为什么音箱功放需要调音(上)?
很多人都想不通,或者不明白为什么音箱功放需要调音。认为调音是玄学,是骗人的东西,不科学(科学派尤其反对这个)。甚至很多做技术的人都想不通。这里小编就简单谈谈为什么音箱功放这类产品需要调音的问题,说得不好不对的地方,欢迎提出来讨论。不欢迎预设立场的喷子或为了杠而杠的杠精。
对自己而言,调音是客观存在的,也是必须的。为什么需要呢,这个问题我是这么看的:原因主要有两个,一方面是因为我们机器标称的指标太少了;另一方面,完美的hifi机器是不存在的,因此,绝对的完美重现录音是不存在的,尤其是在功放上还是音箱上更是如此,在这么情况下,调音就是必须的。甚至是在解码音源上,看起来数据已经远远超过人的耳朵的极限了,但实际情况也并非如此(原因后说),调音仍然是客观存在的。
首先,完美地重播其实是不存在的,不管是音箱还是功放,哪怕是在参数上都是可以看出明显的问题的。
比如音箱,国家高保真标准要求,频响范围波动+/-4db即可(国际上也一样),这个指标是相当宽松的,不过AV级的音箱还是不能满足要求,现在hifi公认的标准是要求+/-3db。按这个标准,某个频段,最大差值有6db之多,不要说6db了,在大多数频段3db就是轻松可以分辨出来的差异了,6db简直可以用巨大来形容。
对音箱另一个重要指标是谐波失真THD,hifi标准要求是,200-3000Hz小于1%,这个指标也很低。一般hifi音箱,大约就200-20000Hz能做到1%以下吧,hi-end级别要求大于100Hz低于1%的谐波失真(基本上是各大家旗舰级的要求了,非标准,但想号称hi-end,这个也算个行业标准了)。而失真1%在中高频段是完全可以听出来的,2%的低频失真,动态大了也很容易糊。失真做好很难,比频响更难,但它对音箱的音质影响是最大的,没有之一。
这里顺便多说一句,谐波失真基本没有厂家会标,原因很简单,标出来不好看。不过自己标,自然声NS15和17都能保证在80Hz以上满足1%以下的THD失真的要求。当然也有标的,但不标总的谐波失真,也不标一次的,标二次三次的,还真能糊弄到人。有人在我文章下吹,说某品牌(很大的,全球排前三以内)谐波失真可以做到100Hz以上小于0.5%呢,然后觉得我的80Hz以上1%以下的谐波失真太差了。吓得我赶紧去看,结果就是这种。
频响曲线的波动我们叫线性失真,谐波失真、相位失真等叫非线性失真,它们对录音的还原都起着不小的作用。其中谐波失真影响是最大的,原因很简单,大家都做不好,瓶颈效应而已。扬声器的振动太大了,动不动就达6mm(+/-3mm的线性冲程),振膜在如此剧烈的振动下,不变形是不可能的。俺家的实木三文治6.5寸单元的振膜能在+/-6.5mm的线性冲程下保持80Hz以上谐波失真小于1%,可以说行业前三以内的恐怖指标了。
频响影响小些,因为做到+/-3db还是不难的,顶级能到+/-2db,这已经很小了,毕竟还有1db的测量误差在呢。通过DSP这类方法,频响曲线是可以进一步改善的。但其实然并卵,首先是频响直和不直,并不一定意味着好听和不好听,频响某些地方的变形,甚至可以让某一类或几类音乐更好听;更重要的是,DSP这类的方法在解决一个小问题的同时,引入了一个大问题,更多的相位失真。很多监听党拼命的提升频响的重要性,却有意无意的忽略谐波失真和相位失真,要么是真不知道,要么是装着不知道。当然,谐波失真也不是都难听的,偶次的就很好听,但这个不是人为随意可以控制的。纸盆、实木等天然软材料振膜的偶次失真就要高一些,硬的比如金属振膜等反过来。
不扯远了。对音箱而言,不管是+/-3db的频响失真还是1%的谐波失真,都不是人耳无法感知的。因此,音箱的声音,是无法准确还原录音的,失真是必然的、可闻的。在这种情况,叫嚣“XX的箱子就是录音师听到的声音,频响是一根直线,100%真实还原录音”之类,不是蠢就是坏。不那么还原有两种可能,一种是更难听,还有一种如上面所说,频响失真某些情况下也会很好听,谐波失真也一样,那,让这种失真好听而非不管它就很重要了。这就是调音了,有水平的能让失真比不失真更好听并不奇怪。反过来,不管它随便来,那难听的居多。而如何调就是水平体现了。
功放的参数感觉要好得多,但其实不然。晶体管的功放参数为什么看起来小,听起来大的主要原因晶体管机一旦过载,失真将会飞起,很快会从0.01%飞到10%甚至更多。因此,需要足够的功率余量去保证低失真。同时,为了控制住振膜的振动,也需要大电流去控制,有一个指标也与此相关,即阻尼系数。这里多说一句,阻尼系数不是越大越好,太大了,声音会死和硬。功放和喇叭有一个匹配的问题。
简洁的电路是有利于减少失真的,尤其是高频的失真。不过,管子少了,电路功率会小一些,电流也一样,对喇叭的控制能力也会更弱一点。不过,现在的元件,还是可以即保证电路上的简洁,又能做到不小的功率和控制力的。我最近推出来的A120功放,只用了一对管(单边),功率做到了近140瓦8欧,自己都吓了一跳(原本我的设计目标是100瓦)。管子少了,配对的问题就没有了。自己的300瓦的纯后级,一边也就用了6只管而已。当然,管子小并不意味着成本低。市场上便宜管三五元一只,贵的三五十,所以,光数管子看好坏是典型的错误做法(类似于看喇叭大小评判音箱优劣一样)。
最终的指标非常漂亮,输出功率近140瓦8欧,220瓦4欧,失真只有区区0.002%,信噪比110db,实测值。这个指标在功放里可谓天花板级别了。但惨的是,由于体积的原因,内部有点乱!真不如有些便宜的好看。
这样说来,似乎功放是不需要调音的。但其实不然,你用什么管子的声音是有区别的。不同种类的管子声音区别很大,同时便宜管子不仅需要多只管并联,就算单只指标也比昂贵的也会差很多(声音也一样)。运放也一样,不同品牌和不同型号的运放也是有差异的。耦合电容也一样,用Elan的和蒙多福的,苏伦的,声音都会不一样,并不是越贵越好。只要有选择,就是在调音。只不过玄学上要少些而已(下中会说到),因为IC的参数足够多。不过,不同参数对应的声音怎么样呢,并没有测试输出参数去对应(功放的电性能参数,一样少得要死),所以,听感一样是非常重要的。而只要需要听感,就需要调音。
6C45 PI+FU32 2W单端电子管功放DIY,高灵敏度全频音箱的最佳搭配
随着90DB值以上的高效率书架型喇叭越来越多,且素质也越来越好...搭配上R2R DAC 浓厚的人声与泛音...
让我燃起了我重新规划了 FU32(832A)的PCB想法 --- 使PCB一样拥有厚实的低频与良好的透明度表现
音场、深度与定位~在良好完美的R2R DAC讯源再生配套下;让我自己小感动...哈哈!
先放几张供做点的线路图,之后再陆续增加说明;有兴趣Diy的网友不妨也可以试试
经过试做测试及重新修改零件与PCB铜箔布线,目前94DB喇叭上也不会有底噪!
测试一下,约1.8W为最大不失真功率(5%)输出功率---与之前手绘的图纸计算起来几乎一致
1k hz
10K hz
100 hz
20k hz
经过修正实测工作点如下,很理想! (绿线标示处)
主线路图:
电源线路图:
这整套搭配包含小数盘+R2R DAC+管机+6.5吋高效率喇叭 !
此PCB经过一周的重新调整与线路布局,目前在94DB的Fostex FE166en 听不到底噪声~
这是重新做的PCB 改为黄色漆料,板厚2mm 铜箔为2 OZ 沉金板
PCB的正反面,PCB上都有标示零件值,照着数值焊接就可以制做成功,灯丝地及前管、后管接地的回路处理
都已经在PCB上连结好了,所以不用再为会有地回路错误导制噪声而担心!
零件套件包如下:
电阻焊接时离PCB一点距离
3W的金属皮膜对照PCB的阻值数先都焊上
再来焊电容,稳压IC 7909要注意和接方向是否正确,7909 IC原输入与输出的滤波电容为1000uF及470uF
现材料改为1000uF/25V 两颗,以防自动变色的LED产生杂音干扰(焊接时注意正负极方向)
其余电容也依标示注意级性焊上
有2颗蓝色BC 47uF/450V的电容如下图焊在此处...
有一边标示是150uF/450V但 一样焊上47
uF/450V的蓝色BC电容
这边标示47uF/400V是正确的...这
2颗是6C45Pi的退交连电容,反复测试后决定还是改为47uF 声音较活
当然你要改用150uF尝试听听声音的变化也是可以的~
下图没和上的100K 这两颗电阻是负回授用的,我装机都没有装这两颗(就是线路图中虚线的那两颗100K电阻),
装上此2颗负回授电阻时来测试,当然失真会小很多,方波也较完美很多,可惜实际试听时的我个人感觉反而较
差!嗯~所以我还是认为仪器是要辅助参考用的,不必用太完美的测试报告来吓唬人~哈哈! 实际状况还是要用自己
耳朵来验收~不是仪器...当然待测试OK后,您可以加装上回授电阻听听看声音喜不喜欢~毕竟每人的感受是不同的!
在PCB的正面也有3颗电阻,分别是FU32 G2用的22K/3W
以及150R/5W 稳压用电组 及 22.5K/10W 黑DALE的泄放电阻(可防新手安装时被电击)
原本此泄放电阻在板上标示为25K/10W,我这改用22.5K/10W,请把接脚折弯一下,才好焊接到焊盘上
绿色日本KOA 150R/5W电阻焊在原本标示50R/10W的位置,会有更佳的滤波效果
在PCB正面(TOP)上我们还要焊上FU32的七脚管座 及2个6C45Pi的小9脚管座
先把FU32的大七脚镀金管脚点上些焊锡,以助于待会能顺利的焊接
取出固定7脚方型座的螺丝包
先把铜柱锁上PCB...
锁上螺丝时要注意不要短路到焊盘,下图我是加了一些胶水固定在螺丝上,可以防止日久后松滑开来
转回正面就是如下图...我们要先固定一下方型7脚座才好焊接~继续往下看啰!
先把方型7脚座锁上,且调整一下与要焊接的7个焊点是否都对整齐了!
然后用斜刀型的烙铁头进行焊接...注意焊接一定要确实牢靠,不要空焊了!
焊接小9脚管座比较容易,这里红黄绞线是6C45Pi的灯丝线,要焊接在4、5脚上
然后拉到到另一支6C45Pi 的4、5脚灯丝上并联,假如是第4脚用黄线 ; 那两管要一致,第4脚都要对应是黄线
另外这边的6C45Pi灯丝上有多留2个孔洞,也要先焊上一段约15~20CM的灯丝线 ; 这段线是之后要连结到电
源变压器的AC 6.3V输出处。
再来是FU32 的灯丝线,如下图是在1、7脚一样先焊上一段约15~20公分的线...这段线是之后要连结到电源
变压器的AC 12.6V 输出处。
再来下图的灰色军规线是从方形7脚座上面的两个小孔穿去会对应到PCB的OPT P点焊盘,也要焊接上去
另一端先焊上2颗白色屏帽(这里是高压电,通电测试时要小心!等都没问题后,要将他用热缩套包起来绝缘)
焊上LED显示电压表,由于我们是使用固定偏压-9.2V...
所以电压表的黑色要焊在-9.2V标示的LV-焊点上,而红线要焊在LV+(这里其实是Gnd)
闪烁的LED灯测试时先将他短路,就是PCB上标示LED SW1 跟 LED SW2 将他短路
在装机箱前,我是如下图...先暂时做了一个VR(音量电位器)的输出入线来试听音乐
通过VR后的左声道讯源焊在 in L
右声道就是焊在R in 及VR的GND是焊在PCB的VR Gnd焊点上(PCB上的VR Gnd印刷字没注意,印反了)
如此就OK了...准备测试!
因为常DIY,所以我都会先做一条简单的电源线,带有一个保险丝座来提供装机时的测试用
市电的220V 我是接在电源变压器的1及3脚,就是0-220V处
8、9脚是FU32的灯丝电压所以是12.6V
10、11接脚是6C45P的灯丝电压,所以是6.3V
这不要接错了...因为6C45P 只能承受6.3V的灯丝电压
下面这图要注意看的是 AC GND 双AC 175V的焊点,这3点要接上PT(电源变压器)的175V-0-175V
灰色这条线是175V-0-175V 的 "0 " 处,是要接到PCB 的AC GND焊点
再来下面的镀银线是接AC 175V
对应焊在PCB的 175V 2焊点 上
OPT方面...由于我用8奥姆喇叭测试,所以暂时只焊了0与8的两条蓝皮铜线
OPT的另一端是 B 跟 P,我是先用2条灰色镀银线焊上
OPT的B 及 P 点焊到PCB的 P+ 与 B+ ,两颗左右声道的OPT焊接方式相同
OK~要来试音了...也量一下个点电压
通过测试后,全部在解焊,正式装入机箱了
这里我在实际安装时,发现铜柱长度不能使上下螺丝都锁紧...所以加了个垫片
把这面的4颗M4螺丝都上胶水固定死~这样在锁另一面机箱上的螺丝时财部会打滑空转
加上LED 电压表,注意不要装反了!有8.8.8.的"点点"是朝下
LED电压表的红线焊在PCB标示 LV+,黑线在焊在 LV-
左右声道的输入为Rin及Lin,先焊上质量较好的引线
另外...蓝色方框的220R 电阻要拆下,改焊在PCB的正面
如下图这样~改为焊在PCB管座这面,这是因为这2颗220R挡住了摇头开关...所以改在这面就OK了!
拆除后底面的 PCB上的220R电阻的位置就空出来了
这样2颗大型摇头开关材装的进去(咖啡色那2颗)
这两颗摇头开关~一个是给FU32下七彩LED用,一个是2组输入讯号切换用
白色这颗3段式波段是拿来当电源开关,设定状态为OFF-ON-OFF
VR是使用50K阻值的,我把金属挡榫质接剪掉了
焊在转接板上以便等一下的输出入讯号焊接
那2颗黑色电容有点肥..哈哈!所以这两棵黑电容和接时要尽量往外侧靠...50K VR才好放入
嗯...下次这要选择瘦高型的电容就刚好了!
前面板的零件都放入了如下图
这张照片是要表达甚么...不知ㄟ~跳过! XDDD
对了~电源波段开关跟电阻100K离很进,要注意不要短路了...所以我在上面涂了些胶水固定及当绝缘
这里是 175V-0-175V 及 12.6V灯丝(FU32用)、6.3V灯丝(6C45P用)
PCB上的Rin 及 Lin 焊在 VR转换板上
PCB上这里有个印反的VR-Gnd 焊点,要将这点焊在VR转换板的中间焊点上
就是这样用条引线焊上去...如此等一下VR才有参考的"地点" Gnd
OPT 也都先焊上引线
再把电源母座、保险丝座、香蕉座 、RCA座都先锁上
我是这样安排香蕉头的 0-4-8奥姆...
CMC的香蕉母座铁氟龙垫片上也有个挡榫,我如下图蓝色圈圈质接反过来安装了!
我整机几乎都用此灰色军规镀银线来配制--- 拨线皮卷上焊脚确实的焊牢
另一边一样的方式配线
这里要注意一下! 香蕉端子座的黑色母座要将它与机壳共地
所以,我将2颗母座先用引线短路在一起,再用条引线锁上变压器的大螺丝上与机箱短路
电表用欧母挡量一下...黑色环的香蕉座与机箱确实的短路了
靠进电源波段的那颗摇头开关是七彩LED的开关...焊在PCB的LED SW1 跟 LED SW2上来做开与关控制
电源母座上我把FUSE跟开关设定在L端(火在线)
N端(中性线)直接焊上变压器的0-220v的"0" ---看图较清楚!
用电表照出3段式波段第二段(就是中间挡)是那两的焊脚短路...把蓝色的机内电源线焊上这两脚
另外焊上一个防火花电容(蓝色那棵)来保护电源开关
焊好沿着机箱边藏起来
齁!...终于接近尾声了!剩下RCA接头的配线
先将4棵RCA的负极短路在一起
这头VR转换板上的in端是焊在摇头开关的中间2只脚上
要注意的是...转换板上的GND用条引线拉回至上图刚焊好的RCA负极处
就是如下图绿色的两个小圈圈所示
弟一组输入我用红色线,第二组我用黑色线配~这样大家比较看的清楚配置方法
蓝色正极芯我当是右声道,白色正极线当左声道...2组RCA的输入来看图说故事
配好后固定好,一样沿着机箱边藏好
最后!!! 要注意~~~我们配制到此 PCB上是以规划好单点共地了!但是尚未与机箱机箱共地
所以只要如下图~把RCA输入的负极在用条引线跟刚才喇叭母座的黑色端子搭在一起就完成整机的制作了!
收尾~把FU32的高压屏帽焊脚绝缘
完工---装机箱后整机由于机箱的屏蔽作用,比裸机测试时底噪还低!
用94db的Fostex 166en 喇叭,耳朵贴上鼓纸听不到任何的电流噪讯及哼声~自己DIY的优阿! 呵呵...
RUN 一下找时间来录音....
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