2009年4月30日 星期四

Ted Jordan 訪談

之前竟然一直沒有發現義大利音響雜誌 TNT-Audio,早在 2000 年就訪問過英國 E J Jordan 的老闆 Ted Jordan 了。我直到今天才發現這篇訪談,真是走眼多年了。



E J Jordan 是嚴謹實際、品味獨到的單體設計廠。他們的 Jordan JX92S 是我目前正在使用的全音域單體,也是目前最喜歡的單體,我甚至覺得聽這對單體聽到過逝都滿足。Jordan JX92S 不像 Lowther 那不切實際那麼難搞,也比 Fostex 之類的產品來得全面。五吋的小口徑 Jordan JX92S 設計非常成熟,響應頻率跨越 40Hz 到 20KHz,高頻稍暗,低頻也還是不夠深,但已經將響應範圍設定在最剛好,最折衷的頻段了。有時覺得高音再更多一點,加個超高音,是不是會更好?有時覺得低音不夠深沈,是不是要再加個超低音?但這些念頭總是一閃而過,因為什麼都不加,維持單音路架構,簡簡單單的聽,就已經夠好了。多了超高音超低音,反而破壞了簡單的和諧,而失去了質樸自然。

Jordan JX92S 模糊了「夠好」與「更好」之間微妙的界線,讓人反覆地在這條界線上徘徊,進而不住地思索自己需要的聲音是什麼?正在追求的聲音又是什麼?就好像清淡的菜色,調味下得恰到好處時,那若有似無的境界,比起十足口味更引人回味無窮。JX92S 正是經過深思熟慮,充滿哲學與智慧的妥協之後,所得到的經典作品。

看 E J Jordan 的老闆 Ted Jordan 講設計單體的心路歷程,看他講到全音域單體的優點,果然 Ted 正和他的設計一樣,嚴謹慎思,充滿智慧。

英文版專訪全文請按此

2009年4月24日 星期五

新電表 Fluke 115



舊的數位式三用電表用了六七年了,陪我走過初學 DIY 的青澀歲月,如今已經很不穩定,越來越難用了。之前一直想買個低階的 Fluke 電表來用,但價位實在不低,遲遲沒有下手。想不到最近在光華商場看到德輝儀器的校園專案,只要有學生證就能用台幣 3600 買到功能實用的 Fluke 115,而且還附贈好幾種探棒,外加一只手提帶,真的非常實惠。

我一開始還擔心貨源有問題,打去 Fluke 台灣代表處詢問。經他們證實,這的確是經過授權的優惠活動。

Fluke 115 是 Fluke 的低階電表,但基本的功能一應俱全,可以量交直流電壓(上限 600V)、交直流電流(上限 10A)、電阻、電容(上限到 1000uF),也可以量交流電頻率,對於音響 DIY 來說已經非常足夠,只差電容上限稍低,不能量電感而已。

詳細規格請參考原廠網頁:
http://tw.fluke.com/twen/products/Fluke+115.htm

2009年4月23日 星期四

TL431 based power supplies

前面講到國內 DIYer 電源製作的盲點。其實說到底,全部的問題都指向資訊缺乏,少數幾種固定的方案過度地應用在所有場合,沒有因時制宜,針對負載需求而調整。也因此,三端子 IC 穩壓和 UCC 等輸出電流夠大,電壓應用範圍靈活的泛用型穩壓大行其道,幾乎所有 DIYer 的裝機文都不出這兩種穩壓架構。

然而,許多需求,特別是 DAC 或前級,需要的電流實在很小,常常只有幾十 mA,甚至只有幾 mA 而已。動輒使用輸出高達 1A 以上的三端子 IC 穩壓或 UCC 穩壓,未免有牛刀之嫌。而且,對於這種小需求,事實上有許多特性更好的穩壓可以選擇,配合適當的 layout 與實作,效果往往遠勝於三端子 IC 穩壓或 op-amps 穩壓。

TL431 就是非常有趣又好用的 IC,配合簡單的主被動零件,就能做出高品質的供電。即使只用最基本的架構,一根限流電阻,兩根電壓設定電阻,就是輸出電流達 50mA 的低雜訊高速併聯式穩壓。而且 TL431 有 TO-92 包裝,不佔空間,使用起來非常方便,可以緊鄰負載配置。

以下隨手剪貼一些 TI data sheet 上的線路,就當作運用的 memo 吧。


這就是最基本的 Shunt Regulator 線路,最高有 50mA 的輸出,許多數位或前級電路都夠用了。


Precision High-Current Series Regulator,這是以 TL431 作為電壓控制,配合電晶體讓輸出電流更高的串連式穩壓。


High-Current Shunt Regulator,這比上面的趣,因為這是高電流的併聯式穩壓,也可以串更多電晶體構成達靈頓電路提供更高的電流。


Precision 5V 1.5A Regulator,配合 LM317 使用。


Efficient 5V Precision Regulator,配合晶體使用。


Precision Constant-Current Sink,也可以當電流源用,電流量比 LM334 更大一點。


Kuei Yang Wang's Super Regulator 非常有趣,用恆流源 IC LM334 代替限流電阻,讓 shunt regulator 更乾淨穩定。不過 LM334 效果雖好,輸出電流實在太小,用其他方式來做電流源應該也不錯。

2009年4月20日 星期一

Wildmonkeysect's PLL filter tweaking

其實這也是八年前的老梗了,幾年前也曾在某個討論區貼過,只是萬萬想不到如今 CS8414 依舊是 DAC SPDIF 的 digital receiver 的主流晶片,而且國內使用這個 tweaking 的 DIYer 似乎也不多,所以仍然值得放在網路上供人參考。

這是一位代號 wildmonkeysect 的網友 2001 在 AudioAsylum 上提出來的作法,少許更動 CS8412 / CS8414 的 PLL filter 組態,卻大幅地改變了音色,是非常有趣的 tweaking。



做法很簡單,以 CS8412 為例,上圖是 CS8412 原廠 data sheet 中的標準組態。圖中的 pin 20,是 PLL filter ping,串連 1K 電阻與 47n 的電容下地。wildmonkeysect 建議把電阻降到一半,變成 500ohm(最接近的基本阻值是 470ohm),電容則變成四倍 220n。同時,pin 20 再以一個 3n3 的小電容直接下地。如下圖所示,修改過後的組態是 R = 470ohm、C1 = 220nF、C2 = 3.3nF。



經過這樣的修改,聲音會變得比較直接,動態大,鮮活有力。電容 C1 對聲音影響極大,我曾試用 MultiCap RTX 於此,雖然體積過大、接線太長,並不是非常好的實作,但聲音確實有優異,非常生猛渾厚。Black Gate NX 小電容用在此處也不差,但聲音比較慢一點,不如高級 film & foil 電容漂亮。

R 與 C1 的值可以按比例調整,有不同的調音效果。某位網友甚至把 R 降到 100ohm,C1 升至 1uF,得到他最喜歡的音色。但這個比例如果調得太過分,音色固然怪異,而且 DAC 可能無法 lock 住 SPDIF 信號而不能動作。我想 Wildmonkeysect 建議的數值已經相當平衡而實際了。

相容 CS8412 的後繼晶片 CS8414 一樣可以使用這個 tweaking,但 CS8414 的 R 與 C1 數値略有不同,要重新計算合適的數值,例如 R = 200ohm、C1 = 220nF 之類的。

2009年4月17日 星期五

也談國內DIY界的電源規畫

我想應該沒有人忽視電源供應對音響的重要性。外從電源專線、壁插、排插、電源線(power cord),內至保險絲、變壓器、整流器、濾波線路、穩壓線路、旁路(decoupling),每個環節對聲音都有明顯可聞的影響。一般的音響迷碰不到線路,在保險絲、電源線、排插這些配件上下足功夫;國內稍有一點經驗的 DIYer 也莫不知道電源處理的重要性,對於整流、濾波、穩壓線路相當重視,常常不惜血本,用上了昂貴的零件和複雜的線路。然而,問題也在這裡。許多 DIYer 固然在用心,卻往往不得其法,不知其然,更不知其所以然。以致於常見到錯用、誤用、濫用,亂搞一氣的裝機怪現象。

以下隨便列舉幾個常見的怪現象:

1. 電容越大越好。
明明最後只需要 50mA 的前級電路,主濾波電容竟用到上萬 uF 的容值。78 系列、317 系列穩壓 IC 的輸出電容不放過,動輒上千 uf,不看 data sheet 上的建議值,以為越大低頻就越好。特別是很多高手改機時,看到電路板,二話不說,一律把所有的電容加大,硬是要得。那些製作 Gainclone 的玩家也一樣,毫不懷疑原廠何以使用 1000uf 的超小濾波電容,嗤之以鼻之餘,直接拿 10,000uF 的電容硬上。不知該說是無知帶來傲慢,還是傲慢帶來無知?

2. 1N5062 遍地開花。
過去國內 DIYer 普遍不重視整流二極體(rectifiers),往往只用最常見的 1N4004 或橋式整流器。後來 UCCDIY Zone 引進 1N5062 之後,國人開始重視整流二極體對聲音的影響,但卻不求甚解,不看 data sheet,也不試聽比較,只當作萬靈丹濫用。數位電路用、晶體前級用、真空管機用、甚至連後級都有人用,莫名奇妙。教科書建議在低電壓電路使用 Schottky diodes,外國 DIYer 也用得相當普遍,卻少見國人採用。而 MUR、MSR 等優秀的大電流二極體,也是這一兩年才終於漸漸得到注目,資訊落差至此。

3. 塞滿 UCC 穩壓。
知道穩壓的重要是好的開始,知道 UCC 穩壓不錯,也是很好的資訊,但不分青紅皂白的使用,每一組供電都配一張 UCC 穩壓,就是愚蠢,就是黑白不分了。UCC 穩壓是串聯式 op-amp 穩壓,是相當典型的架構,教科書上有類似架構的線路,大師 Walt Jung 也針對 CD-Player 和前級的 op-amps 供電設計經典的 Jung regulator。UCC 穩壓設計成熟,又小張,裝起來不貴,運用起來很方便。但並沒有任何一種穩壓是萬能的,對於不同的場合,不同的負載,自有適合的電源架構。常看到很多 DIYer 在裝 DAC 時,所有的數位供電都用獨立的 UCC 穩壓伺候,機箱裡塞滿了四五張穩壓板,陣仗之大,教人瞠目結舌。而事實上,DAC 和 digital receiver 等晶片需要的電流很小,UCC 穩壓高達 1A 的輸出能力根本派不上用場,反而因為外接穩壓,過長的走線,損害了高頻特性,甚至有振盪之虞。當然,UCC 穩壓不是孤例,也有一些 DIYer 是何博士穩壓或其他穩壓套件的重度迷戀者,認定某一個電源架構就是「最好的電源」,而當作百病可除的靈丹妙藥。殊不知電源要配合負載對症下藥,沒有最好的電源,只有最適合的電源。

從小大到,不時聽到社會賢達批評台灣人封閉,缺乏國際觀。小時候不甚了然,但觀察 DIY 社群日久,真的漸漸體會「封閉」、「缺乏國際觀」的真義。穩壓電路早有多年的發展,變化多端,常見世界各地的高手靈活地運用各種架構在適合的電路上。國人卻把一兩樣穩壓套件當作寶貝,死命地填滿所有的供電須求,正是坐井觀天,以為世界之大,好用的穩壓線路不過一兩種而已。1N5062 不過是眾多二極體之一,只因少數意見領袖推廣,竟然統一了社群大眾的選擇,這不也是資訊封閉所衍生的人云亦云和盲目從眾嗎?

2009年4月16日 星期四

I/V for NOS TDA1541A DAC

從 2004 年到現在,我玩 NOS TDA1541A DAC 也好幾年了。從線路的角度來看,這個架構的 DAC,玩法不外乎是電源、reclocking、類比輸出這三大部份。類比輸出又可以更進一步分成 I/V、LPF(低通濾波)、放大等三個步驟,這些環節變化很多,對聲音影響也相當劇烈。

一開始裝 TDA1541A,用的是 Pedja 早期的板子,這個版子上預設的 I/V 是 Pedja 頗為自豪的 non-feedback AD844 I/V。Non-feedback 組態的 AD844 聲音不差,不強調任何頻段,音色稍暗,溫暖耐聽。用了一陣子之後,因為過去對 TDA1543 DAC 的 passive I/V 相當有好感,所以動手把 AD844 I/V 拆掉,改用小阻值電阻來作 passive I/V,再送入 common-cathode 5687 一級放大,電容交連輸出。5687 一級放大的線路,是參考 Audio Note Japan 的 M7 Line 前級的線路,架構固然簡單,只要選對零件,正確地 layout 搭棚,聲音非常非常動聽。Passive I/V 的特色非常鮮明,聲音自然酣暢,非常透明,幾乎沒有界限。然而,TDA1541A 的電容輸出實在太小,即使用了 30 歐姆的小阻值 I/V 電阻,聲音還是比較緊,不夠寬鬆,動態尤其有嚴重的壓縮,聽大場面的音樂總是放不開來。聽了一陣子,我開始嘗試 discrete transistor 線路,改用 diyAudio 上頗有好評、架構又簡單的 rbroer's Simple I/V for TDA1541。這是我第一次嘗試 discrete transistor 線路,結果卻讓我非常滿意,一舉打破過去我對晶體機不好的印象。rbroer 的 I/V 電路,沒有 5687 那特殊的美聲和醉人的韻味,但整體的平衡度非常好,動態終於正常了,聲音滿飽、有力、透明,質感比 Pedja 的 AD844 I/V 更勝一籌。儘管我常常懷念 passive I/V 與 5876 的美好特質,但這個晶體電路平衡而耐聽,不發熱,不必擔心真空管的壽命,省事許多,讓我輕鬆地聽了兩年多。

直到去年,看到 Elso Kwak 在 diyHifi.org 盛讚 Pedja 的新 I/V 架構,又燃起我對 DAC I/V 的興趣。



Pedja 在他新版 DAC 套件裡採用了 TI/BB 的新 op-amps OPA861 取代了過去他沾沾自喜的 AD844 架構。OPA861 並不是傳統的 op-amp,而是可以當作電晶體來用的 operational transconductance amplifier (OTA)。Pedja 把 OPA861 當作電晶體使用,做成兩級。第一顆OPA861提供低阻抗的介面,讓 TDA1541A 的輸出電流能輕鬆的驅動 I/V 電阻。經過電阻 I/V 之後,再送入第二顆 OPA861 作 voltage buffer 輸出。本來我對這樣的線路並不特別感興趣,而且 OPA861 只有 SOIC 封裝的版本,搭棚起來有點費事。然而,從開始 DIY 至今,我一直相信 Elso Kwak 的品味與判斷,幾經考慮之後,我還是向 Pedja 詢問有沒有 I/V 級的 PCB 可買。Pedja 並沒有單獨供應 I/V 級讓之前的 DAC 用戶「升級」,但他願意用成本價給我一張完整的 AYA II DAC PCB,於是我也就買了一張 AYA II 的 PCB 來玩。

與我 2007 年完成的 Pedja AYA I 相比,AYA II 其實是 cost-down 的版本。AYA I 不但內建 I2S reclocking 線路,所有的零件腳位都非常發燒,預設的 14 顆 TDA1541A decoupling 電容,是昂貴的 Black Gate NX 系列,此外所有的小電容腳位也都以 Black Gate N/NX 作為預設零件,整張組下來,單是電容的價格就要三四千塊。電源線路也非常講究,所有重要供電都採用 non-feedback BJT discrete 線路,極盡能事地發揮 TDA1541A 的特性。

2007 年底推出的 AYA II,加入了 USB 數位輸入,以及新版的 OPA861 I/V,但取消了 I2S reclocking,也隨著 Black Gate 停產,電容都改用廉價的一般品代替,不再有 14 顆 BG NX 作為 TDA1541A decoupling 的壯舉。為了新的 I/V 而捨棄原本的 AYA I 並無好處,因此,只取用 AYA II 的 I/V 部,其他部份還是在舊的 AYA I 板上就可以了。所幸我的機箱夠大,能輕鬆塞得下兩張 PCB 以及新增的變壓器。

AYA II 的 I/V 設計的頗為用心。TDA1541A 的輸出訊號,先經過 JFET 作 nulling,使得訊號的中點位移到 0V,然後送入前述的 OPA861 作 I/V,再由另一級 OPA861 作 follower 輸出。電源是由 TL431 與 BJT 構成的高電流併聯式穩壓(high-current shunt regulator,參見 TI TL431 data sheet Figure 21),是我非常喜歡的穩壓架構。

我以慣用 Philips MPR-24 電阻與 Panasonic FM 電容、Black Gate N type 電容等慣用的零件裝好 OPA861 I/V 之後,上電試聽,就成功地發出優秀的聲音。新的 I/V 聲音有相當明顯的不同,與 Pedja 先前的 AD844 的架構相比,OPA861 I/V 聽不出 op-amps 的味道,而是非常優秀的晶體聲。聲音乾淨而有厚度,比前一板 rbroer 的晶體線路更穩重、動態更大、低頻更沉、能量感十足,更能表現音色的紋理和質感。原本 rbroer 的架構,聲音非常細膩,頗有日本機器的味道。OPA861 I/V 則活潑凌厲許多,色彩豐富,有點法國器材的風味。

然而,新的 I/V 固然強勁有力,聲音卻也比較強勢。聽了幾天之後,我把 LPF 線路上的小電容,由 Philips polypropylene 電容換成了軟柔嬌嫩的 Rel-Cap RT 電容(tin foil & polystyrene film),強勢的感覺緩和不少。因為這個電路可以調整可變電阻,將出輸訊號的中點歸零。於是,後來我又把輸出交連電容移除,改成直交輸出,聲音又變得更加透明直接,而得到了個方面都相當均衡,柔軟耐聽的聲音。

Pedja 的 OPA861 I/V 勝過了早先的 AD844 I/V 以及 rbroer 的 simple I/V,表現最為全面,成為目前我的DAC 組態。然而,我不時仍會懷念 passive I/V 與 5687 真空管輸出的氣質韻味。這也意味著,現在的 I/V 組態仍然不是終點,即使 I/V 在教科書上再簡單也不過,對我來說卻還有各種變化和可能性。

TDA1541A 這個古早的 DAC 晶片,竟然可以窮盡世界各地這麼多玩家的心力,研究這麼多年,卻仍有層出不窮的未來性。再過十年,我也必定還在玩這個晶片,也必然無法完全發揮這個晶片所有的潛力。相較之下,國內許多 DIY 高手,短短幾年連玩好幾套 DAC,架構組態各不相同,卻都能夠深入淺出。對於他們的深厚素養,我只能遙遙觀望,心中感到無上的敬佩和萬分的惶恐。

2009年4月10日 星期五

音響迷的境界

有一種音響迷,重視低音,重視頻寬,重視細節。這些特徵是有與無的差別。

有一種音響迷,重視暫態,重視音場,重視音色的溫暖或明亮。這些特徵有程度上的差別。

還有一種音響迷,重視自然,重視音樂性,重視音樂的起承轉合。這些是無法量化,難以評估的特徵。

2009年4月7日 星期二

47 Lab 新傳奇:Shigaclone

繼 Audio Note 和 Pass 之後,47 Lab 不愧是這十年來帶給音響 DIY 社群最多創意和活力的音響製造商。從 Gainclone 擴大機和 NOS TDA1543 DAC 為濫觴,後來又推進到類比領域,Phonoclone 儼然是當今 DIY 界 C/P 值最高,表現極佳的唱頭放大器。如今在 CD-Pro 2 風潮泡滅之後,47 Lab 的信樂燒系列 Shigaraki CD-Transport 又成為新的 clone 流行,觸及到 CD 轉盤這個較少人 DIY 的領域。



Shigaclone 最早從波蘭的音響討論區 www.audiostereo.pl 肇始。有人拆解 47 Lab 原廠的 Shigaraki CD-Transport,發現內部的機構和伺服模組,與便宜的 JVC RC-EZ31 手提音響雷同。於是有人開始去買 JVC 的手提音響,取出內部機構,配合高品質的電源和穩固的機座,結果得到不錯的表現。後來,加拿大 DIY 名人 Peter Daniel 又將這個資訊引薦到英語世界,在 diyAudio 引領熱烈的討論。

Peter Daniel 不愧是手藝精湛,非常有行動力的玩家。從去年三月到現在,短短一年間,他已經測試了許多種電源架構和機體結構,讓他的 Shigaclone 日益成熟。直到現在,他聲稱他的 Shigaclone 表現非常優異,不但超越了他研究多年的 CD-Pro 2 轉盤,還成為他的 reference 轉盤。

我過去一年密切地觀察 Peter 的進展,如今看來,去年年底的組態已經相當成熟了。從照片看起來,真是相當精緻,架構卻又是那麼地簡單。





這裡有更多圖片。

JVC RC-EZ31 簡單廉價的 CD 讀取架構,理論上不會比 Philip CD-Pro 2 好。但正因為簡單,容易使用,所以對於技術能力不高,儀器設備不足的 DIYer 來說,反而比 CD-Pro 2 更容易做出好的結果。這也和 non-oversampling TDA1543 很容易就有好聲是相同的道理。

總之,玩 Shigaclone 比 CD-Pro 2 便宜多了,卻似乎更有趣,更好玩。我也很想買台 JVC RC-EZ31 來試試看,但國內似乎沒有進這個 model。卻不知道國內有沒有其他手提音響使用了相同的讀取機構呢?

2009年4月5日 星期日

心齋也講調音搭配之道

重讀張潮〈幽夢影〉,看到非常有趣的一則:

養花膽瓶,其式之高低大小,須與花相稱;而色之淺深濃淡,又須與花相反。

幾百年前的張潮,講的是花與花瓶的搭配,但這道理和音響系統的調音搭配,也一模一樣。在音響系統上,某些環節,必須使用個性相反的器材或元件,使整體的表現陰陽相濟,互相調和。在另一些環節,卻必須使用個性相似的器材或元件,使系統的特點發揮淋漓盡至,以收相輔相成之效。

音響系統非常複雜,所有的零件和細節,都沒有既定的「好」或「壞」,不能用線性系統來建模(modeling)。許多人直覺地以 A/B Test 來測試音響器材,固然簡單方便,但用在音響這種複雜系統上,一點義意都沒有。假使從 A 元件換到 B 元件,讓系統整體的聲音變好,我們只能判定 A 比 B 更適合當前的系統,卻不能推斷 A 元件本身比 B 元件好。當系統其他的環節改變時,說不定 B 元件卻變得比 A 元件更合適了。這正是塞翁失馬,焉知禍福的道理。

既然不能簡單地用 A/B Test 決定每個器材的好壞,那我們要如何選擇出最佳的系統組合呢?最精確的方法當然是窮舉法,把所有的組合都試過都聽過,再選出最好的。但音響器材成千上萬,變化無窮,絕不可能用窮舉法來一一測試。我們只能用 heuristic 的方式,了解每個器材的特性,再以用這些特性,組合出局部的最佳搭配模式(building blocks)。舉例來說,號角式劇院喇叭配單端 300B 擴大機、non-feedback 電源配 NOS DAC,就是滿典型的局部搭配模式。這些模式也都有其特性,於是又可以組合出更大的模式。於是,成千上萬的器材,器材中數以千計的零件,都能用少數幾個模式來概括,我們只要在這些模式中找出最喜歡的組合就可以了,不必再面對千變萬化的可能組合。當然,找出最喜歡的模式組合之後,系統仍然還不夠成熟。這時,還要再回到微觀的層次,一一調整局部環節,讓整體表現更好。這樣的搭配方式,或許可以稱為 hierarchical building block 法。無論是調整全系統的器材搭配,或是調整器材內部的線路元件搭配,都可以用這個方法。

人類生命短暫,能力有限,個人的品味和喜好,又會隨著時間不斷改變。我們面對音響這樣的複雜系統,只能步步為營,在混沌未明中緩緩前進。也正因為過程的艱辛,每一次進步,都為我們帶來了無上的喜悅。

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