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2021-09-08 20:36:40鼴鼠

[超低價超高品質數位後級] 號稱千元(台幣)之王的功率放大晶片TI(德儀)TPA3255!!

鼴鼠在想,要不要先介紹何謂前級和後級,何謂電壓放大,何謂電流放大?

功率擴大機,A類,AB類,D類的差別...

 

但總覺得大家應該沒啥興趣阿...

還是快速的說一下好了:

1.訊號,像是你手機或是CD播放機,他們放出來的聲音就是訊源。

2.前級,如果說前級是一個水龍頭,訊號就是控制水龍頭開關的"手",手開大一點,就流出比較多水,手開小一點,就流出比較少的水,流出的水量表示音量。

3.後級,後級就像是水庫的水門,很重,手很難控制,可能得用前級輸出的水力才有辦法推動水門的閘門開關。

4.前級推的是後級。

5.後級推的是喇叭。

6.後級是高阻抗的裝置,阻抗就是交流電阻,想成水庫的水門,很重很難推。

7.喇叭是低阻抗的裝置,想成...嗯...葉片?水庫流出來的水會去推動葉片這樣,葉片很大,但其實很好推,但要推的好,需要很多的水。

 

好吧...應該大家都更迷糊了(死)。

 

總之呢,傳統上要做出好的前級,需要精密的測量與良好的設計;而做出好的後級,除了需要好的設計與測量,還需要堆料。

例如巨大的變壓器,大量的高品質高壓高容量電容,好的功率晶體(不論是Bipolar或是MOSFET)。

 

簡單說,就是:很貴,很重,很大。

 

 

那有沒有:很便宜,功率又大,失真又小,體積還很小的後級呢?

以前我會恥笑你:要音質好,又要便宜又小,沒門!哪有要馬兒好又要馬兒不吃草呢?

 

但隨著科技和半導體技術的進步,還真的出現了:又便宜,又小,又省電(效率高),聲音又好的solution了。

 

這就是今天要介紹的TI(德州儀器)class D的Power AMP IC,TPA3255。

 

TPA3255是它的型號,其兄弟姊妹其實還滿多的,TPA3255是其中最高規的型號:

 

它其實是一顆四聲道的功率放大IC,其中兩聲道橋接的話,可以輸出150W@8Ohn,315W@4Ohm,其中8/4Ohm指的是喇叭的交流電阻(阻抗)。

大功率,小體積,高效率,失真低,高頻寬,性能好到不行!還很便宜...

 

根據其m1/2的pin腳設定,它有四種工作模式,其中PBTL模式(四聲道橋接)可以輸出600W@2Ohm的功率:

 

所以很多成品機可以排列組合出:150W兩聲道,2.1聲道(75*2+150W),或是單聲道600W的設定,其實用的都是同一顆IC。

 

原廠設計輸入為12V~51V,因此大陸板設計成24~48V算是保守了。

 

今天先貼一些圖:

鼴鼠在蝦皮買的,直接從大陸寄過來,免運費,記得是一片NT$710,有夠便宜!不過直接上淘寶買的話,成品含電源,鋁製外殼,音量控制,RCA端子,喇叭端子等,只要一千六台幣左右(死),真的是不如買成品機....

大陸製的板子,用料還不錯(如果是真貨的話):Nichicon的電解電容,kz的轉平衡電容,NE5532 OPA兩顆,應該是用來把非平衡訊號轉平衡訊號的(BTL模式,兩聲道橋接*2)。

兩個灰色的東西是電感,根據手冊,每聲道要兩個電感,因此灰色的東西裡面應該是封裝了兩個電感。銀色鋁製散熱片下就是TPA3255,其實不會很燙。

先接起來看會不會爆炸,雖然手冊上說有防止開機爆音的功能,不過剛插電好像還是會崩一聲樣子。可能要整體都接好,然後再開電,可以避免開機的噪音。

輸入被我改成耳機的Jack端子輸入(那一坨是熱熔膠,防止焊接的線斷掉,很醜但很實用)。

用手機當訊源,很好,沒爆炸。

換耐操的全音域單體,嗯,聲音意外的好聽,不過手機輸出的音量是Type A的(線性)很難調到剛好的聲音,可能之後要裝個Type B的VR上去(log type)。

結果聽一聽反而不滿意喇叭的聲音,開始加鉛塊墊海綿來調音。 

鼴鼠其實買的是做好的板子(中國製),電源鼴鼠先隨便接了一個變壓器(中國製可調壓交換式電源),其功率是24V@4.7A,推薦是使用36V@10A(輸入電壓是24~48V),

不過鼴鼠手邊沒這麼大功率的傳統變壓器,交換式電源的話大陸貨是很便宜,下次再買...(其實一開始就買成品機說不定還比較便宜)。

 

 

雖然說輸入電壓是24V~48V,不過鼴鼠的變壓器是可調電壓輸出的,言鼠隨便調低了幾檔,其實也是可以工作,估計19V以上都是OK的。

 

P=IV,功率=電流x電壓,因此輸入的變壓器能提供的電能決定最大輸出功率(擴大機輸出功率不等於輸入變壓器的功率,但可以決定上限),

鼴鼠的24V@4.7A頂多每聲道可以輸出75W左右?(沒仔細計算)

 

聲音只能說,意外的非常好。

 

其它測試,包含搭配傳統電源跟大功率交換式電源的測試之後再補,不過就鼴鼠隨便拿個變壓器來插就能發出這種聲音,鼴鼠對其還是相當看好的。

 

 

過去很多人都瞧不起類似LM1875/LM3886之類的IC,但其實鼴鼠都覺得還滿好聽的,不會比那些號稱精密配對設計的晶體機差很多(先不論功率大小),

真的大家應該有機會試試看,科技進步真的是很可怕。

 

再來就是有個很常見的問題:為啥需要這麼大的功率,例如150W,你可能會說35W的功率下喇叭就很大聲了。

對!問題在失真,150W輸出時,失真可能是1%,而35W輸出時,失真可能只有0.05%。

也就是說,雖然你的後級功率很大,但實際上我們也不需要聽那麼大聲,實際上反而是要取適當音量,且失真最小的那段。

當然,晶體機的失真其實本來就不高,如果你反而想要像真空管這種高失真的音染,你追求的反而會單純變音壓的問題(真空管機的輸出功率通常不高)。

見原廠datasheet(上圖),10~100W輸出下,都可以保持極低的失真,相當不錯!雖然比不上B&O的ICEPower,不過考慮到價格,已經很棒了,聽說還可以用超頻模式工作,音質會更棒(不過會發熱嚴重)。

關於datasheet上的細節,或是鼴鼠實驗的一些心得之類的之後再說吧!

以上!