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自己動(dòng)手GEEK 仿制Grado RA1 耳放

自己動(dòng)手GEEK 仿制Grado RA1 耳放

2014-05-06 10:33

本來(lái)這篇提交到了曬物里面,確實(shí)按照小編說(shuō)的更像是一個(gè)經(jīng)驗的東西,還是在經(jīng)驗這邊比較合適,干脆修改一下作為經(jīng)驗發(fā)布吧。就當是給愿意自己動(dòng)手
的朋友們一個(gè)參考,如何從淘寶上淘來(lái)各種零件制作一些小電子產(chǎn)品,其實(shí)一些智能開(kāi)關(guān)、四軸飛行器、聲光控制裝置、攝像監控以及平衡輸出設備、功放、
DAC等等求助于萬(wàn)能的淘寶都是可以DIY的。自制的四軸飛行器可以突破負重和續航的限制,做一些航拍或者其他有趣的事情。

我一直都比較喜歡隨身聽(tīng)一些音樂(lè )之類(lèi)的,隨身設備也從隨身卡帶、隨身CD、MD、MP3一路升級過(guò)來(lái)。只是現在入了LEGO的大坑,除了耳機還能留一點(diǎn)
預算,其他動(dòng)輒幾千的設備是沒(méi)能力入了。

一個(gè)偶然的機會(huì ),在某毒壇看到了耳機界著(zhù)名廠(chǎng)商Grado給自家耳機配的功放RA1的拆解,震驚于著(zhù)名大廠(chǎng)售價(jià)3000CNY的耳機功放成本竟然只有200元,
其中那個(gè)木頭外殼還占去大半!

原版圖:

內部結構:

 
如此簡(jiǎn)單的結構實(shí)在太容易仿制了,自從此文一出大量仿制品開(kāi)始充滿(mǎn)了各個(gè)論壇,淘寶上也出現了大把山寨產(chǎn)品。

電路圖1:

看過(guò)電路圖之后感覺(jué)沒(méi)什么難度,一時(shí)手癢也準備仿制一個(gè)玩玩,咱也試試敢賣(mài)3000CNY的耳放是什么效果??丛娴膬炔拷Y構,基本不用考慮手藝好壞,
難道還能焊的比原版還惡心么。。。至于原版的零件,一看就是電子市場(chǎng)隨便幾塊錢(qián)一把的,這種批量生產(chǎn)的零件不可能加工的非常精細,誤差都比較大,
如果有人說(shuō)Grado是靠人工一個(gè)一個(gè)測量找出誤差非常小的,靠調音弄出完美品質(zhì),咱也可以試試。電阻2分錢(qián)一個(gè),咱買(mǎi)他半斤一斤的用一個(gè)精密萬(wàn)用表
量唄。用的線(xiàn)材也沒(méi)什么特殊,真是不體諒能聽(tīng)出水電火電的同志啊。這里也順便說(shuō)說(shuō)DIY其他東西,現在大部分靠譜的廠(chǎng)商在產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)里面都會(huì )給出產(chǎn)
品電路圖,如果沒(méi)有的也可以在網(wǎng)上找找一些拆解網(wǎng)站或者愛(ài)好者拆解的圖看一下,有了圖就是自己做的第一步。

有了想法,就在淘寶上看了看零件,還好基本上都有賣(mài)的,就是大部分幾分幾毛一個(gè)的不零賣(mài),最少買(mǎi)10個(gè)100個(gè)。。。而且沒(méi)有一家能一下買(mǎi)齊的。郵費
都比東西貴了??!最后總算是都配齊了,考慮到還不知道效果如何,先用面包板測試一下,效果好了再焊接。

先列一下零件列表(點(diǎn)擊零件名稱(chēng)可以得到淘寶的搜索鏈接):

1、電路板,和原廠(chǎng)相同設計的電路板淘寶上不少,不過(guò)原廠(chǎng)設計并不是非常緊湊,開(kāi)關(guān)、輸入輸出都沒(méi)有集成在電路板上面,需要另外走線(xiàn),集成度比較低。
在淘寶上能找到不少,不過(guò)最好找重新設計的可以將耳機插座、電位器和電源都集成在板子上的。

2、比較重要的核心元件,雙運放。原廠(chǎng)采用的是一個(gè)非常便宜也非常常用的運放:JRC4556AD。大部分在1-2元左右。運放是晶體管功率放大器的集成電路
模塊,現在的工業(yè)技術(shù),一般的運放都能做的比較不錯了,而且批量生產(chǎn)的質(zhì)量都是合格的。因為是立體聲有兩個(gè)聲道,所以需要兩套放大電路,就是雙運放
了?,F在還有一些人喜歡用兩個(gè)單運放,不過(guò)就我們一般無(wú)線(xiàn)電愛(ài)好者的手藝,還是封裝好的雙運放比兩套單運放容易做出好聲,引入額外的焊接點(diǎn)和電路容
易出現干擾和電阻不準確等問(wèn)題。另外這里強烈建議焊接時(shí)增加一個(gè)運放座,淘寶搜索“運放座”即可,如果零件基本都在一家買(mǎi)可以跟店主商量看能不能送幾個(gè)。
這樣以后可以換各種不同的運放來(lái)玩,增加DIY的樂(lè )趣。

3、電阻。電阻的使用實(shí)在是太普遍了,功率放大電路里面需要一些電阻形成回路,形成回饋電路,回饋電路有正反饋和負反饋,正反饋可以使輸出起到與輸入
相似的作用,使系統偏差不斷增大,使系統振蕩,可以放大控制作用。負反饋使輸出起到與輸入相反的作用,使系統輸出與系統目標的誤差減小,系統趨于穩定。
所以我們使用的是負反饋。

一個(gè)標準的負反饋同向放大器的電路如下:

 具體到RA1的電路如下(只列出一路):
 

根據第一個(gè)圖,放大倍數的計算是:V0=(1+Rf/R1)Vi。我們計算一下就會(huì )發(fā)現464/121K之后非常小,只有不到0.0004。使得這個(gè)電路的放大倍數可以忽略
不計,不少會(huì )計算放大倍數的網(wǎng)友都認為這里的Rf應該是464K歐,這樣就有將近4倍的放大倍數才是“耳放”嘛,但是后來(lái)經(jīng)過(guò)多方驗證基本確定了就是464歐,
這就是一個(gè)沒(méi)有放大倍數的耳放,其作用主要是過(guò)濾掉音源內部的一些干擾和直流電,并且讓耳機可以使用很多高端設備的Line Out高阻抗輸出來(lái)聽(tīng)音樂(lè )。并
不能提供額外大推力來(lái)推動(dòng)一些高阻抗耳機。不過(guò)如果想試試推高阻耳機,可以把這里的Rf換成較大的電阻來(lái)試試,這也是diy的樂(lè )趣。

選購電阻時(shí)建議盡量選擇標稱(chēng)誤差比較小的,這樣使左右聲道盡量接近,減少手工制作引入的誤差。1%誤差的精密電阻最好,因為非常便宜可以多買(mǎi)一些,
回來(lái)用萬(wàn)用表量一下盡量找數值接近的。電路中需要100K、121K、464歐電阻各兩個(gè)。

4、電容,這套耳放用到的主要有兩種電容,一對輸入濾波電容,將輸入端可能有的直流電(比較小,但容易損壞耳機和造成額外的電量消耗)和雜波干擾過(guò)濾
掉。很多人反映輸入濾波電容的選擇對音質(zhì)影響很大,這部分后面再詳細說(shuō)。另一對電容主要放在電源接入處,將直流輸入接地,這對電容的主要作用是在電路
接通和關(guān)閉的那一瞬間,吸收掉電路中的突發(fā)電流??梢员苊庠诮油娐窌r(shí)有一個(gè)瞬時(shí)電流對耳機造成沖擊。也可以過(guò)濾掉插拔耳機時(shí)電路負載不穩出現的“咚咚”
聲。這對電容不需要很大,也不用很貴的,一般的0.12uF足夠。小電容沒(méi)必要用電解的,陶瓷或者薄膜的好。因為零件比較散,到時(shí)采購的時(shí)候和運放或者電阻
在一家買(mǎi)就行,可以省點(diǎn)運費。

濾波電容:原裝使用的是法國的產(chǎn)SOLEN牌的電容,容量為5.1uF。

solen是比較有名的廠(chǎng)商,這個(gè)電容不貴,不過(guò)不少地方都在使用。從這個(gè)大個(gè)子上來(lái)看,我覺(jué)得應該比一些隨身設備里面的貼片元件要好把,不過(guò)也有人說(shuō)現在
這個(gè)年代不應該迷信手工工藝了,機器生產(chǎn)比手工的要精密的多。誰(shuí)知道呢,反正是玩嘛,先跟那3000米的保持一致再說(shuō)。

5、電位器,其實(shí)就是數值可調的電阻,因為在電路中使用的輸入端接地電阻是100K歐,所以電位器也必須選擇100K歐的,如果用其他電位器也可以,但是輸入端
接地的電阻就必須換成和電位器一樣的阻值。電位器可以選擇比較好一點(diǎn)的,旋轉的時(shí)候比較順滑,不出雜音,經(jīng)久耐用。推薦:日本產(chǎn)ALPS電位器,手感好,
耐用。如果不喜歡日本品牌可以選臺灣產(chǎn)的,不過(guò)價(jià)格別太便宜了,太便宜的用一段時(shí)間里面的碳膜就會(huì )磨損,到時(shí)候旋轉的時(shí)候會(huì )有很大雜音。

6、其他一些零碎如耳機插座推薦這帶螺母的,方便固定在外殼上面。有人喜歡6.5mm,不過(guò)考慮到便攜性,還是推薦3.5mm的。最好帶開(kāi)關(guān)。

7、鈕子開(kāi)關(guān):如果沒(méi)選擇帶開(kāi)關(guān)插座,可以單配一個(gè)開(kāi)關(guān),因為電源是+-9v雙路,開(kāi)關(guān)最好也是雙路的,可以同時(shí)斷開(kāi),不然只斷開(kāi)一半,電路中帶電就不好了。 

選擇鈕子開(kāi)關(guān)的原因同樣是方便固定在外殼上面。

8、導線(xiàn)若干,可以盡量用好一點(diǎn)的銅導線(xiàn)。

9、工具。一般的非專(zhuān)業(yè)人士沒(méi)必要投入很多成本在這些工具上面,感謝萬(wàn)能的淘寶,一套電工工具非常便宜。搜索“電工套裝”,根據自己需要選擇即可。

根據自己的需要選擇吧,萬(wàn)用表也有了。

最后一個(gè)就是外殼,我用的是費列羅16粒裝塑料盒。這種塑料盒子可以很容易的用剪刀鉆孔。

計算一下總成本:

1、電路板2元。

2、運放加底座2.5元。

3、電阻6元30只(其中只用6個(gè),實(shí)際成本1.2元)。

4、電容33.5*2=67元。

5、電位器39.5元(日本貨特別貴,一般的也就幾塊錢(qián))。

6、零碎10元。

另外加上工具一套45元??傆?72元。其中制作耳放的元件成本122.2元。電位器換成一般的臺灣產(chǎn)可以把成本控制在100元以?xún)取?/span>

如果經(jīng)常聽(tīng)的話(huà),建議用一套充電電池。 

淘寶上從多家分開(kāi)購買(mǎi)的零件陸續到貨,郵費就幾十塊了

 。

買(mǎi)齊了零件,就開(kāi)始組裝了,先上一張圖:

面包板試機照:手機渣畫(huà)質(zhì),已經(jīng)拆了沒(méi)法補拍了,各位湊合一下。

用面包板按照電路圖1把元件連接起來(lái),特別注意的兩點(diǎn),

一是電池的接法,因為雙運放需要雙相供電,需要+9V和-9V同時(shí)供電,所以?xún)深w電池不是串聯(lián)的關(guān)系,而是一顆正極接地,負極接運放Vcc-,另一顆負極接地,
正極接運放Vcc+。

二是這隨身設備沒(méi)有真正的接地,只是有一個(gè)參考0電位,所以只要把所有電路圖上需要接地的地方全部接在一起就行。

測試成功出聲!然后就開(kāi)始找個(gè)盒子裝起來(lái),再去繼續找有人做好的電路板來(lái)焊接。

裝盒照:


后來(lái)在淘寶上瞎逛了半天,找到了一個(gè)能放進(jìn)這個(gè)盒子的電路板。

焊接的過(guò)程就不再一一貼圖了,主要是上班以后很久沒(méi)搞,手藝退步?jīng)]法見(jiàn)人。按照電路板上的標識把元件都焊上去就行。這里吐槽一下淘寶上賣(mài)的便宜焊錫,
完全不沾??!一開(kāi)始我還以為是我的技術(shù)不行,虛焊、碎裂、焊點(diǎn)各種歪,后來(lái)京東上重新買(mǎi)了一支,真是天壤之別。 

順便也把某毒文中推薦的CARDAS黃金比例電容搞了回來(lái)。

某毒壇上面看到的帖子對比了多款電容,綜合來(lái)說(shuō)我感覺(jué)應該是比較均衡的就是上面這只。于是咬牙入了一對,比耳放成本高了幾倍啊。。。不過(guò)聽(tīng)起來(lái)確實(shí)有
那么點(diǎn)不一樣了。

 

升級合體后:

最后說(shuō)幾點(diǎn),便宜元件一次多買(mǎi)一點(diǎn),壞了也可以重新來(lái)。還可以多做幾個(gè)送人。電阻和小電容之類(lèi)的可以剪掉多余的引腳,減少導線(xiàn)電阻,濾波電容這個(gè)大件
不要動(dòng)引腳,將來(lái)還可以改造到別的設備上或者2手出掉。需要返工的話(huà)電工套裝里面的吸焊器很好用。

電池電量低的時(shí)候音質(zhì)損失很大,所以需要一個(gè)比較直觀(guān)的電量顯示,直接用發(fā)光2級管串電阻并聯(lián)在電源上經(jīng)測試不管分壓電阻用什么值,都只有“亮”和“不亮”
兩個(gè)狀態(tài),所以發(fā)光二極管只能作為設備是否開(kāi)啟的一個(gè)提示,不能反映出剩余電量。就想到能不能直接接一個(gè)數字顯示的電壓表上去呢?求助萬(wàn)能的淘寶搜索
“電壓表”,果然有給電動(dòng)車(chē)用的電壓表頭。效果還不錯。

多種顏色可選,可以根據喜好選擇。不過(guò)我用萬(wàn)用表量了一下白光的電流最小,只有幾十mA。比較省電。

聽(tīng)了一段時(shí)間覺(jué)得效果還不錯,但是現在這個(gè)體積比較大,不易攜帶,而且電子市場(chǎng)弄來(lái)的零件有一些質(zhì)量不過(guò)關(guān),總有一點(diǎn)小毛病。怎么這些人就不能向淘寶
賣(mài)家學(xué)學(xué)呢,要不是郵費實(shí)在不值,還是淘寶靠譜啊。

某天在淘寶上瞎逛的時(shí)候偶然看到了一組套件,體積和設計都比較不錯,于是果斷入手。到貨后把零件按照電路板上的標識一一焊接,替換了套件中的電容為
Cardas,加上了電壓顯示,打孔比較費勁,可以用剪線(xiàn)鉗或者大剪刀,如果有專(zhuān)門(mén)的打孔工具更好。先把做好的電路板放進(jìn)去,找好需要打孔的位置后用剪刀從
里面頂出一個(gè)凸點(diǎn),從外面根據凸點(diǎn)找到需要的孔的中心位置,從這個(gè)位置開(kāi)始用力向前頂著(zhù)同時(shí)左右旋轉剪刀,就可以鉆一個(gè)孔出來(lái)。之后一直旋轉鉆到孔的
大小合適。最后用小刀修掉毛邊。

電路板上面有定位用的螺絲孔:

在電路和鐵盒子接觸的部分貼一層絕緣膠布或者透明膠,然后在電路最角上的螺絲孔處加一個(gè)螺絲,盒子上需要上螺絲的地方打孔,盒子和電路板之間用墊片
墊一下,后面上螺母固定。這樣加上電位器處的固定可以防止插拔耳機的時(shí)候電路板活動(dòng),防止損壞焊接部位。

最終版本出爐:

 內部結構:

 

加上轉換線(xiàn),淘寶搜索“dock轉line”就能找到不少。和touch4捆綁正好:

希望給有動(dòng)手能力的朋友一個(gè)范例,有興趣的都可以嘗試一下。效果還不錯,聽(tīng)感什么的實(shí)在不會(huì )那些什么結像啊、下潛啊之類(lèi)的描述,就不多說(shuō)了,貼一下
美亞上面的介紹吧:“And the sound? Just like all Grados: warm, smooth, full-bodied, non-fatiguing and rich. ”。做這個(gè)主要還是在自己動(dòng)手的樂(lè )趣。Grado
一如既往的不重視工藝,所以仿制的只要焊接沒(méi)什么問(wèn)題,用好點(diǎn)的材料,質(zhì)量比原版只高不低。

需要說(shuō)明的是,RA1是Grado用來(lái)推RS1這款耳機的, 

看美亞上這款耳機的參數確實(shí)很厲害,12Hz-30KHz。但是靈敏度98db,阻抗只有32歐,應該不是難推的耳機?;蛘呤菍﹄娏鞯囊蠛艽?,需要額外電源供電?
所以我推測RA1并不太適合用來(lái)推耳塞和動(dòng)鐵,更適合頭戴式大單元的耳機,在原有隨身設備推力不足的情況下可以改善一些。DIY的好處就是可以各種改造,
比如加平衡輸出、加高增益輸出(把464歐的電阻換成464K,倍數公式前文有提到,用于推高阻抗耳機)、加不同的接口(RCA、6.5、卡農)支持等等。

最后把某毒文的鏈接附上:

##(原創(chuàng ))歌德RA1校聲手法全剖析??!##

這篇老文爭議很大。有人認為這東西就是垃圾一文不值,有人卻認為非常了不起,總之褒貶不一。本文純粹是愛(ài)折騰做著(zhù)玩的,只接受對制作方法的評論,有做
出來(lái)聽(tīng)了有什么不同想法也歡迎交流,其他就算了。

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