2011年5月30日星期一

在 Shigaclone 上測試 Clock 穩壓

最近半年沒有新的 DIY 計劃,稍有餘力只是繼續在現有的機器上微調。DCB1 或 DAC 沒什麼好講的,只是玩玩不同的機內線材和零件。在 Shigaclone 上試了不少有趣的東西,特別是 clock。

去年也曾小玩過 Shigaclone 上的 clock,寫在 Reclocking the Shiagaclone 一文裡。那時 Shigaclone 只有單電源供應,從變壓器裡得到 12V 的未穩壓電源。在單電源的情況下,可以嘗試的 clock 架構就少了些,只試了 odiofan 的離散穩壓與阿仁的 Pureclock。後來網兄 odiofan 與熱心的網友分別惠借我 The FleaTentLabs XO3 等兩款穩壓,同時我也很想試試過去愛用的 Kwak Clock 7 在 Shigaclone 上的表現,索性重做了一個新的電源模組。新的電源模組裡有兩顆變壓器,一顆功率較大,照舊輸出 12V 的直流,供應 Shigaclone 主電路;另一顆則有中間抽頭,輸出電壓為 12-0-12,只要抽換接法,就可以得到 12V、24V、正負 12V 等三種供電,如此手邊的各種穩壓都能使用了。


除此之外,我也集收了幾顆震盪器(oscillator)。除了 Kwak Clock 7 之外,手邊的穩壓都要額外裝上震盪器,所以每換上不同的穩壓,就逐一測試每顆震盪器在該穩壓架構上的表現。這些震盪器音色各自不同,其實也有滿多故事可講,將來再寫。但總括來說,我覺得穩壓對聲音的影響,更勝於震盪器。追求那些昂貴的震盪器之前,其實先把穩壓做好才是根本之道。


先講阿仁的 Pureclock,國內許多人應該都用過這款。Pureclock 的穩壓電路並無出奇之處,僅採用常見的三端子穩壓 IC,特色在於震盪器置於獨立的子板上,與母板間以橡膠圈懸吊固定。這是效仿 Mark Levinson 當年某部 CD-Player 的作法。我不知道橡膠圈懸吊帶來多少幫助,但三端子穩壓 IC 供應我手上這些震盪器,效果並不是非常好,音質不夠清澈、純淨,毛邊多了點。在 Shigaclone 上,這樣子的聲音似乎還不如原本 PCB 上裝 crystal 的表現。


再來是 odiofan 之前推出的穩壓,電路與 Kwak Clock 7 類似,用 TL431 搭配電晶體作併聯穩壓,但只有 5V 的單電源。Kwak Clock 的表現聲名素著,這款穩壓也確實比三端子穩壓好一些,清晰乾淨,有個甜美的韻味。比起原始 Shigaclone 內建的 crystal,這款穩壓配上好的震盪器之後,聲音更為 hi-fi,音響性強。而原始的 crystal 則聽起來溫和悠揚有韻味,算是各有好處。須知 Shigaclone 上的 crystal 是個特例,許多 diyaudio 上的網友更換多種穩壓之後,仍然獨沽原始的設計。而在一般的場合上,無論是 Pureclock 或是這款,應該都會比一般的 crystal 好些。

 

接下來是 TentLabs 推出的 XO3。TentLabs 是荷蘭前 Philips 工程師 Guido Tent 開設的 DIY 零件舖,專賣低 jitter 震盪器起家。XO2 與 XO3 是該廠配合震盪器所推出的穩壓板,XO2 與 XO3 的穩壓電路相同,但 XO3 多了 SPDIF Re-clock 的功能。XO3 這張板子價格不低,原本沒有機會觸接,幸得網友熱情相借,終於能聽到 XO3 的聲音。原本以為 XO3 的聲音音響性強,突出頻寬動態,想不到聽感截然不同。XO3 的聲音很樸素,但很有氣質,格調不俗。這種聲底,讓人聯想到 1990 年代前後的 Philips 或 Studer CD 唱機。雖不是現代音響的聲音取向,但溫文儒雅,頗為耐聽。


The Flea 是一群 pink fish media 討論區上的網友,專為 TenLabs 的震盪器量身訂做的穩壓。因為震盪器消耗的電流其實不多,所以 The Flea 的設計是直接用小訊號 op-amp 的輸出去供應震盪器。而他們預設的 op-amp 是低失真、低雜訊的 AD797。這個穩壓的聲音非常驚人,動態大、頻寬佳、氣勢飽滿、開闔如自,音響性能無與倫比,是所有穩壓中最優秀的。 而且既然用的是 op-amp,也就代表可以換 op-amp 來調音。我把手邊的 op-amp 試過一輪,大致上和過往的試聽經驗相符。像 OPA111AM 中頻密度就特別高,質感極佳;AD847 則音樂性好,聽感靈活流暢;ADA4627 的頻寬延伸特別突出。但總而言之,AD797 似乎是最平衡,最能呈現這個穩壓特性的 OP。裝上 AD797 之後,這個穩壓的聲音特別飽滿濃密,音樂聽起來更為艷麗,真是非常有特色的穩壓。


最後是 Kwak Clock 7。Kwak Clock 7 是知名 DIYer Elso Kwak 在 2003 年左右提出的 clock。這個 clock 並不須要震盪器,只要使用便宜的 crystal 就行了。特別的地方則是 Elso Kwak 精心設計的穩壓架構,以及時脈輸出前,經過一顆 comparator(例如 AD8561 或 MAX913)作波型重整。因為 Elso Kwak 免費公開電路圖,世界各地眾多 DIYer 都曾試過這個 clock。先前曾在 Philips CD-680 上使用 Kwak Clock 7,印象十分良好,這次也很期待它的表現。

聽了一陣子 The Flea 之後,換成 Kwak Clock 7,又是全然不同的感受。相較於 The Flea 上窮碧落下黃泉的驚人音響性能,Kwak Clock 7 則顯得一派從容優雅,氣度高尚。Kwak Clock 7 有種歐洲高級器材的風味,聽起來自然和煦,沒什麼侵略性,素質卻相當高。但若要追求高動態、高張力、氣勢飽滿的聲音,Kwak Clock 7 自然是不及 The Flea 遠矣。

這些穩壓各有特色,各有吸引人之處。當中最讓我吃驚、印象最深刻的是 The Flea,而目前用來聽音樂的則是 Kwak Clock 7。如前所述,我換過許多穩壓與震盪器的組合之後,發現穩壓對聲音的影響實遠勝於震盪器,甚至更換穩壓上的 OP-Amp,也能讓整體音色改頭換面。買了昂貴的震盪器,卻沒有花心思在穩壓上,不能充份發揮震盪器的性能,那就太可惜了。

41 則留言:

Po-Ting 提到...

WF兄手腳真快,The Flea穩壓也玩過了。之前看到這個穩壓就聯想到UCC的產品,同樣是OP-based的穩壓,所以就沒有想去試,現在聽您一說倒是有點心動。Odiofan的穩壓我玩了一陣子,除了換OSCON電容、Sipex AS431還加了LM334+JFET高阻抗恆流源取代那顆電阻,穩壓效果的確有一些進步。但是Odiofan的穩壓我認為還是不及Salas的V1.2R離散穩壓。V1.2R是我目前用過雜訊最少的穩壓裝置,一上電就讓人耳目一新,細節、層次多出不少,讓我下一跳,建議您有空試試看。

LAI 提到...

I also want to upgrade the clock of my sound card and DAC. Can you help me?

WF 提到...

Po-Ting 兄,您真是見多識廣。

The Flea 是直接用 OP-Amps 的輸出供電,和一般的 op-amp based 穩壓不太一樣,用在 clock 上還滿有特色的,值得試試看。

Salas 的東西相當不錯,之前用 DCB1,真是十分滿意。不過他的作品還不少,小弟倒是不知道有 V1.2R 離散穩壓這東西,感謝您的介紹,小弟會試試看。

WF 提到...

LAI,幸會。

"help" 是指哪一種幫忙呢?
如果小弟能力所及,當然願意幫忙。

Po-Ting 提到...
作者已經移除這則留言。
Po-Ting 提到...

WF兄,

Flea穩壓也有加NPN大電流輸出的版本,剛好跟UCC穩壓非常類似,不知道加NPN後會不會一樣強悍? 手上剛好有一些AD797,想來組一個Flea穩壓,不知道您的Wima MKS在哪買? 一時找不到size這麼小,容值卻高達3.3uf的薄膜電容,也剛好有些地方也有用到這類的電容。附一張1.2R的電路圖。

Salas 1.2R

oldhan 提到...

大名鼎鼎的 gilmore Dynalo 就是使用大功率高速 OP 來當電源穩壓.

Po-Ting 提到...

如果只是TCXO的10ma以下電流,我覺得乾脆用AD588BQ參考電壓源當電源供應算了,其PSRR與雜訊也是非常好,說不定有神效。

mikeliu 提到...

參考電壓我覺得也可以採用溫度係數佷優秀的BF245系列的jfet做恆流源,配合低雜音的金屬膜電阻(BC mpr24),計算出喜歡的參考電壓出來。johncurl所寫的一些文章也有用類似電壓參考架構

LAI 提到...

Thank you WF Hing.

I am a newbie to the DIY world and do not know how to assemble the voltage regulator.

Nonetheless, I wish to upgrade the clock of my sound card and DAC. If possible, would you mind assembling the flea and installing it in my sound card (or later the DAC)?

Besides, I only know that the frequency of the oscillator is 49.153 MHz but do not know the voltage and whether it is sine or CMOS.

Hope not giving you too much inconvenience.

Eric 提到...

有興趣的話,三端子穩壓加點負載,試著輸出100mA以上的電源試試。

我個人試過給op前級穩壓的317輸出到400~600mA,算是便宜又大碗的方式。

WF 提到...

Po-Ting 兄,您說得是,AD797 都能直接供電了,直接用 V-ref 似乎也行。的確可以試試。

Po-Ting 兄,您覺得 clock 對電源的要求是什麼呢?低雜訊?低阻抗?還是高頻特性好?

WF 提到...

Lai 您好,

不好意思,小弟最近手上事情太多,實在沒有時間與閑情動手改機(連自己都沒有在 DIY 了……)。小弟可以給您一些意見或資訊,但還是要請您自己動手為是 :)

LAI 提到...

Thank you, WF Hing.

May I know how I can get the flea PCB?

Regards,

LAI

WF 提到...

Hi LAI,

pinkfishmedia 的正宗版本好像已經停售了。我用的是 odiofan 的完成品。

WF 提到...

Eric 兄,您果然是經驗豐富的玩家。在不想更動穩壓架構的情況下,多加一根電阻稍微增加穩壓的輸出電流,的確是很方便的調音技巧。

Eric 提到...

WF兄,客氣了。一般人習慣看大陣戰,而忽略最佳化.........burmester幾十萬的CDP、DAC常這麼用.....2200uf濾波電容+LM7805+10~20uf膽質電容+電阻....電容量與diy這邊常見的差相當多,看似那根用來浪費電的電阻,有一定的影響。

LAI 提到...

WF HING,

I try to buy the flea at Odiofan at the tw auction web but fail to register as I have no tw ID card and phone no.

How can I buy one from Odiofan Hing?

Olaychang 提到...

Eric兄
"三端子穩壓加點負載,試著輸出100mA以上的電源試試。"

從沒去想過三端子穩壓這事情
請問這負載要如何串接?
輸出電流要如何計算?
可以指導一下嗎?
謝謝!

Eric 提到...

Olaychang兄是不是太客氣了,加支電阻是反掌間可完成.....

我比較好奇幾位網兄如何處理clock干擾問題.....只要不太混的廠機,應該都會去做處理。加上有電源的re-clock線路,肯定得去接電源進來。從電源傳出去的clock是否有先處理掉? 不然聽到的聽音應該是比沒加的『多』.....多了clock的干擾才是....

在床底下放了好幾年的DIY CD-ROM Player重現天日,朋友戲稱這種玩法是大外行。果然一測,不論是SPDIF、還是類比輸出,全是干擾。而且還不只一組、而是好多組。

不論是TEAC 24x CD-ROM、還是Aopen、Liteon 24X CD-R燒錄機都是如此.....這其實是相當基本、但過去被熱血diy玩家視而不見的......

在PRBS那邊的網站逛了之後,也蠻好奇的是網友們如何處理這個震盪器產生的clock的干擾?

Paul 提到...

Olaychang兄, 我想Eric兄加支電阻的意思, 是在三端子的輸出端並聯一支電阻, 這樣這支電阻就會成為三端子負載的一部分. 電阻越小, 三端子的輸出電流就越大. 但是可能要注意的地方是, 這支電阻的承受功率要算一下, 要不然一下子就燒了. 電阻散熱也要注意, 最好不要緊貼著電路板焊, 稍微抬高一點.

Eric兄, 小弟淺見. 據小弟的觀察, 稍微講究的廠機, clock/reclock的電路都是變壓器獨立抽頭, 獨立穩壓. 更講究的甚至可以使用獨立的變壓器供電. 這樣要干擾到其他電源的機會應該不大..

Eric 提到...

Paul兄您好,

廠機的處理應該還算ok,比較頭大的是我們diy這邊.....

目前看到的改裝玩家是從現有的機器裏抓一組電源,少部分是裝一顆獨立變壓器;前一個方式就不用講.....後一個方式看似不錯,但這也只能避開電源的干擾,無法改善對訊號、甚致類比線路的干擾。

我試著在XE600加上reclock,但發現干擾很難除掉。好奇網友們用什麼方式?

感恩~~~

Paul 提到...

Eric兄,

小弟好奇除了電源干擾以外, 還有其他什麼可能的干擾途徑? 如果是電磁波的話, 勢必要加金屬罩屏蔽. 如果是地干擾的話, reclock的地可以先接電容和電阻再下地.

WF 提到...

Eric 兄、Paul 兄,

小弟之前也有發現,外接 oscillator 有時會產生一些 noise,串到其他部份的電源裡。嚴重的程度,似乎和 oscillator 的穩壓有相當的關係。如此看來,好的 oscillator 穩壓,不只是讓 oscillator 有更好的供電,同時也了隔絕 oscillator 所產生的雜訊對其他元件的影響。不知道這樣理解是否合理?

之前小弟改過 Sony SCD-XE600 的 clock,用的是獨立的變壓器。不過如今想來,裝在上面的穩壓(採用 Guido Tent 建議的穩壓)和 oscillator 都還不夠好,有相當改善的空間。

Eric 兄,幫 XE600 裝獨立的 clock 有些地方要改,詳情請參考多年前的拙作:

http://cynicalaudio.blogspot.com/2007/03/sony-scd-xe600-reclock.html

WF 提到...

張兄,

可能您想得太複雜了,其實只是單純地在穩壓輸出端併一根額外的電阻下地而已。

假如穩壓輸出 5V,要增加 100mA 的 loading,就是併一個 5/0.1 = 50ohm 的電阻在三端子穩壓的輸出端。

經過該電阻的功率為 0.5 瓦,所以最好用兩三瓦以上的電阻。並如 Paul 兄所言,稍微架高,懸空於 PCB 上,以助散熱。

WF 提到...

Hi Lai,

露天拍賣的網頁上,可以查到 odiofan 的 email,或許您可以直接與他連絡看要如何購買。

Olaychang 提到...

WF & Paul & Eric
謝謝你們的解說

我大概已經了解這樣的架構了!

另為何要額外增加loading?
是三端子穩壓在某個mA的loading下的穩壓品質會比較好,所以適量的增加其負載?還是另有其他的目的?

LAI 提到...

WF Hing,

I cannot find Odiofan's e-mail but find that the PCB can be bought here: http://www.raylectronics.nl/index_en.html

I have sent e-mail to Ray and his reply is +ve.

Thank you.

Eric 提到...

WF兄你好:
感謝您提供的文章。我是依阿仁在他網站上貼的方式進行;阿仁在他的網站上有貼(http://www.pureaudio.idv.tw/dsixc.htm)
依那個樣式做出,是可『work』。不過就聽感上,我與您的結果相同.....沒什麼明顯改善....

Paul兄您好:
您試著把reclock的pcb靠近audio線路,示波器就可發現很明顯在固定頻率的干擾。

昨天我有請教大陸一個DAC賣家,問他是如何處理的? 得到很xxoo的答案。

Olaychang兄你好:
這方法其實沒有任何依據,若應要胡扯,可能是輸出大些讓LDO更穩定些吧....一般op前級、reclock所需要的電流非常小....一開始是看到一些廠機會這樣做,所以跟著學,發現有『改變』,就習慣這樣玩。

Olaychang 提到...

Hi Eric
這讓我想到現行PC Switching power的80 plus效率規範裡,50% loading是效率最好的,20%以下的loading是效率最差的。或許像LM317之類的regualtor在loading 50%~60%的表現會是最好的吧。因為我看他的datasheet大部分都是用500ma來測試。

另外真巧,我去年也買了阿仁DSIX re-data套件,才剛裝好說...聽你們這一講,我要裝DSIX的行動力頓時消失....

WF 提到...

Eric 兄,

看來您和小弟改的不太一樣,您那是對SPDIF進行redata,我是把 XE600 上的 crystal 換成 oscillator。

我有試過阿仁的 DISX Redata,加在幫朋友製作的 CD-Pro2 上,結果覺得聲音變差了,不如 CD-Pro2 直接輸出的 SPDIF,很失望啊!

WF 提到...

張兄,

隨著負載的高低起伏,穩壓器的輸出電流也不是恆定的。加上電阻之後,多了一個恆定的負載,就比例上來說,穩壓器的輸出變化變小了,或許因此更為穩定。

有些 DIYer 說管機加了洩放電阻之後,聲音會變好,可能也是由於類似的作用?

Olaychang 提到...

WF
剛看了LM317 datasheet
page17的high current adjustable regulator的線路圖,在輸出也加了一顆對地電阻,並註明此電阻的min. load至少要30ma
不知這是否有所關連...

Paul 提到...

Eric兄您好,

如果靠近就會有干擾, 就表示是電磁波所造成的. 您要不要試試看給reclock電路板一個金屬罩, 然後金屬罩接地. 小弟覺得這樣干擾應該會降到很低.

積洋 提到...

WF兄:
經常拜讀你的文章,內容很有趣。
我是RF工程師,在我們的應用中,不論是 VCO OSC,它有一個性能指標-phase noise 它很類似 jitter。它和電源中的低頻雜訊有關。低頻雜訊越小,OSC 的 頻率越純淨。我所用的方式是 RC 加 BJT 的方式 RC 濾波就進入 B極,電源進入 C極,這時 E極就可以給 OSC 作為電源。這時電壓會降0.8~1v 但電源中的低頻雜訊會有大幅下降,但這些改善不容易在示波器中看到,因為示波器不夠靈敏。我是用頻譜分析儀來觀察。改變 RC 的值也會有不同效能,但都比LM317 之類的 LDO 好。不知這個方式是否對你也有幫助。RC當然也可用兩階來作 filter。

Ytsejam 提到...

除了 clock 的雜訊之外,Inverter IC, Re-clock IC 都會是雜訊的來源,而且 IC 的速度越快,雜訊越大。

說真的,阿仁的 PCB layout 功力相當好,相同的 DSIX 電路,小弟把 Inverter 換成 PO74G04 ,在小弟自製的板子上和阿仁板子上,雜訊差了非常大一截。

關於雜訊的抑制,可以參考 TI 的這篇文章:
http://focus.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?baseLiteratureNumber=SZZA009&track=no

Ytsejam 提到...
作者已經移除這則留言。
匿名 提到...

WF Hing,

Thank you for your information. I have installed the "flea + Tentlab" combo and superteddyreg on my sound card.

Please see the link below:-

1. http://www.pchifi.cn/viewthread.php?tid=67587&extra=page%3D1

2. http://www.audioasylum.com/cgi/t.mpl?f=pcaudio&m=97904

Thank you for your tips again!

LAI 提到...

WF Hing,

Forget to tell, I am LAI.

Regards

國恩 提到...

請問KWAK CLOCK 7的板子是在哪買的?網路上遍尋不著。

WF 提到...

國恩您好,

小弟有自己搭棚做過幾版,也有用過露天賣家 odiofan 團洗的版本。其實 KC7 搭棚還滿容易的,效果也不差喔!

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