2021年2月13日 星期六

Intact Audio Autoformer Volume Control (AVC) 自耦變壓器音量控制器


玩音響不知不覺已經超過二十年,或許是時過境遷,或許是邊際效應,如今越來越難透過改機、DIY 的過程中得到驚喜與悸動,不過還是像成癮一樣,時不時就手癢想試新東西找刺激。這次腦筋動到音量控制器上,除了最常見的可變電阻,逐一試 IC 電位器、光敏電阻級進電位器軟體音控,最後最喜歡的是 Sparkler Audio 設計的音量控制。除了自然開闊的調性之外,最好之處在於輸出入阻抗衡定,不會隨著音量的調整而變化,因此不論如何調整音量,音質與響應幾無不同,小音量下仍然保有豐富的細節。而剩下尚未嘗試,又深感興趣的就是變壓器音量控制(TVC)了。

相較於絕大多數的音量控制,變壓器音量控制最大的優點就是,衰減的原理並不是用電阻把能量變成熱,而是換成電流,除了鐵損之外能量並未耗散。所以能量感、推力、動態遠勝於電阻式音控,可以直接當成被動式前級使用。不過可想而知,阻抗亦會隨著音量設定之不同而變化。變壓器音量控制的另一優點是接點數只有 ladder type 級進電位器的一半,與串連式級進電位器相同,卻又不像串連式級進電位器訊號路徑上串了數十顆電阻,大幅影響透明度。

變壓器遠比電阻複雜,那顆變壓器對於最終音質有至關重要的影響,自不待言。DIYer 較有機會買到的音量控制變壓器,應屬英國的 Sowter 9335 和美國的 Intact Audio AVC。其實兩者不太一樣,前者是一般的變壓器音控(TVC),後者則採用只有單線圈的自耦變壓器(autotransformer、autoformer)作自耦變壓器音控(AVC)。據 Intact Audio 自己的說法,TVC 功能較強(可以 DC 隔離、可以平衡/不平衡轉換),但 AVC 因結構相對簡單,比 TVC 容易做得理想,而試聽文亦指出 Intact Audio AVC 聲音比 Sowter 9335 略勝一籌,加上運費便宜服務迅速,就先訂了一對 28 段的 Intact Audio AVC 來試。


不管 TVC 或 AVC,另一個重要的元件就是切換檔位的開關。如廠機 Passive Preamp icOn4用的晶體開關,沒有機械接點又可以輕鬆支援搖控等功能,固然不錯,不過我還是喜歡簡單不插電的做法,所以搭了一顆 23 段的日本 SEIDEN 波段開關,手感頗佳。接下來就是裝箱的問題了,這次找了一個尺寸非常緊湊的加拿大製 Hammond 鋁箱。這系列鋁板不算厚實,不過尺寸小自然顯得紮實。為了增加重量穩固,裁了一片 5mm 厚的 6061 鋁合金板當作基底,鎖上變壓器。最後只剩接線了,變壓器音量控制難以避免的就是繁雜的走線,段數越多走線也越多,上百個焊點要處理。

開聲之後,AVC 的走向真的很有特色。聲音乾淨鮮活,但最大的差別自然是控制力和能量感,特別是對低頻的控制力,變得凝聚紮實,強韌有力許多。與我經年使用的電阻式電位器相比,AVC 聲音略硬一點,寬鬆、開闊、自然的感覺較為不及,不過動態、密度、能量感自然是明顯勝出,因此目前留在主系統上繼續聽著。

也試過把 AVC 當被動式前級使用,跳過現役的自製 5687 Kondo M7 Line 前級。雖然 AVC 比用其他電阻式電位器有力,不過現在後級 TPA3255 沒有輸入緩衝電路,僅靠被動式前級聲音不免單薄扁平,表現欠佳。 但與前級搭配下,AVC 52dB 的最大衰減量不夠,音量調到最小有時仍然太大聲,只好額外在輸入級加上分壓電阻(DIY 真好)。

TVC 或 AVC 玩的人似乎不多,其實 Intact Audio 14 段的 AVC 一對只要 200 美元,比起高階可變電阻、級進電阻並不算太貴,卻有電阻式電位器先天所不及的強大優勢,非常適合 DIYer 嘗試。

2021年2月11日 星期四

Lundahl 分相變壓器、Mundorf ZN 電容與 TPA3255 Class-D 後級

TI TPA3255 Class-D 後級聽了一年半,雖然仍有 Class-D 電路深刻感不足的缺點,聲音平直穩健,可以輕鬆駕御我的四單體 Jordan Eikona 2 落地喇叭,也就一直放在音響架上作為主力。

作為 DIYer 就是時時手癢喜歡改機,奈何對 Class D 電路不熟,下手之處不多。除了前述的電源與 mattter 兄提及拉高 PWM frame rate 之外,調整的地方都是類似訊號輸入端。我所用的評估板 TPA3255EVM 原始電路,類比訊號先經 10uF 交連電容,再經孌生 NE5532 轉出正反相訊號,再各經一顆 10uF 交連電容送入 TPA3255。10uF 原廠是用 Panasonic FK 系列,乏善可陳,很快就被我換成 Black Gate N。不過真正差別較大的是把 NE5532 換掉,改成 LME49720,聲音真是壑然開朗,開闊細膩許多。不過說到底,OP-Amp 仍然不是我的首選,能不用還是最好。這顆 OP-Amp 的功能除了輸入緩衝之外,還要把單端輸入訊號分相,而分相最單純(但不是最便宜)的元件就是變壓器了,於是訂了一對 Lundahl LL1592 Line-level 輸入變壓器來作分相,代替 OP-Amp。


選用 LL1592 的考量是 datasheet 裡強調其捲繞的高對稱性,特別適合分相。LL1592 初級與次級分別是 1+1:1+1,透過初級串連或併連的不同,可以 1:1 (串)或是 2:1(併,電壓一半、電流倍增)。我的 5687 前級 已有增益,兩者皆可。串連理論上較理想,於是先用 1:1 的模式上電試聽。從 OP-Amp 換成變壓器,差別立竿見影,自然、靈敏、透明,細膩的轉折之處豐富許多。不過少了緩衝的效果,變得稍微虛弱。於是把變壓器的初級改用併聯,音量多轉一格,推力則明顯提升,一點也不會想念 OP-Amp 了。

變壓器分相之後,每聲道各有兩顆 Black Gate N 4.7uF 作為 DC offset 交連接到 TPA3255。雖然知道交連電容這種發燒料通常只能改變外在、局部的聲音特徵,不過積習難改,仍想用更好的電容來替已經相當優秀的 Black Gate N。就我個人口味來說,比 Black Gate N 更好的電容很少,大多數的金屬化塑料電容都不如 Black Gate(我對金屬化電容特別不愛),鋁箔塑料電容我更是不愛,剩下的選擇就是錫箔、銅箔、銀箔的塑料電容了,而這些電容通常又貴又大,很少做到 4.7uF 這個容值。

Thorsten 推薦的 Mundorf ZN 錫箔 PP 系列,是 Mundorf 少數非金屬化電容,而且是聲音華麗甜美的錫箔,雖然 PP 沒有 PS/TFT 好,但重要的是這系列有 4.7uF/100V 這樣子的規格,適合低電壓應用,不會太貴也不至於太大,是代替 Black Gate N 的好選擇。


比起 4.7uF/50V 的 Black Gate N,4.7uF/100V 的塑料電容尺寸終究還是大上數百倍,定價也是十倍左右,不過 Black Gate 停產後水漲船高,現在 Black Gate N 4.7uF/50V 已貴過 Mundorf ZN。Mundorf ZN 聲音中性,質感精醇細密,頻帶延伸比 Black Gate N 寬闊平坦。 Black Gate N 雖然音響性不及,但硬是有一種鬆軟的甜味和音樂性,仍然讓人想念。據個人的口味,還是要用到錫箔 PS 電容以上,才有全面勝出的感覺。

這期間常常拿出其他後級擴大機來比較,也許我的喇叭不容易驅動,聽來聽去覺得現在最合用的還是部 TPA3255。Class D真是廉價功率,成本不高、不發熱、體積不大,就可以達到數百瓦功率,而且音質尚過得去。相較於早期的 ICEpower 等模組,近期 TI 這些新晶片的音質已經有所進化,不至於空洞平淡波瀾不興,不過對音樂內容的挖掘,深刻感仍然不足。只能期待將來有更新更好的晶片,或是 Class D 以外其他有趣、吸引我的後級電路了。

2021年1月4日 星期一

數位訊源五年小更新: Soekris dam1021 + BeagleBoard Black 裝箱


不知不覺,Soekris dam1021 R-2R DAC 一用五年,從一開始在木板上開聲,更換電源,再幾經調整,找到喜歡的輸出線路與韌體,幾乎就沒有再如何更動了。倒是訊源的部份,一開始從 Apple Airport Express 訊源輸入,後來轉移到 BeagleBoard Black 打造的小電腦,以 i2s 直入 Soekris dam1021,當作 AirPlay/MPD 一體機,透過 Ethernet 串流播放 NAS 上的檔案,如此也聽了四年多,頗為滿意。


如網兄 HifiDuino 和 cyrilliu 所言,BeagleBoard Black 的優點在於可以搭配專屬的 Botic 驅動程式 外灌整數倍頻的 clock 取代板上的合成時脈,比大眾化的 Raspberry Pi 有先天上的優勢。可惜 BeagleBoard Black 遠沒有 Raspberry Pi 知名,看到許多人投入大量心在先天不良的 Raspberry Pi 上,讓人惋惜。Botic 可以同時支援兩個外灌時脈,分別對應 44.1KHz 與 48KHz 的倍頻,我的主要媒體是 CD ,所以僅攻 44.1KHz 時脈。過去玩時脈已經有很多心得,那時也玩了近期熱門的 NDK NZ2520SD,並且搭配 ACKO AKL-S03 的板子,著實有趣。幾經比較之後,最喜歡的還是友人設計的離散時脈線路,聲音最自然有類比味。


在木板上漸進實驗、試聽,隨興的聽幾年之後,搭配漸趨穩定,便有裝機的想法,也陸續規畫、張羅零件。2020 疫情的關係,在家裡的時間大增,終於把訊源與DAC的一體機組裝了起來。和 DIY 的 TI TPA3255 Class-D 後級同樣的設計,用 6061 厚鋁合金板為基底,再鎖入竹箱做為外殼,並以黑色半透明壓克力為上蓋。I2S 和時脈的走線不宜長,數位端集中在右邊半縮短路徑,未穩壓的電源長些無妨,集中在左側。左邊四顆 Block 德製環型變壓器分別供應 dam1021、輸出 buffer、clock、BeagleBoard Black 四大模塊。dam1021 的供電是非常簡單的整流加大電容濾波,沒有穩壓,這是我覺得最鮮活自然的選擇。dam1021 板上的輸出級音質平庸,直出又偏瘦弱,所以加上 Rogic Audio 當年為 TDA1541A 設計的 OPA861 輸出級,再加上 Lundahl LL1585 輸出變壓器。TDA1541A PCB 上內建音質極佳的 TL431 離散穩壓,於是直接使用。離散的 clock 電路,僅用 IC 做簡單的預穩壓,而 BeagleBoard Black 需要 5V/1A 的供電,找出二十年前買的 Black Gate 3500uF 水塘作濾波,再經過 TI TPS7A47 開發板作 DC/DC 穩壓,效果不錯。


從 MDF 換成厚鋁板裝箱之後,聲音較為凝聚、紮實、乾淨,但基本走向一致。離散式 R-2R DAC 沉穩大器,自然樸實的聲音依然,透過 I2S 與 DAC 連接,比 SPDIF 更為透明純淨,除此之外,clock 果然是全機的脈搏,主導了整體的律動感和氣韻。DIY 音響自己做給自己聽,喜歡就是一切沒有什麼對錯。評測一件器材最實用的方式,就是看它能不能一直讓我聽下去。幾經調整、修改,直到有一天能待在我的系統裡半年以上,大約就是很滿意了。而這套訊源組合已經伴隨我超過五年,其間換了喇叭、前級、後級,線材,甚至還有音響架,可見我對這個架構的喜愛。之後若還有調整,也許是新的時脈、新的供電方式、或是新的 BeagleBoard Black 系統。

2020 對全世界來說是個特別的一年,在我個人的生涯,在我的音響系統上也是。整套系統換了一整輪,新的喇叭 Jordan Eikona 2 Pentagonal TLA新的音響架重新裝機的 Kondo M7 Line 前級、逐漸成熟的 Class D 後級、還有本篇所提終於裝箱的數位訊源。生活忙碌、心情困頓之中,很多感受很多想法已經不太清楚,心心念念的只有回家聽音樂。在靈光偶然閃爍的瞬間,驀然體會到新的感動,浮現出新的升級方向,這時的存在是最真實的。

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