2010年7月1日 星期四

Lightspeed Attenuator: 光敏電阻音量控制器

音量控制器就在訊號路徑上,影響不可謂不大。常見的幾種電位器架構,無論可變電阻(VR)、級進電阻、繼電器線路等,都有接觸性的機械構造,是相對不理想的元件,卻偏偏在訊號路徑最重要的位置上,於是成為全系統的瓶頸之一。

音量控制器先天上有這些限制,又不能不用,長年以來,我總是將之歸諸「必要之惡」,而不想花大錢,用繁複的方式處理。高級的可變電阻,大約三四千塊、級進電阻也是差不多價格,說來也不太貴,但是可變電阻算是消耗品,隨著時間老化衰退,所以明知其重要卻一直捨不得花大錢投資。事實上,也很少廠機在音量控制器上投入太多心力。10 萬元級的擴大機,最常用還是藍殼 ALPS;至於 Audio Note Kondo 的 M7,訊號路徑全是銀線、還用上銀箔電容,但也不過採用東京光音平價的導電塑膠電阻 2CP601。因此匆匆五六年下來,一直用著不到一千塊的東京光音 2CP601,告訴自己數十萬的 Audio Note 也不過如此。

不過東京光音 2CP601 確實也不難聽,雖然有個音染,不夠直接,但十分細膩,音色帶著一層薄薄的光澤,相當悅耳。細節和透明度遠勝常見的藍殼 ALPS,又有一股柔軟的貴氣。如果不排斥這種音色,在一兩千元以下實難有更好的選擇。

在 2004 年間,Rogic Pedja 在他的網站上介紹 MAXIM DS1802 IC 音量控制器,我也曾做了一套來試驗。這顆 IC 音控,比當時流行的 TI PGA 2311 等容易使用,內建增量、衰減、靜音的腳位,不必額外的 micro controller 就能使用。那時覺得 DS1802 聲音還不差,但卻談不上十分滿意,大約和 TKD 2CP601 同一個檔次,而 2CP601 還不必吃電。所以最後又繼續回頭使用 2CP601,直到今年才終於對音量控制器走出新的一步。

前陣子承蒙網兄 Coffin 介紹,買了 Lightspeed 光敏電阻音量控制器的 PCB 和元件來玩。光敏電阻(light dependent resistor、LDR)是一種感光元件,感應的亮度越高,阻值就越低,於是可以透過控制光線,間接地控制電阻的阻值。個性 hi-end 廠 darTZeel 已經將光敏電阻電位器用在他們的前級 NHB-18NS 上,我這次採用的是 George Stantscheff 所設計的 Lightspeed LDR Attenuator ,也同樣利用光敏電阻來製作音量電位器。Lightspeed LDR Attenuator 的核心是 Silonex NSL-32SR2 光藕合器,其中每顆光藕合器由一顆 LED 和一顆 LDR 組成,再封裝成不透光的元件。只要改變元件內部 LED 的供應電流,就能改變 LED 的亮度,LDR 的阻值於是相應變化,達成可變電阻的功能。所以,本來輸入訊號直接經過 VR,再送入放大級;如今 VR 只用來控制 LED 的亮度,訊號只會經過 LDR,而不經過任何開關接點等機械裝置,理論上比傳統的電位器更耐用,聲音更純淨。而 LED 端的電路,與訊號端之間透過光藕合,電路完全隔離,又比其他吃電的音量控制架構單純乾淨。原本至為關鍵、極須講究的 VR 則用一般品即可,不必花大錢追求高檔貨,又是一大好處。唯一的問題就是說,LDR 本身的音色如何?到底好不好聽?

收到 PCB 和 Silonex NSL-32SR2 元件之後,我立刻把 Lightspeed Attenuator 裝起來,裝進 First Watt B1 試聽,原本的 VR TKD 2CP601 則用來控制 LED 的亮度。開聲之後,我立刻聽到了非常有特色的聲音。Lightspeed Attenuator 的音色非常透明直接,比 TKD 自然許多,同時有個溫暖柔軟的音色,有點直熱式三級管機的味道,溫潤寬厚,中高頻充滿水份。此外動態很大,頻寬延伸遠勝 TKD,特別是低頻的下沉和力道,非常有魅力。聽了 Lightspeed Attenuator 再回去聽 TKD 2CP601,只覺得 TKD 固然飄逸細膩,但卻是人工的、刻意的美聲,遠不如光敏電阻自然。對我來說,Lightspeed Attenuator 的聲音,唯一的缺點是稍嫌「大港」,我個人並不那麼喜歡大港的走向。

但用 TKD 作 LED 亮度控制時,音量衰減的曲線並不太好用,稍微轉到八點鐘就變得很大聲,類似 Type B(線性曲線)VR 的操作經驗。但這顆 TKD 2CP601 分明是 Type A,之前直接用在訊號路徑上也完全正常,令人疑惑問題何在。後來我改用其他 VR 來控制 LED,諸如電料行所售之百元品、藍殼 ALPS 等,則衰減曲線都十分正常,實在令人不解。

然而,奇妙的是,儘管 Lightspeed Attenuator 的設計者聲稱用了 LDR 音控就不必在乎 VR 的品質,但我卻發現這顆控制 LED 的 VR 仍然會影響聲音。電料行百元的雜牌貨、300 元的藍殼 ALPS、900 元的 TKD 2CP601,聲音都不一樣。雜牌貨聲音最差,乾、硬、毛邊多;ALPS 好上一截,已然相當平衡好聽,但 TKD 卻又更進一步,更為透明柔軟,更有溫潤豐厚的美聲,實在是相當奧妙。不過加上 LDR 之後,聲音確實是提昇的,比 VR 直接放在訊號路徑上來得好,只是能好到什麼程度,還是受到所用 VR 的影響。而且 VR 對 LDR 所帶來的音色,和直接擺在訊號路徑上的音色走向略有不同。例如 TKD 本來並不強調低頻,低頻量感比 ALPS 少上一些。但裝在 Lightspeed attenuator 線路上,低頻卻非常豐厚有力,比 ALPS 裝在相同的位置更為優異。由此可見,經過光藕合之後,VR 對訊號雖然仍有影響,但影響的方式、聲音的個性,與直接在電路上的聆聽經驗不太一致,這真是新的體驗。

總而言之,目前很喜歡 Lightspeed attenuator。雖然裝一套並不太便宜(主要貴在  Silonex NSL-32SR2,配對好的一組要上千元),但仍然比三四千元以上的級進電阻便宜,又有個非常有趣討喜的音色。DIYHiFi.org 上甚至有人以為 LDR 可能有偶次諧波失真,造成特殊的悅耳音色。不過 Lightspeed attenuator 也有一些小缺點,例如光藕合元件昂貴且難配對、需要額外的供電、配上某些 VR 衰減曲線可能不正常、轉到最左邊仍然無法完全靜音、平時最好將電位轉到正中間,以延長 LED 的壽命等等。希望將來這類產品日漸成熟,這些缺點會逐漸改善,從而有更好聲更便宜的 LDR 音量控制器。

DIY Lightspeed Attenuator 的線路圖和教學:
http://diyaudioprojects.com/Solid/DIY-Lightspeed-Passive-Attenuator/

其他資訊請參考 diyAudio 的討論串:
http://www.diyaudio.com/forums/analog-line-level/80194-lightspeed-attenuator-new-passive-preamp.html
http://www.diyaudio.com/forums/group-buys/153388-optical-volume-control-professional-pcb.html

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