10 人民币就够了。
如何用4个晶体管做一个纯甲类电流反馈型 CLASS A JLH1969 耳放?
不少爱好者热衷于找 "最发烧" 的 OPAMP
例如 OPA627/OPA637, AD797, AD8620/8610, OPA2132/2134 等等
来搭建自己的耳机放大器.
然而,
很多人没有注意到就算是最好的这类OPAMP,它们的开环带宽其实惨不忍睹.
40 多年前, John Linsley Hood 就已经给大家设计了一个非凡的 CFA,
JLH1969, 故名思义就是 JLH 在 1969 年发表的电路. 为什么一个 40 多年前的电路现在还是那么热呢? JLH1969无疑是历史上最受欢迎的功放电路之一,几十年来仿制者无数。
从图里面您可以观察到:
开环的时候, 增益有 57dB, 而 -3dB带宽仍然有 100KHz 左右.
而且 THD 仍然是可以看的(没到 1%)
代码:
.OPTIONS plotwinsize=0
.OPTIONS numdgt=14
Direct Newton iteration for .op point succeeded.
Fourier components of V(tp2)
DC component:0.000223925
Harmonic Frequency Fourier Normalized Phase Normalized
Number [Hz] Component Component [degree] Phase [deg]
1 1.000e+03 7.748e-01 1.000e+00 7.23° 0.00°
2 2.000e+03 4.022e-03 5.192e-03 108.86° 101.62°
3 3.000e+03 3.169e-05 4.091e-05 175.86° 168.63°
4 4.000e+03 2.264e-06 2.922e-06 -133.28° -140.51°
5 5.000e+03 8.255e-07 1.065e-06 -27.12° -34.35°
6 6.000e+03 6.415e-07 8.280e-07 -78.38° -85.61°
7 7.000e+03 6.956e-07 8.978e-07 9.59° 2.36°
8 8.000e+03 7.594e-07 9.801e-07 -70.47° -77.70°
9 9.000e+03 7.525e-07 9.712e-07 33.97° 26.74°
Total Harmonic Distortion: 0.519191%
您可能会好奇, 闭环的时候呢? 下面就是闭环的数据.
10 dB 左右的闭环增益, THD 0.000497%, 够好了吧? 1MHZ 闭环带宽。就算是金耳朵也不可能听到 100KHZ 。 不服来辩。 当然有软件伺候:
眼尖的读者也许会说, 这些都是小信号的数据,没有说服力。下面就是大信号的数据,
1000毫伏PP输入, 5.26伏pp输出。
Total Harmonic Distortion 只有区区 0.007157%, 而且主要是 2次谐波,
3 次谐波在 -100dB 以下。
喜欢听胆机的都说喜欢2次谐波的 “胆味”, 老烧都说 2次谐波 就是胆味的来源,
如果喜欢 “胆味”, 这点 0.007% 的胆味应该不会让您失望。
至于2次谐波是否悦耳, 不服也可以来辩, 也有软件伺候:
一个好的耳放只有好看的 THD 和带宽是不够的, 挑剔的老烧不会满足于这些指标。
老烧们也许会很关心噪音。
下面就是 JLH1969 耳放的噪音表现:
人耳最敏感的区域, 您会发现 JLH1969 的噪音只有 19纳伏而已。
骨灰级的老烧也许会问, TIM, SLEW RATE 和 PHASE MARGIN 呢?
如果去掉 Q2 上的补偿电容 C7, 把增益调整到 0 DB
Slew Rate 大约是 55,000,000~60,000,000 V/S.
老烧会问, 你为什么要强调 Slew Rate 的那么多个零呢?
情况是这样的: 请看
TIM 比较复杂, 以后再述。
PHASE MARGIN 当然是要补偿以后再说了。
如果 Q2 上的补偿电容 C7 取 100 皮法, 那么这个耳放大致是这样的:
因为它的超高带宽, 观察的频点已经到了 RF,
也就是 10MHz 与 30 MHz 之间。
根据下图可以看出, 适当的补偿以后的相位裕度。
反转时的增益 (-18DB)远小于1, 电路是稳定的。
JLH1969 的性能是如此的优越, 它仍然是有缺点的。
很多人焊好了板子以后发现插上耳机就自激。
为哈捏?
第一
40多年前, John Linsley Hood 摆弄它的时候, 晶体管没有现在那么快。
FT 没有现在的那么高。
现在随随便便找个晶体管, FT 都是 10MHZ, 100MHZ, 200MHZ 的。
这就是问题的根源之一。 了解了这一点, 您就知道不需要用太快的晶体管,
大机的话 2N3055 或者 TIP 41 足矣。如果找不到慢的晶体管怎么办?
在发射极上套个磁珠吧。
第二
很多读者崇尚 “补品” 元件, 害怕自己不用 “补品” 元件 的话,
会给发烧论坛的老烧耻笑。
“补品” 元件的经销商或者雇员可能会问, 用“补品” 元件有错么? 贡献 GDP 和纳税难道不是公民的义务吗?
当然, “补品” 元件本身是没有错的。 所谓的“错" 是因为被用到了不合适的地方。或者说没意义的地方。 例如那些智商堪虞的 “保险丝” 老烧。 不服来辩, 有智商测试伺候:
举例来说, 自举电容不需要用“补品” 元件, 2016版智商測試举例来说, 自举电容不需要用“补品” 元件,
只须用最便宜最普通的铝电解就好了。
原因是这样的, 当频率升高的时候,
电解电容的寄生串联电感抑制了自举的效率, 降低增益, 让电路趋于稳定。
第三, 补偿电容是不能省的。 因为电路太快了, 您必须折衷。
看回 LM3886, LM1875 的 DATASHEET 您也会发现同样的建议。
第四, 不要忘记耳机是个复杂的电抗元件。
您需要茹贝尔网络来吸收耳机的反射能量。
看回 LM3886, LM1875 的 DATASHEET 您也会发现同样的建议。
第五, 在某些情况下, 容性负载会让电路振荡。
而耳机线的寄生电容在 500皮法到 2000 皮法之间。
----------------------------------------------------------
如图, 没有适当补偿的电路加上了 500皮法的容性负载,
义无反顾地振荡起来了。
当您把输出级换成 2N3055 就很稳定,
虽然没有补偿,
虽然带上了容性负载,
坚如磐石。
如果您看过其他一些高速放大器的应用指南, 您可能会发现它们的输出端会串一个很小的阻尼电阻。
这也是个折衷的手段。
如果您把上图中的输出级换回高速的 2N5550/5551, 不补偿的话振荡是不可避免的。
而如果您按照这里的方法串上一个 10 欧的阻尼电阻就会发现振荡消失了。
结语:
讲了那么多, 不如做一个来玩玩吧? 成本只有不到 10 元。
10 元。10 元。10 元。10 元。10 元。
只要 10 元。10 元。10 元。10 元。10 元。10 元。只要 10 元。
8伏低压版 JLH1969 (John Linsley Hood) 耳放 LTSpice 仿真文件
Version 4
SHEET 1 996 680
WIRE -336 -320 -400 -320
WIRE -272 -320 -336 -320
WIRE -240 -320 -272 -320
WIRE -80 -320 -160 -320
WIRE 608 -320 -80 -320
WIRE 704 -320 608 -320
WIRE 784 -320 704 -320
WIRE 784 -288 784 -320
WIRE 704 -272 704 -320
WIRE 608 -256 608 -320
WIRE -400 -240 -400 -320
WIRE -272 -240 -272 -320
WIRE -80 -240 -80 -320
WIRE 544 -208 304 -208
WIRE 704 -176 704 -208
WIRE 784 -176 784 -208
WIRE 784 -176 704 -176
WIRE 784 -144 784 -176
WIRE -80 -128 -80 -160
WIRE 144 -128 -80 -128
WIRE 304 -128 304 -208
WIRE 304 -128 224 -128
WIRE -400 -112 -400 -176
WIRE -272 -112 -272 -176
WIRE -80 -80 -80 -128
WIRE 608 -80 608 -160
WIRE -336 16 -336 -320
WIRE -80 16 -80 -16
WIRE 272 16 -80 16
WIRE 48 80 -80 80
WIRE 112 80 48 80
WIRE 272 80 272 16
WIRE 272 80 192 80
WIRE 608 80 608 0
WIRE 608 80 272 80
WIRE 608 112 608 80
WIRE 768 112 608 112
WIRE 976 112 832 112
WIRE -80 144 -80 80
WIRE -496 192 -640 192
WIRE -336 192 -336 96
WIRE -336 192 -432 192
WIRE -288 192 -336 192
WIRE -144 192 -208 192
WIRE 48 192 48 80
WIRE 608 208 608 112
WIRE 976 224 976 112
WIRE -640 240 -640 192
WIRE 304 240 304 -128
WIRE 544 256 368 256
WIRE 560 256 544 256
WIRE -80 288 -80 240
WIRE 240 288 -80 288
WIRE -336 304 -336 192
WIRE -80 336 -80 288
WIRE 48 352 48 272
WIRE 304 384 304 336
WIRE 368 384 368 256
WIRE 368 384 304 384
WIRE 608 384 608 304
WIRE 976 384 976 304
WIRE -640 400 -640 320
WIRE 304 416 304 384
WIRE -336 560 -336 384
WIRE -80 560 -80 416
WIRE -80 560 -336 560
WIRE 48 560 48 416
WIRE 48 560 -80 560
WIRE 304 560 304 496
WIRE 304 560 48 560
WIRE 608 560 608 464
WIRE 608 560 304 560
WIRE 608 624 608 560
FLAG 608 624 0
FLAG 976 384 0
FLAG -272 -112 0
FLAG 784 -144 0
FLAG -640 400 0
FLAG -400 -112 0
SYMBOL pnp -144 240 M180
SYMATTR InstName Q1
SYMATTR Value BC556B
SYMBOL res -96 320 R0
SYMATTR InstName R1
SYMATTR Value 33K
SYMBOL res -192 176 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 0
WINDOW 3 32 56 VTop 0
SYMATTR InstName R2
SYMATTR Value 1000
SYMBOL res -320 112 R180
WINDOW 0 36 76 Left 0
WINDOW 3 36 40 Left 0
SYMATTR InstName R3
SYMATTR Value 100K
SYMBOL res -320 400 R180
WINDOW 0 36 76 Left 0
WINDOW 3 36 40 Left 0
SYMATTR InstName R4
SYMATTR Value 67K
SYMBOL res -256 -304 R270
WINDOW 0 32 56 VTop 0
WINDOW 3 0 56 VBottom 0
SYMATTR InstName R5
SYMATTR Value 33K
SYMBOL res 96 96 R270
WINDOW 0 32 56 VTop 0
WINDOW 3 0 56 VBottom 0
SYMATTR InstName R6
SYMATTR Value 900
SYMBOL res -96 -256 R0
SYMATTR InstName R7
SYMATTR Value 600
SYMBOL res 240 -144 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 0
WINDOW 3 32 56 VTop 0
SYMATTR InstName R8
SYMATTR Value 2000
SYMBOL res 624 16 R180
WINDOW 0 36 76 Left 0
WINDOW 3 36 40 Left 0
SYMATTR InstName R9
SYMATTR Value 1
SYMBOL res 624 480 R180
WINDOW 0 36 76 Left 0
WINDOW 3 36 40 Left 0
SYMATTR InstName R10
SYMATTR Value 1
SYMBOL res 992 320 R180
WINDOW 0 36 76 Left 0
WINDOW 3 36 40 Left 0
SYMATTR InstName R11
SYMATTR Value 300
SYMBOL res 320 512 R180
WINDOW 0 36 76 Left 0
WINDOW 3 36 40 Left 0
SYMATTR InstName R12
SYMATTR Value 8K
SYMBOL npn 240 240 R0
SYMATTR InstName Q2
SYMATTR Value 2N2222
SYMBOL npn 544 -256 R0
SYMATTR InstName Q3
SYMATTR Value 2N2222
SYMBOL npn 544 208 R0
SYMATTR InstName Q4
SYMATTR Value 2N2222
SYMBOL cap -288 -240 R0
SYMATTR InstName C1
SYMATTR Value 220?
SYMBOL cap 32 352 R0
SYMATTR InstName C2
SYMATTR Value 470?
SYMBOL cap -96 -80 R0
SYMATTR InstName C3
SYMATTR Value 470?
SYMBOL cap 832 96 R90
WINDOW 0 0 32 VBottom 0
WINDOW 3 32 32 VTop 0
SYMATTR InstName C4
SYMATTR Value 330?
SYMBOL res 32 176 R0
SYMATTR InstName R13
SYMATTR Value 300
SYMBOL cap -432 176 R90
WINDOW 0 0 32 VBottom 0
WINDOW 3 32 32 VTop 0
SYMATTR InstName C5
SYMATTR Value 4.7?
SYMBOL voltage 784 -304 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 24 44 Left 0
SYMATTR SpiceLine Rser=0.05
SYMATTR InstName V1
SYMATTR Value 12
SYMBOL cap 688 -272 R0
SYMATTR InstName C6
SYMATTR Value 1000?
SYMBOL voltage -640 224 R0
WINDOW 123 24 132 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR Value2 AC 0.3 0
SYMATTR InstName V2
SYMATTR Value SINE(0 0.3 1000)
SYMBOL zener -384 -176 R180
WINDOW 0 24 72 Left 0
WINDOW 3 24 0 Left 0
SYMATTR InstName D2
SYMATTR Value BZX84C6V2L
TEXT -672 648 Left 0 !.tran 0 100 0 1e-7
如果您要做 millwood 首创的 JLH1969M ,
您也许会用到下面的模型。
补充一下 LTSPICE 的 模型:
Edit the file standard.jft and add the following info at the end :
.model J310 NJF(Beta=3.384m Rd=1 Rs=1 Lambda=17m Vto=-3.409
Is=193.9f Cgd=6.2p Pb=1 Fc=.5 Cgs=6.2p Kf=46.34E-18 Af=1)
.model BF245A NJF(VTO=-2 BETA=0.9M LAMBDA=6m RD=2.21. + RS=1.99
IS=26.3F PB=1 FC=.5 CGS=2.12P CGD=2.52P)
.model 2N7000 NMOS( LEVEL=3 RS=0.205 NSUB=1.0E15 DELTA=0.1 KAPPA=0.0506
TPG=1 CGDO=3.1716E-9 RD=0.239 VTO=1.000 VMAX=1.0E7 ETA=0.0223089 NFS=6.6E10
TOX=1.0E-7 LD=1.698E-9 UO=862.425 XJ=6.4666E-7 THETA=1.0E-5 CGSO=9.09E-9
L=2.5E-6 W=0.8E-2)
http:// hq.scene.ro/blog/read/l tspice-components/
Here're the 2n7000 models you posted, here on s.e.d., IIRC.
I had to modify some of them to run on Intusoft's spice.
Anasoft-1:
..SUBCKT 2N7000/PLP_XN _ssi_pin0_1 _ssi_pin1_2 _ssi_pin2_3
Cgs 2 3 12.3E-12
V_ssi_pin2 _ssi_pin2_3 3 0
V_ssi_pin1 _ssi_pin1_2 2 0
V_ssi_pin0 _ssi_pin0_1 1 0
Cgd1 2 4 27.4E-12
Cgd2 1 4 6E-12
M1 1 2 3 3 MOST1
M2 4 2 1 3 MOST2
D1 3 1 Dbody
..MODEL MOST1 NMOS(Level=3 Kp=20.78u W=9.7m L=2u Rs=20m Vto=2 Rd=1.186)
..MODEL MOST2 NMOS(VTO=-4.73 Kp=20.78u W=9.7m L=2u Rs=20m)
..MODEL Dbody D(Is=125f N=1.023 Rs=1.281 Ikf=18.01 Cjo=46.3p M=.3423
+ Vj=.4519 Bv=60 Ibv=10u Tt=161.6n)
..ENDS
Anasoft-2:
..SUBCKT 2N7000_XN _ssi_pin0_3 _ssi_pin1_4 _ssi_pin2_5
* Nodes D G S
V_ssi_pin2 _ssi_pin2_5 5 0
V_ssi_pin1 _ssi_pin1_4 4 0
V_ssi_pin0 _ssi_pin0_3 3 0
M1 3 2 5 5 MOD1
RG 4 2 343
RL 3 5 6E6
C1 2 5 23.5P
C2 3 2 4.5P
D1 5 3 DIODE1
*
..MODEL MOD1 NMOS VTO=2.474 RS=1.68 RD=0.0 IS=1E-15 KP=0.296
+CBD=53.5P PB=1 LAMBDA=267E-6
..MODEL DIODE1 D IS=1.254E-13 N=1.0207 RS=0.222
..END 2N7000
Supertex
..MODEL 2N7000 NMOS (LEVEL=3 RS=0.205 NSUB=1.0E15
+DELTA=0.1 KAPPA=0.0506 TPG=1 CGDO=3.1716E-9
+RD=0.239 VTO=1.000 VMAX=1.0E7 ETA=0.0223089
+NFS=6.6E10 TOX=1.0E-7 LD=1.698E-9 UO=862.425
+XJ=6.4666E-7 THETA=1.0E-5 CGSO=9.09E-9 L=2.5E-6
+W=0.8E-2)
..ENDS
Philips:
..SUBCKT 2N7000/PLP 1 2 3
Cgs 2 3 12.3E-12
Cgd1 2 4 27.4E-12
Cgd2 1 4 6E-12
M1 1 2 3 3 MOST1
M2 4 2 1 3 MOST2
D1 3 1 Dbody
..MODEL MOST1 NMOS(Level=3 Kp=20.78u W=9.7m L=2u Rs=20m Vto=2 Rd=1.186)
..MODEL MOST2 NMOS(VTO=-4.73 Kp=20.78u W=9.7m L=2u Rs=20m)
..MODEL Dbody D(Is=125f N=1.023 Rs=1.281 Ikf=18.01 Cjo=46.3p M=.3423
+ Vj=.4519 Bv=60 Ibv=10u Tt=161.6n)
..ENDS
Ancient MicroSim:
..model M2n7000 NMOS(Level=3 Gamma=0 Delta=0 Eta=0 Theta=0 Kappa=0.2
+ Vmax=0 Xj=0 Tox=2u Uo=600 Phi=.6 Kp=1.073u W=.12 L=2u Rs=20m
+ Vto=1.73 Rd=.5489 Rds=48MEG Cgso=73.61p Cgdo=6.487p Cbd=74.46p Mj=.5
+ Pb=.8 Fc=.5 Rg=546.2 Is=10f N=1 Rb=1m)
Zetex:
..SUBCKT M2N7000/ZTX 3 4 5
* Nodes D G S
M1 3 2 5 5 MOD1
RG 4 2 343
RL 3 5 6E6
D1 5 3 DIODE1
..MODEL MOD1 NMOS VTO=2.474 RS=1.68 RD=0.0 IS=1E-15 KP=0.296
+CGSO=23.5P CGDO=4.5P CBD=53.5P PB=1 LAMBDA=267E-6
..MODEL DIODE1 D IS=1.254E-13 N=1.0207 RS=0.222
..ENDS
---------
I've found two others, from Motorola originally I think.
..MODEL MN7000 NMOS (LEVEL=1 VTO=2.4 KP=.17 GAMMA=1.76U
+ PHI=.75 LAMBDA=1.25M RD=.35 RS=.448 IS=41.6F PB=.8 MJ=.46
+ CBD=44.4P CBS=53.3P CGSO=24N CGDO=20N CGBO=116N)
* -- Assumes default L=100U W=100U --
* 60 Volt .2 Amp 2.5 ohm Enh-Mode N-Channel MOS-FET 11-19-1990
..MODEL 2N7002LT1 NMOS LEVEL=1 AF=1E-26 CBD=0 CBS=0 CGBO=0
+ CGDO=0 CGSO=0 FC=0.5 GAMMA=3 KF=1.2 KP=0.104475 LAMBDA=0
+ LD=0 MJ=0.5 PB=0.75 PHI=0.554054 RD=0.593226 RS=0.593226
+ VTO=1.92518
by Winfield Hill Win Hill - 2n7000 spice models - Aaaargh!by Winfield Hill
.SUBCKT 2n7000 1 2 3
**************************************
* Model Generated by MODPEX *
*Copyright(c) Symmetry Design Systems*
* All Rights Reserved *
* UNPUBLISHED LICENSED SOFTWARE *
* Contains Proprietary Information *
* Which is The Property of *
* SYMMETRY OR ITS LICENSORS *
*Commercial Use or Resale Restricted *
* by Symmetry License Agreement *
**************************************
* Model generated on Mar 31, 04
* MODEL FORMAT: PSpice
* Symmetry POWER MOS Model (Version 1.0)
* External Node Designations
* Node 1 -> Drain
* Node 2 -> Gate
* Node 3 -> Source
M1 9 7 8 8 MM L=100u W=100u
* Default values used in MM:
* The voltage-dependent capacitances are
* not included. Other default values are:
* RS=0 RD=0 LD=0 CBD=0 CBS=0 CGBO=0
.MODEL MM NMOS LEVEL=1 IS=1e-32
+VTO=2.236 LAMBDA=0 KP=0.0932174
+CGSO=1.79115e-07 CGDO=1.0724e-11
RS 8 3 1.10523
D1 3 1 MD
.MODEL MD D IS=2.71011e-10 RS=0.0140826 N=1.5 BV=60
+IBV=1e-05 EG=1.16084 XTI=3.00131 TT=0
+CJO=3.41211e-11 VJ=4.67429 M=0.899864 FC=0.1
RDS 3 1 2.4e+11
RD 9 1 0.0001
RG 2 7 2.18034
D2 4 5 MD1
* Default values used in MD1:
* RS=0 EG=1.11 XTI=3.0 TT=0
* BV=infinite IBV=1mA
.MODEL MD1 D IS=1e-32 N=50
+CJO=7.93181e-11 VJ=0.643298 M=0.9 FC=1e-08
D3 0 5 MD2
* Default values used in MD2:
* EG=1.11 XTI=3.0 TT=0 CJO=0
* BV=infinite IBV=1mA
.MODEL MD2 D IS=1e-10 N=0.400165 RS=3.00002e-06
RL 5 10 1
FI2 7 9 VFI2 -1
VFI2 4 0 0
EV16 10 0 9 7 1
CAP 11 10 1.58786e-10
FI1 7 9 VFI1 -1
VFI1 11 6 0
RCAP 6 10 1
D4 0 6 MD3
* Default values used in MD3:
* EG=1.11 XTI=3.0 TT=0 CJO=0
* RS=0 BV=infinite IBV=1mA
.MODEL MD3 D IS=1e-10 N=0.400165
.ENDS 2n7000
http://www. onsemi.com/pub_link/Col lateral/2N7000.REV0.LIB
Originally posted by Fred Dieckmann
*SRC=2SJ76;QSJ76;MOSFETs P;Gen. Purpose;140V 500mA
.MODEL QSJ76 PMOS (LEVEL=1 VTO=-15 KP=122N GAMMA=18.6
+ PHI=.75 LAMBDA=1.48M RD=.84 RS=.84 IS=250F PB=.8 MJ=.46
+ CBD=444P CBS=533P CGSO=384N CGDO=320N CGBO=346N)
* -- Assumes default L=100U W=100U --
* 140 Volt .5 Amp 6 ohm Enh-Mode P-Channel MOSFET 07-28-1995
* 2SJ76, TOSHIBA, 1993 JAPANESE FET MANUAL, P.16
**********
*SRC=2SJ79;QSJ79;MOSFETs P;Gen. Purpose;200V 500mA
.MODEL QSJ79 PMOS (LEVEL=1 VTO=-15 KP=122N GAMMA=18.6
+ PHI=.75 LAMBDA=1.04M RD=.84 RS=.84 IS=250F PB=.8 MJ=.46
+ CBD=862P CBS=1.03N CGSO=57.6N CGDO=48N CGBO=1.09U)
* -- Assumes default L=100U W=100U --
* 200 Volt .5 Amp 6 ohm Enh-Mode P-Channel MOSFET 07-28-1995
* 2SJ79, TOSHIBA, 1993 JAPANESE FET MANUAL, P.16
**********
*SRC=2SK213;QSK213;MOSFETs N;Gen. Purpose;140V 500mA
.MODEL QSK213 NMOS (LEVEL=1 VTO=15 KP=.16 GAMMA=18.6
+ PHI=.75 LAMBDA=1.48M RD=.84 RS=.84 IS=250F PB=.8 MJ=.46
+ CBD=560P CBS=672P CGSO=26.4N CGDO=22N CGBO=852N)
* -- Assumes default L=100U W=100U --
* 140 Volt .5 Amp 6 ohm Enh-Mode N-Channel MOSFET 07-28-1995
* 2SK213, TOSHIBA, 1993 JAPANESE FET MANUAL, P.38
**********
*SRC=2SK216;QSK216;MOSFETs N;Gen. Purpose;200V 500mA
.MODEL QSK216 NMOS (LEVEL=1 VTO=15 KP=80M GAMMA=18.6
+ PHI=.75 LAMBDA=521U RD=.84 RS=.84 IS=250F PB=.8 MJ=.46
+ CBD=658P CBS=790P CGSO=26.4N CGDO=22N CGBO=852N)
* -- Assumes default L=100U W=100U --
* 200 Volt .5 Amp 6 ohm Enh-Mode N-Channel MOSFET 07-28-1995
* 2SK216, TOSHIBA, 1993 JAPANESE FET MANUAL, P.38
**********
What about this one?
.MODEL 2SK216 NMOS (VTO=-56.0259M KP=20U L=2U W=10.3184M GAMMA=0 PHI=600M
+ LAMBDA=2.12826M CBD=1.80316N IS=10F CGSO=1.13517N CGDO=1.13517N TOX=0 NSUB=0
+ TPG=1 UO=600 RG=50 RDS=1MEG )
/Hugo
2SK216/2SJ79 Spice models - diyAudio
细心调试的话, 四个晶体管也能获得不俗的 THD 表现:
Direct Newton iteration for .op point succeeded.
N-Period=1
Fourier components of V(afout)
DC component:3.61504e-005
Harmonic Frequency Fourier Normalized Phase Normalized
Number [Hz] Component Component [degree] Phase [deg]
1 1.000e+03 2.988e-01 1.000e+00 0.18° 0.00°
2 2.000e+03 8.477e-08 2.837e-07 -173.55° -173.72°
3 3.000e+03 2.837e-08 9.494e-08 11.55° 11.37°
4 4.000e+03 1.136e-08 3.803e-08 0.06° -0.11°
5 5.000e+03 9.196e-09 3.078e-08 -0.04° -0.22°
6 6.000e+03 7.664e-09 2.565e-08 -0.01° -0.19°
7 7.000e+03 6.569e-09 2.199e-08 -0.01° -0.19°
8 8.000e+03 5.748e-09 1.924e-08 -0.01° -0.19°
9 9.000e+03 5.109e-09 1.710e-08 -0.01° -0.19°
Total Harmonic Distortion: 0.000031%(0.000026%)
Date: Sun Mar 25 03:23:52 2018
Total elapsed time: 313.632 seconds.
回 “平衡线有什么作用,会带来实际上的音质提升吗?线材真的会对音质产生影响吗?”
-- 麦文学初中文化系列
平衡线本身不会带来提升, 但是差分放大器的结构(所有的专业音乐器材基本上都会有差分输出)可以减少共模干扰,这个好处不是平衡线(也就是差分线)带来的。
差分信号传输的优点只跟电路结构有关, 和线材无关。即使用的铁丝, 只要电阻够低效果也是一样的。
俺已经重申无数次了, “线材调音” 是个赤裸裸的骗局, 不要再上当受骗了。
只要是有国标的线都不会比贵了几十倍几百倍甚至几千倍的线产生您的耳朵能察觉的区别。
看问题要看到它的实质。
平衡功放最容易实现的也许就是 BTL 或者类似 BTL 的桥接输出了。
只要你用 ADSL/XDSL 上网, 您家里都有至少一个平衡功放, 那就是 ADSL MODEM 里面的线路驱动器。 感兴趣的话, 可以自己找 ADSL 的早期的驱动芯片来研读。
e.g. AD815
** 严格地说 BTL 不是平衡输入,但效果和常见的 “平衡耳放” 是一样的。
** 早期汽车上的功放大都是 BTL 的。傻眼了吧, 远在天边,近在眼前。
自己玩, 可以用 TDA2030 也可以随便找个双运放或者四运放来搭 BTL 耳放。
电流不够就加一对达林顿射随扩流, MOSFET跟随器也是可以的。
如果觉得跟随器的逼格不够高, 那就加个钻石缓冲。
就说这么多了。
** 某些功放内部是在继电器前串个电阻输出到耳机的,连运放都省了。
每个城市(发烧友)家庭几乎都有一台功放, 闲置不用,
另外花钱去买土炮山寨耳放那不是和钱作对吗 ??
帮你省下几百块钱。
最关键的要求是保护用户以及用户的孩子(也可能是用户),最小程度影响音质, 而且要保护耳朵和耳机.
这个电路, 真的有公司把几个电阻和二极管卖几百人民币, 你还别不信。 极端情况下, 用户犯傻或者小孩手多把音量拧到头, 就会引发危险. 如果要符合欧盟的 IEC61938 标准, 最好把 R1 换成 120 欧姆的.
** 用一个电阻概括耳机的电特性有点笼统. 如果要讨论Thiele-Small parameters 当然更好。
人能听出多少百分比的失真?
历史上和网上有详细的数据了, 0.5% 是大部分人的极限, -46dB 而已。
有些发烧友很纠结失真的问题, 毕竟他们要 Hi-Fi 嘛。
请看看上世纪的研究结果, 和本世纪的一些结论。
https://www. bksv.com/media/doc/BO03 85.pdf
J. Moir, "Just Detectable Distortion", Wireless World, vol. 87, no. 1541, Feb. 1981.
it has now been demonstrated that the human ear cannot perceive distortion levels of less than 6–12% on "normally complex music." If you think you can hear 0.1%, you are deluding yourself.
That, believe it or not, is the gist of an article by Robert Carver of Phase Linear Corp., in the May 1973 issue of Stereo Review.
Read more at
Since audio amplifiers amplify signals for humans to hear, the psychoacoustics of human hearing should be considered. There is no point in designing a system that drops THD well below the threshold of human hearing. Humans typically cannot detect THD less than 1%, but a single THD measurement doesn’t tell the whole story.
Our sensitivity is frequency dependent, and we are also more sensitive to higher-order distortions. With training and with certain types of distortion, some distortion effects as low as 0.3% can be heard.1 When designing an audio amplifier, if cost is no object, it would make sense to design a system with THD below the threshold of human hearing across all frequency ranges.
基本的表现
300 mV 以下的信号不会有可闻的影响
如果确实需要很大的输出摆幅,
把 1n4148 换成齐纳管,就是图中的效果。
即使高达 13vpp, 失真也没有超过人耳能分辨的底限。 0.5%。
举例: SENNHEISER HD598 50 OHM灵敏度 Sound pressure level (SPL) 112 dB (1 kHz/1 Vrms)
你觉得多大的驱动电流足够? 当满足这个电流的时候, HD598 上应该有多少电压?
这时(13Vpp), Sound pressure level (SPL) 112 dB (1 kHz/1 Vrms) + 13.2dB
已经是震耳欲聋的 125 dB 了。。。。。。。。。。
。。。。。。。。。。。。。。。。。。
音箱用的功放不能直接接耳机这种说法由来已久,并且被大多数的读者信以为真。
先列举那些所谓(的禁忌)的原因:
1. 会烧耳机;
2. 太大;
3. 太重;
4. 太贵;
5. 声音太粗;
6. 声底不够安静;
7. 不能插入。
第一恐怕是最令人却步的原因, 因为大家的耳机也许都比较矜贵, 例如 HD800 价值 1000 ~ 1300 美刀。
主人们不敢冒险。
为了所谓的大动态, 很多“耳放” 已经用上了双15 伏甚至双22伏的电源,
很多所谓的 “大功放” “台式功放” 的电源也不过是双 45 伏而已,
爱思考的读者不免也会心中嘀咕, 凭什么说会烧耳机呢?
俺的耳机 300 OHM, 600 OHM 比 4 OHM, 6OHM, 8OHM 大了几十甚至上百倍。
“大功放” 的电源充其量也就是 “耳放” 电源的三倍而已, 这个简单的数学应该是小学程度的啵。
这么理解就对了!
正常音量下, 300~600 OHM 的耳机接到 “大功放” 根本不会烧, 除非用户是个神经病, 每天把音量拧到头。即使是拧到头, 也很难被烧掉。
32~150 OHM 的耳机, 如果只开到 1/3 的音量也是不会烧的, 除非用户是个聋子, 拼命想摧残自己的耳膜。
很多读者会问了, 为什么为什么为什么以前那么多人说 “音箱用的功放不能直接接耳机” ?
俺试着帮您解答下:
1. 您用 “大功放” , 它家的 “耳放” 还卖个Pee 啊?
2. 他/她/它太为您着想了, 怕您开太大声。
3. 他/她/它欺负您没读过书。
对于第三点, 您可以怕胸脯说, 俺读过小学和中学, 狗X的敢欺负俺没文化?
好吧,
45 / 15 = 3 , 300 / 8 = 37.5 狗X的还敢欺负俺不知道 37.5 远大于 3 ?
以 “ 太大; 太重; 太贵 ” 来否定 “大功放” 很 JB 牵强, JB = 基本 。
以 “ 声音太粗 ” 来否定 “大功放” 也很 JB 牵强, 您知道吗。 当一个 “大功放” 带一个很轻的负载的时候, 它工作在什么状态呢?
“甲类” 啊, 您答对了, F**king CLASS-A !!!!!
所以说 以 “ 声音太粗 ” 来否定 “大功放” 也很 JB 牵强, 您明白吗。
很多读者会问了, 为什么为什么为什么以前那么多人说 太大; 太重; 太贵; 声音太粗” ?
俺试着帮您解答下:
1. 您用 “大功放” , 它家的 “耳放” 还卖个Pee 啊?
2. 他/她/它太为您着想了, 怕您家现金太多, 不安全, 够贴心吧!
3. 他/她/它欺负您没读过书。
最后两点怎样呢? “ 声底不够安静; 不能插入?”
这两点相信难不倒大家。
话说欧盟就象朝阳大妈管得宽, 声音大小要管, 用户是否自残也要管。
耳机放大器输出的附加电阻也被盯得死死的。
你看看 IEC61938 有多么不像话:
音频系统,视频系统和声图信号系统.互联和匹配值.模拟信号推荐匹配值
事情远远没有那么简单。 如果你很有钱, 并且被发现了。
即使目前的科学理论还没有能解释, 商家的代表肯定能即时撸出一个新理论。 比如 “调音”。 他家的线材调音, 他家的 DAC 调音, 即使他家的线材频率响应是一条直线(20-20KHZ), 即使他家的DAC频率响应是一条直线(20-20KHZ), 他家的东西一定和绝对的能“调音”。
耳机**坛的老烧特别憎恨 EQ, 这些老烧推崇的是什么呢? 那就是煲自己的耳朵。 古代有个成语叫 “削足适履”, 现代的这些老烧推崇的是 “煲耳适机”。 怎么说呢? 把自己耳朵里面的毛细胞煲死掉一部分, 自己的听力曲线就会凹下去一个坑。 这样一来就可以一辈子听下去了。
找不到音频分析软件可以用这个免费的: http://audio.rightmark.org/products/rmaa.shtml
RightMark Audio Analyzer
当然 REW 绝对也可以用。
耳放你要做,
从 TDA2030 开始吧, 别瞧不起 TDA2030.
“给——个强大的信心,这个耳放是英国专业给广播录音公司制作的,这个公司几乎都不生产民用,就是广播设备都是整套制作生产才卖的,这个耳放声音推ER4P和SA5000都没有一点点可闻噪声,推AKG的K340。240都非常棒,几乎K1000都能推得不难听,推深海的HD540G都很动听。它就是用2030做的,真是不可思议,具体自己看!”
** 看好了, 笑了, 请点分享/分享。