自己动手GEEK 仿制Grado RA1 耳放

自己动手GEEK 仿制Grado RA1 耳放

Dukedracula

2014-05-06 10:33

本来这篇提交到了晒物里面，确实按照小编说的更像是一个经验的东西，还是在经验这边比较合适，干脆修改一下作为经验发布吧。就当是给愿意自己动手
的朋友们一个参考，如何从淘宝上淘来各种零件制作一些小电子产品，其实一些智能开关、四轴飞行器、声光控制装置、摄像监控以及平衡输出设备、功放、
DAC等等求助于万能的淘宝都是可以DIY的。自制的四轴飞行器可以突破负重和续航的限制，做一些航拍或者其他有趣的事情。

我一直都比较喜欢随身听一些音乐之类的，随身设备也从随身卡带、随身CD、MD、MP3一路升级过来。只是现在入了LEGO的大坑，除了耳机还能留一点
预算，其他动辄几千的设备是没能力入了。

一个偶然的机会，在某毒坛看到了耳机界著名厂商Grado给自家耳机配的功放RA1的拆解，震惊于著名大厂售价3000CNY的耳机功放成本竟然只有200元，
其中那个木头外壳还占去大半！

Grado RA1 Battery Powered Headphone Amplifier

原版图：

内部结构：

 
如此简单的结构实在太容易仿制了，自从此文一出大量仿制品开始充满了各个论坛，淘宝上也出现了大把山寨产品。

电路图1：

看过电路图之后感觉没什么难度，一时手痒也准备仿制一个玩玩，咱也试试敢卖3000CNY的耳放是什么效果。看原版的内部结构，基本不用考虑手艺好坏，
难道还能焊的比原版还恶心么。。。至于原版的零件，一看就是电子市场随便几块钱一把的，这种批量生产的零件不可能加工的非常精细，误差都比较大，
如果有人说Grado是靠人工一个一个测量找出误差非常小的，靠调音弄出完美品质，咱也可以试试。电阻2分钱一个，咱买他半斤一斤的用一个精密万用表
量呗。用的线材也没什么特殊，真是不体谅能听出水电火电的同志啊。这里也顺便说说DIY其他东西，现在大部分靠谱的厂商在产品说明书里面都会给出产
品电路图，如果没有的也可以在网上找找一些拆解网站或者爱好者拆解的图看一下，有了图就是自己做的第一步。

有了想法，就在淘宝上看了看零件，还好基本上都有卖的，就是大部分几分几毛一个的不零卖，最少买10个100个。。。而且没有一家能一下买齐的。邮费
都比东西贵了啊！最后总算是都配齐了，考虑到还不知道效果如何，先用面包板测试一下，效果好了再焊接。

先列一下零件列表（点击零件名称可以得到淘宝的搜索链接）：

1、电路板，和原厂相同设计的电路板淘宝上不少，不过原厂设计并不是非常紧凑，开关、输入输出都没有集成在电路板上面，需要另外走线，集成度比较低。
在淘宝上能找到不少，不过最好找重新设计的可以将耳机插座、电位器和电源都集成在板子上的。

2、比较重要的核心元件，双运放。原厂采用的是一个非常便宜也非常常用的运放：JRC4556AD。大部分在1-2元左右。运放是晶体管功率放大器的集成电路
模块，现在的工业技术，一般的运放都能做的比较不错了，而且批量生产的质量都是合格的。因为是立体声有两个声道，所以需要两套放大电路，就是双运放
了。现在还有一些人喜欢用两个单运放，不过就我们一般无线电爱好者的手艺，还是封装好的双运放比两套单运放容易做出好声，引入额外的焊接点和电路容
易出现干扰和电阻不准确等问题。另外这里强烈建议焊接时增加一个运放座，淘宝搜索“运放座”即可，如果零件基本都在一家买可以跟店主商量看能不能送几个。
这样以后可以换各种不同的运放来玩，增加DIY的乐趣。

3、电阻。电阻的使用实在是太普遍了，功率放大电路里面需要一些电阻形成回路，形成回馈电路，回馈电路有正反馈和负反馈，正反馈可以使输出起到与输入
相似的作用，使系统偏差不断增大，使系统振荡，可以放大控制作用。负反馈使输出起到与输入相反的作用，使系统输出与系统目标的误差减小，系统趋于稳定。
所以我们使用的是负反馈。

一个标准的负反馈同向放大器的电路如下： 具体到RA1的电路如下（只列出一路）： 

根据第一个图，放大倍数的计算是：V0=（1+Rf/R1）Vi。我们计算一下就会发现464/121K之后非常小，只有不到0.0004。使得这个电路的放大倍数可以忽略
不计，不少会计算放大倍数的网友都认为这里的Rf应该是464K欧，这样就有将近4倍的放大倍数才是“耳放”嘛，但是后来经过多方验证基本确定了就是464欧，
这就是一个没有放大倍数的耳放，其作用主要是过滤掉音源内部的一些干扰和直流电，并且让耳机可以使用很多高端设备的Line Out高阻抗输出来听音乐。并
不能提供额外大推力来推动一些高阻抗耳机。不过如果想试试推高阻耳机，可以把这里的Rf换成较大的电阻来试试，这也是diy的乐趣。

选购电阻时建议尽量选择标称误差比较小的，这样使左右声道尽量接近，减少手工制作引入的误差。1%误差的精密电阻最好，因为非常便宜可以多买一些，
回来用万用表量一下尽量找数值接近的。电路中需要100K、121K、464欧电阻各两个。

4、电容，这套耳放用到的主要有两种电容，一对输入滤波电容，将输入端可能有的直流电（比较小，但容易损坏耳机和造成额外的电量消耗）和杂波干扰过滤
掉。很多人反映输入滤波电容的选择对音质影响很大，这部分后面再详细说。另一对电容主要放在电源接入处，将直流输入接地，这对电容的主要作用是在电路
接通和关闭的那一瞬间，吸收掉电路中的突发电流。可以避免在接通电路时有一个瞬时电流对耳机造成冲击。也可以过滤掉插拔耳机时电路负载不稳出现的“咚咚”
声。这对电容不需要很大，也不用很贵的，一般的0.12uF足够。小电容没必要用电解的，陶瓷或者薄膜的好。因为零件比较散，到时采购的时候和运放或者电阻
在一家买就行，可以省点运费。

滤波电容：原装使用的是法国的产SOLEN牌的电容，容量为5.1uF。

solen是比较有名的厂商，这个电容不贵，不过不少地方都在使用。从这个大个子上来看，我觉得应该比一些随身设备里面的贴片元件要好把，不过也有人说现在
这个年代不应该迷信手工工艺了，机器生产比手工的要精密的多。谁知道呢，反正是玩嘛，先跟那3000米的保持一致再说。

5、电位器，其实就是数值可调的电阻，因为在电路中使用的输入端接地电阻是100K欧，所以电位器也必须选择100K欧的，如果用其他电位器也可以，但是输入端
接地的电阻就必须换成和电位器一样的阻值。电位器可以选择比较好一点的，旋转的时候比较顺滑，不出杂音，经久耐用。推荐：日本产ALPS电位器，手感好，
耐用。如果不喜欢日本品牌可以选台湾产的，不过价格别太便宜了，太便宜的用一段时间里面的碳膜就会磨损，到时候旋转的时候会有很大杂音。

6、其他一些零碎如耳机插座推荐这带螺母的，方便固定在外壳上面。有人喜欢6.5mm，不过考虑到便携性，还是推荐3.5mm的。最好带开关。

7、钮子开关：如果没选择带开关插座，可以单配一个开关，因为电源是+-9v双路，开关最好也是双路的，可以同时断开，不然只断开一半，电路中带电就不好了。 

选择钮子开关的原因同样是方便固定在外壳上面。

8、导线若干，可以尽量用好一点的铜导线。

9、工具。一般的非专业人士没必要投入很多成本在这些工具上面，感谢万能的淘宝，一套电工工具非常便宜。搜索“电工套装”，根据自己需要选择即可。

根据自己的需要选择吧，万用表也有了。

最后一个就是外壳，我用的是费列罗16粒装塑料盒。这种塑料盒子可以很容易的用剪刀钻孔。

计算一下总成本：

1、电路板2元。

2、运放加底座2.5元。

3、电阻6元30只（其中只用6个，实际成本1.2元）。

4、电容33.5*2=67元。

5、电位器39.5元（日本货特别贵，一般的也就几块钱）。

6、零碎10元。

另外加上工具一套45元。总计172元。其中制作耳放的元件成本122.2元。电位器换成一般的台湾产可以把成本控制在100元以内。

如果经常听的话，建议用一套充电电池。 

9V充电电池套装 话筒 麦克风 万用表9V充电电池 9v电池充电器套装60（天猫）

淘宝上从多家分开购买的零件陆续到货，邮费就几十块了 。

买齐了零件，就开始组装了，先上一张图：

面包板试机照：手机渣画质，已经拆了没法补拍了，各位凑合一下。

用面包板按照电路图1把元件连接起来，特别注意的两点，

一是电池的接法，因为双运放需要双相供电，需要+9V和-9V同时供电，所以两颗电池不是串联的关系，而是一颗正极接地，负极接运放Vcc-，另一颗负极接地，
正极接运放Vcc+。

二是这随身设备没有真正的接地，只是有一个参考0电位，所以只要把所有电路图上需要接地的地方全部接在一起就行。

测试成功出声！然后就开始找个盒子装起来，再去继续找有人做好的电路板来焊接。

装盒照：

后来在淘宝上瞎逛了半天，找到了一个能放进这个盒子的电路板。

焊接的过程就不再一一贴图了，主要是上班以后很久没搞，手艺退步没法见人。按照电路板上的标识把元件都焊上去就行。这里吐槽一下淘宝上卖的便宜焊锡，
完全不沾啊！一开始我还以为是我的技术不行，虚焊、碎裂、焊点各种歪，后来京东上重新买了一支，真是天壤之别。 

宝工（Pro'skit) 9S001 高亮度锡笔 锡线9（京东商城）

顺便也把某毒文中推荐的CARDAS黄金比例电容搞了回来。

某毒坛上面看到的帖子对比了多款电容，综合来说我感觉应该是比较均衡的就是上面这只。于是咬牙入了一对，比耳放成本高了几倍啊。。。不过听起来确实有
那么点不一样了。

 

升级合体后：

最后说几点，便宜元件一次多买一点，坏了也可以重新来。还可以多做几个送人。电阻和小电容之类的可以剪掉多余的引脚，减少导线电阻，滤波电容这个大件
不要动引脚，将来还可以改造到别的设备上或者2手出掉。需要返工的话电工套装里面的吸焊器很好用。

电池电量低的时候音质损失很大，所以需要一个比较直观的电量显示，直接用发光2级管串电阻并联在电源上经测试不管分压电阻用什么值，都只有“亮”和“不亮”
两个状态，所以发光二极管只能作为设备是否开启的一个提示，不能反映出剩余电量。就想到能不能直接接一个数字显示的电压表上去呢？求助万能的淘宝搜索
“电压表”，果然有给电动车用的电压表头。效果还不错。

多种颜色可选，可以根据喜好选择。不过我用万用表量了一下白光的电流最小，只有几十mA。比较省电。

听了一段时间觉得效果还不错，但是现在这个体积比较大，不易携带，而且电子市场弄来的零件有一些质量不过关，总有一点小毛病。怎么这些人就不能向淘宝
卖家学学呢，要不是邮费实在不值，还是淘宝靠谱啊。

某天在淘宝上瞎逛的时候偶然看到了一组套件，体积和设计都比较不错，于是果断入手。到货后把零件按照电路板上的标识一一焊接，替换了套件中的电容为
Cardas，加上了电压显示，打孔比较费劲，可以用剪线钳或者大剪刀，如果有专门的打孔工具更好。先把做好的电路板放进去，找好需要打孔的位置后用剪刀从
里面顶出一个凸点，从外面根据凸点找到需要的孔的中心位置，从这个位置开始用力向前顶着同时左右旋转剪刀，就可以钻一个孔出来。之后一直旋转钻到孔的
大小合适。最后用小刀修掉毛边。

电路板上面有定位用的螺丝孔：

在电路和铁盒子接触的部分贴一层绝缘胶布或者透明胶，然后在电路最角上的螺丝孔处加一个螺丝，盒子上需要上螺丝的地方打孔，盒子和电路板之间用垫片
垫一下，后面上螺母固定。这样加上电位器处的固定可以防止插拔耳机的时候电路板活动，防止损坏焊接部位。

最终版本出炉：

 内部结构：

 

加上转换线，淘宝搜索“dock转line”就能找到不少。和touch4捆绑正好：

希望给有动手能力的朋友一个范例，有兴趣的都可以尝试一下。效果还不错，听感什么的实在不会那些什么结像啊、下潜啊之类的描述，就不多说了，贴一下
美亚上面的介绍吧：“And the sound? Just like all Grados: warm, smooth, full-bodied, non-fatiguing and rich. ”。做这个主要还是在自己动手的乐趣。Grado
一如既往的不重视工艺，所以仿制的只要焊接没什么问题，用好点的材料，质量比原版只高不低。

需要说明的是，RA1是Grado用来推RS1这款耳机的， 

Grado RS1i Reference Series Headphones

看美亚上这款耳机的参数确实很厉害，12Hz-30KHz。但是灵敏度98db，阻抗只有32欧，应该不是难推的耳机。或者是对电流的要求很大，需要额外电源供电？
所以我推测RA1并不太适合用来推耳塞和动铁，更适合头戴式大单元的耳机，在原有随身设备推力不足的情况下可以改善一些。DIY的好处就是可以各种改造，
比如加平衡输出、加高增益输出（把464欧的电阻换成464K，倍数公式前文有提到，用于推高阻抗耳机）、加不同的接口（RCA、6.5、卡农）支持等等。

最后把某毒文的链接附上：

##（原创）歌德RA1校声手法全剖析！！##

这篇老文争议很大。有人认为这东西就是垃圾一文不值，有人却认为非常了不起，总之褒贬不一。本文纯粹是爱折腾做着玩的，只接受对制作方法的评论，有做
出来听了有什么不同想法也欢迎交流，其他就算了。