻抗可得到不錯的能量轉移和較低的失真,並不是你說的變壓器輸入阻抗高過真空管的內阻很多。

因為真空管的內阻通常很大, 即使是拿來推阻抗已經比較高的耳機......

真空管內阻雖高,若用陰極隨偶的接法,輸出阻抗約等於1/gm,以6DJ8為例,gm為12.5mS,算出來的輸出阻抗也不過80 ohm,推高阻耳機沒有你說的問題喔。

一般用真空管並聯的多是耳擴, 而且通常都是拿來推高阻抗耳機
您這說差啦,耳擴不一定要多管並聯,現在有名的OTL管機,都是拿來推喇叭的!像Transcendent公司出的還有專利呢!

http://www.transcendentsound.com/
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文章RogerShih 發表於 週四 1月 23, 2003 8:06 pm

tomchiu 寫:Roger 兄:

阻抗匹配的原理是阻抗相同時可以的到最大能量轉移。所以輸出變壓器的初級阻抗和真空管內阻相同時能量可以全部轉移,但是此時失真的程度不一定是最低的,所以在經驗上選擇內阻的兩倍為初級阻抗可得到不錯的能量轉移和較低的失真,並不是你說的變壓器輸入阻抗高過真空管的內阻很多。

是阻抗相同嗎? :aa: 真空管內阻跟變壓器初級阻抗應該是呈現串聯的關係還是?如果是串聯, 那麼真空管內阻越小, 能量轉移才可以變更大吧?

tomchiu 寫:真空管內阻雖高,若用陰極隨偶的接法,輸出阻抗約等於1/gm,以6DJ8為例,gm為12.5mS,算出來的輸出阻抗也不過80 ohm,推高阻耳機沒有你說的問題喔。

陰極隨耦啊, 大帥那台 6DJ8 應該算是嗎?這樣不是可以不用輸出變壓器嗎?

tomchiu 寫:您這說差啦,耳擴不一定要多管並聯,現在有名的OTL管機,都是拿來推喇叭的!像Transcendent公司出的還有專利呢!

http://www.transcendentsound.com/


這輸出級是有學問的吧?像 LC-1 也是一個例子.

不過這種方式也有人覺得晶體味蠻重的, 但是想用純管機、不用輸出變壓器、不用晶體的話, 真空管並聯的方式才出現. 所以我才匯說到多管並聯 :p

話說回來, 低阻抗耳機用管機應該比較適當, 原因是一般的輸出抽頭匹配跟低阻抗耳機差不了很多. 只是要注意電流供應能力. 一般訊號管的電流供應能力應該不是很高吧!?
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文章tomchiu 發表於 週五 1月 24, 2003 11:54 pm

Roger 兄,

等了好久,還是沒有人願意回應,小的只好再胡說一通。

是阻抗相同嗎? 真空管內阻跟變壓器初級阻抗應該是呈現串聯的關係還是?如果是串聯, 那麼真空管內阻越小, 能量轉移才可以變更大吧?

您在這裡有一個邏輯上的問題,一般在說阻抗匹配時,訊號源內阻就已經定下來了。比如說您選了12au7做放大管,工作點也已經定下來,那內阻就已經定下來了呀!所以討論的是負載阻抗和內阻的匹配問題,真空管內阻是定值啦!再來是阻抗匹配的原理,我找到一個中文說明,可惜已經年久失修或是消失了,只剩下google的cache中還有,還是把他貼上,再附上一個英文的,可以把公式放入中文的空白處便可,希望看的明白。


http://content.edu.tw/vocation/control/ ... nh/6/5.htm

http://216.239.37.100/search?q=cache:L- ... W&ie=UTF-8

http://www.ece.msstate.edu/~hagler/ece3 ... xpower.htm


陰極隨耦啊, 大帥那台 6DJ8 應該算是嗎?這樣不是可以不用輸出變壓器嗎?

大帥的6080是陰極隨耦輸出的沒錯,LC1第二級的6dj8或12au7也是陰極隨耦沒錯。要不要輸出變壓器?看負載囉,大帥不是說要推211到A2,可以接上輸出變壓器嗎?LC1的原始設計是為了低阻高流需求設計的,所以再接上一級晶體射極隨耦,電流更大,輸出阻抗更低。所以如果您要推600ohm耳機,其實沒有那級晶體也推的不錯的!不放心,就換輸出大一些的管子如5687或12b4A就很好了。

這輸出級是有學問的吧?像 LC-1 也是一個例子.

這Transcendent管機可是純管機喔!而且它除了多管併聯外,還有一個結構你一直沒有提到的,就是推挽輸出。推挽輸出也可以提高輸出功率和電流,至於輸出阻抗,看他工作狀況,如果是A類,則輸出阻抗等於兩管併聯,若是B類,則和單管相同(這裡是說兩管推挽)。OTL多管併聯推挽輸出,可以說是管機技術的頂點,希望擺脫輸出變壓器的束縛,達到更高的傳真度。可惜他出現的晚,電晶體出現了,最要命的是pnp晶體的出現,省去反相級,江山就此易手,徒留後世不勝欷噓......,喔,對不起,失態!九零年代以後,管機有復興的趨勢,但是多是皮毛而已,為管機尋求新生,先要徹底瞭解,才能創造新遒,這樣的人真如鳳毛麟爪,本地大概只有我們的大帥能堪重任吧!大多數人是一生寧為古人欺,家有蔽帚,享之千金,徒留人笑......,對不起,又掉書包了。

低阻抗耳機用管機應該比較適當, 原因是一般的輸出抽頭匹配跟低阻抗耳機差不了很多. 只是要注意電流供應能力.
是,用2a3單端管機推耳機的人很多,幸福的很喔。


一般訊號管的電流供應能力應該不是很高吧!?
不高,12ax7多工作在1ma,12au7,12at7也多設在十以下,6dj8,5687可以大些,可以大些。一些稀有所謂的神管,如5842,we437,6c45pi-e,6h30等可以再大些,而且這些管神奇的很,gm高的離譜,所以有些陰極隨耦甚至可以推低阻抗耳機歐(好不好是另一回事啦)!
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文章RogerShih 發表於 週六 1月 25, 2003 1:44 am

tomchiu 寫:Roger 兄,

等了好久,還是沒有人願意回應,小的只好再胡說一通。

您在這裡有一個邏輯上的問題,一般在說阻抗匹配時,訊號源內阻就已經定下來了。比如說您選了12au7做放大管,工作點也已經定下來,那內阻就已經定下來了呀!所以討論的是負載阻抗和內阻的匹配問題,真空管內阻是定值啦!再來是阻抗匹配的原理,我找到一個中文說明,可惜已經年久失修或是消失了,只剩下google的cache中還有,還是把他貼上,再附上一個英文的,可以把公式放入中文的空白處便可,希望看的明白。

http://content.edu.tw/vocation/control/ ... nh/6/5.htm

http://216.239.37.100/search?q=cache:L- ... W&ie=UTF-8

http://www.ece.msstate.edu/~hagler/ece3 ... xpower.htm

嘩, 果然證明了, 我的電子學忘的差不多了 :x

這麼說, 內阻跟輸出變壓器的初級電阻應該是呈現並聯關係嗎?還是??回去K 電路分析好了 :x

tomchiu 寫:這Transcendent管機可是純管機喔!而且它除了多管併聯外,還有一個結構你一直沒有提到的,就是推挽輸出。推挽輸出也可以提高輸出功率和電流,至於輸出阻抗,看他工作狀況,如果是A類,則輸出阻抗等於兩管併聯,若是B類,則和單管相同(這裡是說兩管推挽)。OTL多管併聯推挽輸出,可以說是管機技術的頂點,希望擺脫輸出變壓器的束縛,達到更高的傳真度。可惜他出現的晚,電晶體出現了,最要命的是pnp晶體的出現,省去反相級,江山就此易手,徒留後世不勝欷噓......,喔,對不起,失態!九零年代以後,管機有復興的趨勢,但是多是皮毛而已,為管機尋求新生,先要徹底瞭解,才能創造新遒,這樣的人真如鳳毛麟爪,本地大概只有我們的大帥能堪重任吧!大多數人是一生寧為古人欺,家有蔽帚,享之千金,徒留人笑......,對不起,又掉書包了。


原來如此啊 :o
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文章JamesT 發表於 週六 1月 25, 2003 2:20 pm

Roger... 他是在講, 當輸出阻抗固定, 則負載阻抗等於輸出阻抗時可轉移最多的功率至負載。

若是負載阻抗固定, 當然輸出阻抗愈小, 負載可獲得功率愈大。

這兩個是不同的題目...
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文章RogerShih 發表於 週二 1月 28, 2003 4:39 pm

JamesT 寫:Roger... 他是在講, 當輸出阻抗固定, 則負載阻抗等於輸出阻抗時可轉移最多的功率至負載。

若是負載阻抗固定, 當然輸出阻抗愈小, 負載可獲得功率愈大。

這兩個是不同的題目...


嗯 , 思考 ing :hungry:

JamesT 大你要講的那個啥時要講啊 :o
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文章JamesT 發表於 週三 1月 29, 2003 12:53 am

呃......那個......我明明是提問題, 怎麼會叫我回答咧? :x
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