2010年7月29日 星期四

Lightspeed 光敏電阻音量控制器調音

上個月裝了 Lightspeed Attenuator 光敏電阻音量控制器,感到頗為滿意。這個設計是透過光藕合讓電器位間接地控制音量,使得音樂訊號只經過 LDR(光敏電阻)衰減而不再經過電位器,減少電位器對聲音的影響。在這個理念下,不必使用高價的電位器上,就能得到純淨直接的音質。然而讓我費解的是,用來控制 LED 亮度的電位器,卻對聲音表現仍有明顯的影響。從便宜的百元品到 ALPS 藍殼再到東京光音(TKD)2CP601,聲音都各自不同,而且音質表現幾乎與電位器的價位成正比。

後來我又試了幾顆電位器,包含「音響駭客」張文俠的訂製品以及唐竹所售之法國 Sfernice 陶磁可變電阻,最後仍以 TKD 2CP601 導電塑膠可變電阻勝出。最奇妙的是,張文俠的訂製電阻,雖然只售 150 元,但當作傳統音量控制器使用,聲音著實不錯,音響性、低頻、細節、透明度甚至在將近千元的 TKD 2CP601 之上,因此我本來對這顆電阻寄與厚望。但裝在 Lightspeed 上,張文俠這顆電阻卻明顯不如 TKD,原本優勢如低頻、動態、透明度都反而遜於 TKD,大約和 ALPS 藍殼同一個級數。這讓我想到,在 Lightspeed 上,電位器控制的是 0V ~ 5V 之間的直流電,而傳統的音量控制則是控制正負 2.8V 之間的交流電,這是不同的應用環境,對電位器的需求自有不同的 criteria。在交流電好聲的電位器,移到直流電上未必有相同的表現。另一想法是,電位器有這麼大的影響,亦即代表 LED 所吃到的電源品質,對聲音影響很大。所以除了電位器之外,電源處理也是重要的環節。

原本 Lightspeed 的設計是採用一顆 7805 三端子穩壓 IC 供應 5V 的電源,我裝機時照例採用 TL780-05 代替 7805,並在穩壓之前用 Schottky 二極體和電解電容作簡單的濾波整流。這部份自然可以用更複雜的穩壓電源代替,但我想先處理更簡單更基本的環節,也就是在光藕合模組 Silonex NSL-32SR2 的 LED 側併電容,減少雜訊,讓 LED 的工作條件更為穩定。

Lightspeed Attenuator 板上共有了四顆光藕合模組 ,所以有四顆 LED 在其中,我在每顆 LED 上各併了一顆 Silmic II 10uF/35V 小電解電容。這個容值可大可小,我不知道哪個值最好,也未必要某個品牌系列,只是手邊正好有一些 Silmic,腳位尺寸又合適,就用上了。上電之後,聲音果然不太一樣。如上一篇文章所述,我原本熟悉的調音方式,在 Lightspeed 電路上經過光藕合之後,會以不同的面貌呈現。LED 併上小電容之後,基本走向其實差別不大,透明度、動態等本來就存在的優點也仍舊,但總體的音色卻有微妙的不同。加上電容之後,聲音變得比較溫暖滑順,特別是中低頻,原本量感就十分豐沛,現在卻更寬厚,有甜味。大場面的時刻,原本義無反顧不拖泥帶水的個性,有了更多轉折起伏,更有表現力。整體來說,這個改變並不是一開聲就能發現,但聽幾分鐘之後,就會不由自主地愛上這更有氣質更有韻味的音色。

就我的想法是,四顆 LED 併上電容之後,或許可以減少電位器的影響,而不必仰賴高價的 TKD,但這還有待實驗確認。至少,如果已經有運作中的 Lightspeed Attenuator,加上這四顆旁路電容絕對是簡單便宜,有好無壞的改機路數。

14 則留言:

匿名 提到...

老大要不要祭出萬用穩壓tl431試試


兩對各一顆,連BJT都免了

不過總覺得這種設計很容易讓led產生的雜訊跑去干擾另一個聲道的led

尤其是對地的那對光敏電阻

WF 提到...

匿名兄,

用 discrete 穩壓似乎也不錯,我很好奇 Lightspeed 的實力極限究竟在哪。搞到最後,是不是能比級進式電位器更好呢?

又,LED 的雜訊串到另一聲道是怎麼說呢?每顆 LED 與電源之間各有一根電阻串連,並不是直接 share 同一個供電。還是說兩聲道的地也應該隔離?

coffin 提到...

匿名兄,LED的地是跟電阻的地分開的,可以連也可以不連。

死不停db落閤 提到...

喝`您說的電位器會影響聲音,
小弟也一想到並電容...><
甚至是 VR 並

WF 提到...

死不停db落閤好久不見,

我和您的看法相似。不過如果已經在 LED 上併電容,是否還需要在 VR 的腳上併電容呢?

死不停db落閤 提到...

Lightspeed Attenuator: 光敏電阻音量控制器 這篇,
上界賀ㄟ歐吉尚,所提到的LED發光會否產生雜訊,當光敏電阻接收此雜訊,電阻會否因此產生不固定的波動?
及您的回答
光敏電阻的音色,會因為所用的 VR 或電源不同而有所變化。
很抱歉小弟沒實際器材動手,不過既然VR會影響到音色,在可變VR上並電容至少能減少VR的觸點及廠牌影響。
還有個瘋狂想法,用TL431調整電壓來控制LED亮度...

Richard 提到...

"還有個瘋狂想法,用TL431調整電壓來控制LED亮度..."

TL431 調整電壓?用甚麼來調整?如果還是用VR,結果還不是受到VR影響?

用MCU+DAC應該就沒VR的問題.

WF 提到...

Richard 兄,

換成 MCU + DAC 聽起來滿酷的。不過聲音是否仍然會受 DAC chip 不同,以及 DAC 的供電、layout 等因素影響呢?

DAC 內部的 R-2R Ladder 實作,以及 I/V 等特質,搞不好也會透過光藕合反應在聲音上……

又,如果用 MCU + PGA3211 之類的音控晶片,和 MCU + DAC 的概念是不是差不多呢?

Richard 提到...

WF兄:

1. 使用DAC的目的是讓其產生可變的電壓,該可變電壓可以用來調整想要供電給LED的電源的輸出,亦或是可以用MCU來控制可變電阻IC來控制電壓,此可以避免VR的聲音,至於會不會有DAC的聲音,我個人雖然沒實驗過,但覺得若是會有該DAC的音色..很匪夷所思(以個人粗淺的知識)

2. MCU+PGA2311 應該和這個CASE差很多吧?訊號的路徑就不同了,如果PGA2311的聲音是可以很好或是無染色,那用MCU+PGA2311應是很好的solution,精確度又高.

WF 提到...

Richard 兄,

用 DAC 來決定 LED 的電壓真的滿有趣的,不過 DAC 的輸出電壓(或電流)有點小,或許還需要經過一級放大?!

這樣是有點複雜,不知道 optocoupler 的潛力如何,是否值得花費那麼多功夫去調整 LED 那一側。

Richard 提到...

WF兄:

1. 我剛才有說,以DAC的輸出來"控制"供應給LED的電壓.

2. 聲音好不好,我也不知道,要看你們的實驗結果,
不過LED的供電會影響聲音,勢必是LED的亮度產生變化(這樣才合乎理論吧?),那要讓LED的供電恆定進而使其亮度恆定,有很困難嗎?

WF 提到...

Richard 兄,

我終於看懂您的意思了,最近特別疲倦,勞您反覆解釋了!

所以說是弄一個恆流源供應 LED,而恆流源的電流量由 DAC 的輸出電壓(或電流)決定,前端再由 MCU 去控制 DAC。聽起來是滿理想的,感謝。

Richard 提到...

WF兄:

您太客氣了,從您這邊得到不少知識,很多東西沒試過的都可以從您這邊得到經驗值,非常感謝!

Sean Wu 提到...

diyAudio 有一個 Arduino based LDR volume and source selection controller,好像不須要配對 LDR。
http://www.diyaudio.com/forums/analog-line-level/278667-arduino-based-ldr-volume-source-selection-controller.html

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