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2024新年,龙年新气象DIY一台 LA-2A 压缩器,自己动手,丰衣足食

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#16 24-2-21 20:07
Teletronix LA-2A 一些历史的信息和主要几个版本的一些资料:
LA-2A 灰色
LA-2A 银色,以及原装 LA-2




20 世纪 50 年代初期,年轻的南加州大学电气工程师吉姆·劳伦斯 (Jim Lawrence) 被悄悄邀请加入加州理工学院的喷气推进实验室 (JPL),负责为泰坦导弹计划开发光学传感器。 当时他几乎不知道,他在这个冷战时期项目上的工作将催生 LA-2A 历史上最具标志性的压缩机之一。
光限幅放大器的诞生

吉姆·劳伦斯 (Jim Lawrence) 出生于 1924 年,二战期间在海军服役,担任雷达操作员,学习了电气工程,年轻时曾在喷气推进实验室 (JPL) 工作,但他也能够将自己的技能运用到他真正热爱的领域——无线电和广播。 在洛杉矶 KMGM 工作期间,他对必须利用增益来维持恒定的广播信号水平感到沮丧。 从这种挫败感中诞生了“均衡放大器”的想法。

他的革命性想法是创建世界上第一个利用光学传感器的电平放大器。 劳伦斯借鉴了他的军用光学传感器背景,设计了一种可以“平衡”传入音频信号的电路。 他将发光面板与光敏电阻(其阻抗随光强度而变化)结合起来,并将它们密封在真空管大小的金属罐中。 这种光学衰减器(称为 T4)为 LA-2A 提供了温和的、依赖于程序的光学压缩,至今仍受到全世界音频专业人士的推崇。

LA-2A 的声音:

为什么 LA-2A 即使在最初设计五十年后仍然受到各种录音工程师的欢迎? 这一切都是关于缓慢、温和且多功能的多阶段释放时间。 “它非常贴心地对待您的信号,”Universal Audio 首席执行官 Bill Putnam Jr. 说道。 “从心理上唱出来是鼓舞人心的。 它对人声的反应特别好,可以激发表演灵感。”

LA-2A 中的 T4 光衰减器与程序和频率相关,允许压缩比根据源材料有很大变化。 平均启动时间固定为 10 毫秒,但其独特的释放特性赋予 LA-2A 明确的声音。 虽然 50% 的释放的初始释放时间约为 60 毫秒,但接下来的 50% 会在信号恢复到 100% 之前在一到 15 秒的时间内逐渐发生。
释放的时间在很大程度上取决于输入信号的长度和强度。 如果压缩很重或信号长时间高于阈值,则释放速度会较慢。 如果信号低于阈值,则释放速度会更快。 用户可能会注意到,在长时间的重度压缩后,仪表需要相当长的时间才能返回到 0 VU(无压缩)。


LA-2A 的工作原理
LA-2A 电平放大器只有一个增益级,是最简单的压缩器之一,可通过两个旋钮进行操作:增益和峰值降低。 事实上,它从输入到输出提供 40 dB 的增益,因此也可以用作前置放大器和压缩器。T4A光衰减器的内部。 请注意
顶部有电致发光面板。


让我们看看 T4 光衰减器的内部,它是 LA-2A 的核心。 T4 单元的主要组件包括电致发光面板和双硫化镉光敏电阻,其中一个控制增益降低,​​另一个控制增益降低模式下的 VU 表。 它是如何工作的? 随着输入信号的增加,光板变得更亮。 随着光线变亮,光敏电阻的阻抗增加,从而降低增益。 随着输入电平降低,光线变暗并且电阻器的阻抗降低。 无论是偶然还是有意为之,Jim Lawrence 的 T4 设计具有音乐反应,使 LA-2A 至今仍保留着长久的声音和技术寿命。

“LA-2A 的核心和灵魂在于 T4 内部设计,”Bill Putnam Jr. 解释说,“所有特性都在那里。 光电管及其背后的物理原理是立即导致两阶段释放的原因。”

尽管 T4 单元使 LA-2A 熠熠生辉,但 LA-2A 的整体变压器和电子管放大器设计也对其寿命和受欢迎程度发挥了重要作用。 尽管 LA-2A 已重新发行,但与原始设计相比几乎没有变化,这证明了其可靠性和线性响应。

演变与修订
1958 年,吉姆·劳伦斯 (Jim Lawrence) 在加利福尼亚州帕萨迪纳创立了 Teletronix Engineering Company,生产发射管、紧急音频发生器和全尺寸无线电发射机等广播产品。  他的第一台电平放大器是 Teletronix LA-1,该产品仅生产了大约一百台。  其中一把落入了传奇歌手吉恩·奥特里 (Gene Autry) 的手中,他非常喜欢它,并将其用于他的广播节目和录音。  Autry 对 LA-1 的喜爱对其获得认可起到了重要作用。
Jim Lawrence 的第一台限幅放大器是 LA-1,
大约只制作了一百个。
LA-2 是下一代产品,具有比 LA-1 更大的 VU 表,并添加了现在传奇的 T4A 光学衰减器光电管。  还进行了各种外观更改,包括将计量开关从多位置拨动开关更改为旋转开关。  如今,这款 LA-2A 的前身极为罕见且很难找到,但仍然因其独特、缓慢的时间常数而受到推崇。
一位名叫 Sid Feldman 的工程师购买了一台早期的 LA-2,并在极具影响力和受欢迎的 Ed Sullivan Show 上向工程师展示了它。  这一介绍导致 CBS 购买了两台 LA-2,不久之后,RCA 为其纽约和纳什维尔业务购买了 LA-2。  很快,这些广播压缩器开始出现在全国各地的录音室中。
1962 年,劳伦斯将 LA-2 重新配置为第一台 LA-2A,配备灰色面板,并更改了设备内部布线的混乱布局。  对于 LA-2A,转塔板被放置在机箱底部的长条中,有助于整理设备内部的布线。  这种更短、更干净的布线使 LA-2A 比其前身具有更低的本底噪声。
1965 年,吉姆·劳伦斯 (Jim Lawrence) 将 Teletronix 出售给加利福尼亚州科斯塔梅萨的 Babcock Electronics。  1967 年,Bill Putnam 的公司 Studio Electronics(最终更名为 UREI)收购了 Babcock 的广播部门,包括 Teletronix 品牌。  他们继续制造 LA-2A,将原来的灰色面板换成了银色面板。
随着固态技术的发展成熟,UREI推出了更多带有专利T4光衰减器的限幅放大器,但没有占用空间的电子管电路。  随着 LA-3A、LA-4 和 LA-5 等产品越来越受欢迎,LA-2A 的销量逐渐放缓,直到 1969 年停产。

LA-2A 设计中添加了炮塔板,从而
比 LA-2 更干净的布线和更低的本底噪声。
很难想象当时人们会扔掉老式电子管压缩机,但电子管是旧技术,固态硬盘风靡一时。  也就是说,直到工程师开始怀念 LA-2A 缓慢而独特的压缩功能,二手设备的价格开始攀升。  这促使 LA-2A 重新发行了两张限量版——一张在 1970 年代,一张在 1980 年代——然后 Universal Audio 在 1999 年全面复活了 LA-2A。




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#17 24-2-21 20:11
LA-2A 的重生
当 Bill Putnam Jr. 于 1999 年重新创立 Universal Audio 时,重新发行他父亲曾经生产的 LA-2A 就成为了这个想法的最前沿。  但是,这并不是一件容易的事。  复制关键的 T4 光学衰减器以实现忠实的 LA-2A 复制需要对原始光电管公式进行长时间的研究,包括与现代设备物理学家和原始 60 年代光电管的开发人员合作。
“光电管真的很难做好,”Bill Putnam, Jr. 回忆道。“为了我们的复制,我们在开发该部件时遇到了挑战。  它需要与原始制造商合作来完善它,使其符合 20 世纪 60 年代原始光电管的规格。  我们致力于开发的光学传感器 T4 变体是为我们定制的。  其他人都没有。”
在制造方面,Universal Audio 找到了 60 年代最初用于制造 T4 的专用设备,并且必须重新验证制造商的资格,以确保其能够满足 UA 的特殊生产需求。
“说这很难是一种轻描淡写的说法,”Universal Audio 产品经理 Will Shanks 说道,“我们要求制造商恢复过时的制造方法,这在技术上是一种倒退。”
尽管 Universal Audio 花费了很长时间来完善其硬件 LA-2A 重新发行的 T4,但直到 2001 年 UA 开始研究为为UAD供电插件平台建模 LA-2A 时,其独特的设计才被完全理解。
尽管 Universal Audio 花费了很长时间来完善其硬件 LA-2A 重新发行的 T4
“现代光电管的设计速度尽可能快,但它们不具备听起来像 Teletronix 设计所需的正确多级响应,”Shanks 解释道。  “我们的 DSP 研究帮助我们了解原始 T4 在量子物理层面的工作原理。  这不仅使我们能够开发增益降低行为的准确 DSP 模型,还帮助我们使硬件 T4 更加一致。”
1999 年环球音响重新成立后不久,
LA-2A 重新发行,其设计忠实于原版。
无论是硬件还是 DSP,正是这种特殊的合格制造工艺和重新建立的 UA“配方”赋予 LA-2A 至今独特的音乐音质。
我对 LA-2A 的未来很好奇,所以我问 Bill Putnam Jr. 插件的出现是否对通用 LA-2A 的销售产生了不利影响,因为现在人们可以轻松地将数字 LA-2A在每一个轨道上,模拟都与原始版本非常相似。
“事实上,我们现在销售的 LA-2A 硬件比以往任何时候都多,”普特南回答道。  尽管该设计最近已过了 50 年历史,但需求仍在不断增加,这一事实证明了 LA-2A 确实是工作室的传奇。
                           
— 林恩·福斯顿





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#18 24-2-26 01:06
我这个2A的壳子,整体机箱都是铝板加工,铝板机箱优点是重量轻、散热性能好、容易加工,成本相比铁板或者镀锌板钢板要更高,原版的LA-2A不同时期采用的外壳材料也不大一样,早期LA-2A分为灰色面板和银色面板,灰色版本的机箱是采用含镍的铁板(含波谟合金材料,很多高级音频变压器的磁芯就是这个材料,不过不同的变压器波谟合金的含量会有差异),后期机壳有含铝的镍合金板,这种材料导磁率高,低频屏蔽性能优异,高频低频屏蔽性能都不错,还有金色面版,机身为全铜,可能因为铜材料镀上的金会比铝铁更稳定。
      铝板对100HZ以上,或者1MHz的高频干扰屏蔽性能会更好,但是音频范围的低频屏蔽性能比较差,在同样厚度下,铜或者铝导磁率都不如铁或者钢板的效果,因为铜铝导磁能力弱,很多磁力线会直接穿透机壳,从而阻碍铝板的磁场屏蔽,最好的应该是镍合金材料(波谟合金),因为导磁率高,采用含镍的合金材料屏蔽性能应该更为优异。
      那个年代的供电环境和供电质量也不是非常好,当时的模拟线性电源没有大容量的滤波电容,也没有现代的IC稳压滤波,纹波系数通常比较大,抗干扰能力都不大好,很多早期的前级功放,胆机、收音机、唱机或多或少会有些电流声,噪音,所以当时要求更高的专业音频设备,只能够靠高品质的元件、配件和优异的电路设计,比如机内线的质量、走线布局也很关键,还有电源变压器,不能够有大的漏磁,自身不能够有任何震动或者产生噪音,当然这些制造的成本会比普通的高很多倍,高端音频厂商的配件几乎都是采用定制的,还有尽量要采用更少的元件,降低干扰和噪音,元件越多,电路越复杂,带来的失真和干扰也会越多。
      既然我们复制的是那个年代的设备和音色,所以从内到外也要遵循当时的技术标准,包括元件,配件尽量使用当时的,也许是那些独特的配件和元件的组合,产生了这种特有的失真,只有这样做了,才能够更接近那个年代的音色。

      原版机壳肯定是找不到的,为了提高屏蔽性,主要是后背的电子管和电源变压器,可能给电路会造成电磁干扰,我打算给机壳后背板贴上一层镍合金箔,这些元件离变压器实在太近,贴上总比不贴好,虽然贴的时候有些麻烦,但是办法总比困难多,再说也只是增加一些时间成本,材料都是之前做电源屏蔽剩下的,各位老师,今天开始开干了。


本帖最后由 周军 于 24-2-26 10:24 编辑

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#19 24-2-26 01:13
昨天给机壳的背板贴了个防电磁干扰的金属皮,从早到晚干了一天,太难了,辛亏贴上去效果还不错



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2586
#20 24-2-26 09:57
太狠了
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5790
#21 24-2-26 18:10
一点一点的按照原来的孔位把镍箔的洞抠出来,有些费劲,虽然带了防割指套,手依然被划伤了几处,好在效果刚刚的,老师们得多顶顶更健康,支持支持啊,这样我活干的会更快。


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5790
#22 24-2-27 20:59
           今天开始做LA-2A电路板,在一台老西电的洋垃圾胆机中抠了一块板子出来,经过切割打磨,钻孔,一些进口50-80年代高端的老古董机器大多采用耐高温,绝缘性优异的电路板,电路板的绝缘等级大概分6个等级,A级、E级、B级、F级、H级和C级(航空级),耐热等级分为,A级(105℃)、E级(120℃)、B级(130℃)、F级(155℃)、H级(180℃)、C级(180℃以)它们等级越高,耐高温,绝缘性越好,C级最高,古董板可以用打火机烧一下判断,烧出来表面出油的基本就是H级以上了,现代的几乎没有机器采用C级电路板了,因为基本用不上,只有航天、核能领域使用,一般国内用的基本都是B级或者F级,极少数采用H级,因为晶体管机器本身发热不高,很难超过H级的耐高温系数,胆机属于高发热机器,所以尽量选择高一些耐热等级的电路板,如在南方使用,尽量采用绝缘性更高的电路板。电路板其实对整机的音色影响很小,可能只是影响工作的稳定性,所以这些都不是必须的要求,当然像我这种喜欢精益求精的除外。
           打孔和安装搭棚钉其实过程不是很复杂,慢一点就可以了,高端一些的机器采用的搭棚钉尽量选择铜镀金的,因为元件是直接焊在上面的,可以避免后期外表氧化影响机器的稳定性和声音。

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13796
#23 24-2-28 09:53
周军 发表于 24-2-21 13:20
今天开始挑电阻,本来这样的老AB电阻各种阻值都有存货,知道AB电阻精度不好,怕挑不出来合适的,年前上某宝 ...

高端硬件精髓在于挑电阻电容?
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:大厂家对元件要求很高的,很多都是定制,所.

430
#24 24-2-28 14:32
[:V:][:V:]
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114
#25 24-3-2 14:06
太强了,期待后续
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840
#26 24-3-2 22:55
厉害了,做音乐还能自己蹿牛叉设备
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932
#27 24-3-3 09:43

6876
#28 24-3-5 10:21
这么多年 精力无限
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#29 24-3-5 13:49
难度主要是在增益或者衰减精确比例上面,比如增益旋钮的量和压缩阈值、输出的比例,如果参数稍微有点点出入,即便用的是原版配件,可能得到的结果都会相去甚远。

你好,楼主~ 看到这里,我有个疑问。原作者会不会是觉得这样的元器件搭配声音不错,也没刻意的去调节参数比例,就这么做出来成品了。就像一个画家随手画了副画,后者要临摹的一模一样非常的困难。
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110
#30 24-3-5 16:19
自己动手,丰衣足食    这才是大神之路
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