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SONY拆机板 TA1101B功放分析——改造篇

 M.T 2013-04-20

因为好奇,买了2片SONY拆机板 TA1101B,前面纸上谈兵分析了运放部分和保护部分,而整机改造篇却迟迟到今天才完成。

先上图,搞了个机箱,机箱花的价钱比俺在淘宝上买的TA2020整机还贵,真是豆腐盘成肉价钱了。
机箱正面

机箱放下板子,还装下一个12V4A的开关电源。用白色塑料线扣绑在机箱里的就是。因为机箱小,俺把电源暴力拆开,连上线,然后绑上(没用胶粘,更没用超声焊接)。实验验证,换成5A或者6A电源,对音质无明显影响,取4A是因为其体积小。发热量的化,4A的塑料壳不热,所以就让它密封装在里面了。这个电源里输出端用了2个16V 820uF的电解。
顶视内部
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TA1101B,局部有改动,把两只紫袍OS-CON电容16V150uF换成SEP系列16V 330UF。之所以这样改,是因为Goldfine那个金色的NICHICON电容发热。俺查了一下,原来16V150UF的OS-CON固体电解ESR较大,所以有很大的纹波电流流到Goldfine电容上去了。换成16V330UF之后,高频脉冲就大部分走到OS-CON SEP电容去了,而低频Ripple就靠16V2200UF的Goldfine来保证,这样的理念是符合原设计的。
TA1101B局部

稳压部分去掉了,直通,而共模抑制电感保留了。稳压部分原来稳到10V,输出功率很小,动态大一点就失真。理论上LM1085最大也可支持到5A不成问题,但在这里似乎不是平均电流的限制,而是瞬态响应。电感保留的目的是限制开机浪涌对电源的冲击,由于后面有2200UF的电解,这个电感在这里不影响音频。但正是这个电感的存在,把TA1011B的脉冲电流限制在IC局部(这是原设计的考虑)。

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俺改造完毕后,整机体积很大,对比一下淘宝上流行的SIZE,呵呵~
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不过,大一点,后面接线就方便一点。加上电源内置,系统简洁了很多。
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对比一下MUD
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SONY原设计分析:

1,先看板子上的电容吧,这个烧友比较关心。

板子上用了2类电解电容,一类是数字电路用的固体电解OS-CON,一类是音响用的电容Nichicon MUSE, FineGold等.

原设计用了3个OS-CON 16V 150UF紫袍电容,用得恰到好处,是原理上和布局上都是。

一是开关电源输出端共模抑制器后,接一个低ESR的专事开关频率的滤波电容,隔离电源上的100KHZ级的噪声。

另外2颗用在TA1101B后级电源旁边,给输出级开关提供Ripple电流。

用了4颗紫袍OS-CON 25V 1UF电容。在官方应用电路上,这4个电容是0.1UF的薄膜电容。当初俺分析官方电路时就很纳闷,薄膜电容最低ESR出现在MHZ级,而这里应用主要是100K~1MHZ间,明显是固体电解最合适。今天看到SONY的观点与俺一致,呵呵~

还用了一颗蓝袍OS-CON 16V 100UF,这颗电容用的也非常好。它在布局上靠近10V输出的连接器,貌似给其它板用的,俺就不清楚了,另外它就是给前级运放中点偏压源滤掉干扰。偏置源用了2个470欧电阻分压,中点接了一绿袍MUSE 16V 100UF。也就是说,它提供给中点源是音频电容,而前面用OS-CON去噪,各司其职,相互不干扰。这个电容也靠近FG 16V 2200UF,但线路布局上做的很好,不会对音频电路起作用,不产生明显的地电流。

2,线性电源

板上有个LM1085为核心的线性电源,它为整板供电(除保护电路的+5V外),这部分设计是失败的。

一是电压拉低到了10V,导致输出功率下降太多。
二是严重影响动态。
三是生产失误。LM1085后面有一绝缘片,但螺丝没隔离,导致输出端与散热器是通的。这样一来,绝缘片是多余的了,不但不起作用,还影响了热阻。更严重的影响是散热器装配后容易与板上2个过孔接触,存在很大的短路风险。如果短路了,就直接把LM1085的输入与输出端相连了,LM1085本身起不到作用了。

3,保护电路完备,但输出不是0直流。

这一点还不如淘宝上卖的了。淘宝上卖的有很多都带输出0点调整,而这个板子没有。在继电器吸合/释放时,有明显的音箱冲击。

4,增益分配

TA1101B的增益约8,比典型应用为少,但前面有4580作了2倍放大,总体有16倍放大,比典型应用的更切实际。前面4580音调调整在另文里说了,俺想再补充的是,在4580前接音量电位器,通过4580隔离,不影响后级工况。而淘宝上卖的多是电位器接到TA的输入端,电位器不仅改变输入信号的衰减程度,还同时改变后级的增益和输入阻抗,影响工况。

如果觉得不失真音量不够大,可以把TA1101B前级的增益调整到1,即把PIN12、13间的电阻变更为22K,另一个声道亦然。

试听几张碟,感觉很特别,在大动态,特别是滚滚而来的贝司声音,表现从容不迫,家里几个房间都感觉到了那种低频的振动,但声音不浑。对于区区数W功率的小功放,表现比100W级别的AB类功放相当。

整机效率非常高,电源效率在80%以上,无发热。1101B板子上,只有1101B有微温的感觉,其它无元件产生热量。原来FG电容有点热量的,可能是LM1085发热,让设计人员没注意到FG电容的发热。而俺改了OS-CON2个电容的型号和规格以后,这个问题很好地解决了。

特别说一下电感。很多人提到电感对音质、音色的影响,这块板电感无发热,线径不详,但外出引脚不算细。电感本身很容易进入饱和区引起失真,因此D类功放的电感一定要设计好磁路——电感的饱和电流要比功放输出最大峰值电流大,磁芯线性要好,抗饱和能力强。这块板上用的料,表面没看出特别之处,但的确没发现其不妥之处。

D类功放,比较容易做到的是小功率与大功率时指标相当,不容易做好的是极低的失真指标。

D类功放输出级MOS管总是要保证有起码的死区,这是IC本身安全的必须保障。而死区直接导致谐波失真的产生。死区留小了,失真率小,但批量良品率低。死区时间长,则指标很差。

对电源的要求是最大的问题。D类功放对电源纹波的抑制为0dB, 即没有电源扰动的抑制能力,相对AB类功放动不动就80dB的指标,那差的不是一点半点,而是极差。所以,给D类功放一个稳压电源是必须的。考虑它的高频开关特性,高品质的开关电源是首选。对于大功率方案,稳压电源很难实现很好的动态品质,所以,D类功放都设计有内部反馈,根据电压变化调整末级PWM。但这样一来,引入反馈会影响系统动态。出于技术上的妥协,D类功放的电源抑制能力都做到50dB~60dB.

Tripath公司的T类功放通过技术创新,实现较好的指标,比竞争对手的D类功放指标要好一些,但离AB类的IC还有一点距离。新技术推广还有个用户认识与接受的过程。Tripath公司商业上不成功,还是跟其产品定位有关系。IC类产品,要有一个非常大的量才能实现商业成功,专注于HIFI市场是不够的。而TA系列IC适合汽车音响和电视机类,要与传统AB类IC竞争,短期内要有很好的财务表现,这恐怕很不容易,特别是单一产品的T公司
T类功放的调制频率是可变的,并且范围比较宽,因此比D类指标好一些。T类各声道的频率还要差频,其中好处是明显的。某些D类芯片的厂商,在系统多片IC设计时,居然要求这些D类功放芯片用同一个固定频率时钟源,很费解。

这片TA1101B板子不摩是不行的,音量稍大一点就明显不行。当然淘宝上有些TA2020或2024也需要打摩,因为这类东西对电源很敏感,针对性地打摩还是效果很明显的。可能有些人没听到好的T类的声音,对这种东西的怀疑就变成确信无疑了,呵呵~
俺改的是SANYO 透明皮 SEP系列 16V330UF,16毫欧ESR,能承受4720mA Ripple电流。俺没有你说的电容的参数,不敢肯定是否可以,但改了比不改好,改太过了也许会影响音色。
谢谢,可能太大了,因为那电容是开关电源滤波用的,承受高温,高文波电流的。
还有一个问题, 我的板子是有LED的,数字控制部分(CN3)接口要接+5V电压吗? 跟你的板子好像不太一样, 除了T1010,还有运放外,只有一片9952HC。
如果不接,保护电路是不是不工作? 谢谢了
我的没LED板子2块,发现中点电压4个声道各不相同,小的-2伏大的+3伏多,不知道楼主所说的调零电阻在那里怎么调,另外这个三端稳压是不是拆掉直接连通后功率会提高。楼主给点建议
俺查了一个资料,你那种紫袍的OS-CON是树脂封装的,效果没俺这种SEP系列好,电流密度要小很多,所以换上去没有问题。只是你自己要注意一下有没明显变化,即换之前2200UF那个电容微温,换之后就没温升了。

T类功放频率比开关电源频率,开关电源一般100KHZ左右,而这里是100K~1000K间变化。一般的开关电源电容用在这里还不太够

俺没看过有LED的板子,那是卖家改过的吧?俺给不了建议。
换电容不是针对开关电源的,是针对TA1101B的,不管你用什么电源,换了这两个电容,FG电容就不热了。
俺不知道你-2V/+3V怎么量的?俺分别测各个输出脚,在6.2~6.3v间(电源是12.6V),同一声道两个输出脚间DC小于100mV. 喇叭继电器接通/释放时会听到喇叭的冲击声。

如果出现你说的这么大的DC,应该检查一下前面的耦合电容,可能漏电了(但一正一负就费解,漏电的结果是都输出正电压才对)

LM1085现在输出只有10V,如果直通,可以到12V,理论上功率可提升到144%。
理论上给PIN10、13加上一个可调的偏置电压(约等于PIN14电压)就可以了。每路需要2个电阻和1个精密多圈电位器,3者串联值应远大于输入电阻的值。
 
我把稳压块都拆了,电压到12v了,动态似乎好了些。

sony.jpg
 

楼主我看你把小薄膜电容都拆了不知是个什么意思,另外我的板买回时后面加了个小三级管,可能是抑制开机冲击声的。我的待机测音频输出电压两个声道不对称。明显贴着耳朵听热噪不同一小一偏大。
看看我的带LED的,我一共有3块这个板,我配的是BOSE 2欧汽车喇叭,加SONY炮 效果还行,没钱买碟 也只是在中国发烧网上听听 感觉比如童丽 赵鹏 江志明 刘紫玲 龚玥的人声表现奇佳,堪比我的sony双单声道。音质对得起这个价,但个人觉得还有打磨空间比如像楼主的打磨电容部分等。另外这个板有冗余的5v保护电路,那位高手能够把这部分电路剥离出来拆掉使电路更简洁更干净。

sssss.jpg
保护电路拆掉做什么呀?

http://bbs./viewthread.php?tid=415806

俺把4个4580拆了2个,每声道用了一个作2倍放大,原设计是提升100HZ和10KHZ的,100以下及10K以上衰减厉害,俺不喜欢,就去掉了。

http://bbs./viewthread.php?tid=415704
你说的3极管那可能一个78L05之类,稳压输出5V给保护电路用的。俺随便猜的哈,俺自己就是这样加的。
仔细看了楼主的帖子,估计fg发热还是开关电源的问题或本身品质不好。fg是非常好的电容,我现在用的2020用的是化工金字,fg:100.00HZ 1954.2μ 0.0438 0.0355Ω
120.00HZ 1954.6μ 0.0427 0.0321Ω 14.358Ω
1.0000KH 1810.9μ 0.2091 0.0176Ω 0.4198Ω
化工还没它的指标高的。我特地用日本兰达开关电源试了试,也没见电解什么发热,挂凉挂凉的
老兄可以试试化工固体,指标比os的sep好。
Cp [F] D [tgδ ESR EPR
化工固体:100.00HZ 323.49μ 0.0370 0.1818Ω 133.06Ω
120.00HZ 322.32μ 0.0367 0.1505Ω 112.24Ω
1.0000KH 309.15μ 0.0584 0.0300Ω 8.8075Ω
10.000KH 338.43μ 0.3552 0.0149Ω 0.1328Ω
os sep: 100.00HZ 358.04μ 0.0563 0.2497Ω 78.901Ω
120.00HZ 356.22μ 0.0595 0.2209Ω 62.412Ω
1.0000KH 319.89μ 0.1532 0.0745Ω 3.2481Ω
10.000KH 193.99μ 0.5915 0.0360Ω 0.1387Ω
貌似OS-CON SEP在10K就容量下降很严重,呵呵~ 不过,用在这里就是看ESR。

你测试FG电容不能说明问题,给它加点100KHZ的脉冲,你看它发热不。

这里发热是因为紫袍OS-CON 16V150UF的ESR太大,TA1101B产生的高频纹波电流大部分流向ESR更小的FG而不是OS-CON。俺把OS-CON电容换了的意图就是让高频纹波走OS-CON,低频纹波走FG。
老兄没看到我懂我的意思,我指你的开关电源不好或fg品质。我的2020电容都是用化工金字电解,非固体。刚拿了几个nippon固体准备试试。何况那几个化工金字电解都不热啊。下午用兰达电源试了试,觉得还是用模拟电源好听。
这兰达电源除高压滤波两个330u/250v化工,输出clc滤波rubycon zl 1000u/50v(我换的,本来是nippon lxa 1000u/25v)外,整机没有一颗电容,品质非常好的。
开关电源速度快,对比模拟电源(滤波2200u rubycon zl*2,lt1083,输出电容nichicon kz 100u/25v)厚度还是欠缺点。
记得fumac说过,还是用模拟电源好的。
没拆拆掉 LM1085 的时候喇叭噪音很小,可以忽略,拆了后飞线IN OUT后,待机喇叭出现很难听的不稳定噪音,拆后都这样吗?
拆了有噪音说明电压加大了,不失真功率也增大了。当然中点电压也随之增大,这就有噪音了。但是我的3片都跟以前没拆一样 耳朵贴近比较不出来,跟电源也是有关系的,适当加大滤波电容。
我来贴一下 板子的区别 市面上一般有2种板子

无LED
1.jpg

有LED
2.jpg
2010-12-22 21:08 上传
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楼主使用的是不带LED版本的,应该是sony的老版的板子!
俺买的板子上面是4片4580,4580本来就比5532好一点,所以就没换了。
“3,保护电路完备,但输出不是0直流。
这一点还不如淘宝上卖的了。淘宝上卖的有很多都带输出0点调整,而这个板子没有。在继电器吸合/释放时,有明显的音箱冲击。”整个模块使用是不会有上电冲击声,CN3控制延迟继电器吸合,加入开机时序延迟电路就OK了。

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