Stone Age Three point zero

Philips TDA1541A 是二十年前的老晶片，停產多年，想不到現在還有廠製機使用。Stone Age 就是這麼一家奇妙的日本音響小廠，就像他們的名字一樣，用石器時代的元件，製造 state-of-the-art 器材。

最初在 Stereo Sound 上看到這家公司的介紹。目前只有三樣產品：後級、被動前級、DAC。DAC 採用 TDA1541A DAC，被動前級則用古董 WE 變壓器為核心，D 類放大的後級倒是看不出「石器時代」之特色。

Stone Age 的 DAC 名曰 Three point zero，採用 CS8412 直入 TDA1541A，正是我最熟悉的 non-oversampling DAC。在 NOS 之外，還有許多特別之處，該廠都大方地揭示在他們的網站上。

1) SPDIF 輸入 DAC 之後，先過經脈衝變壓器，再經過一顆 Tranceiver IC ST490A，才送入 CS8412。我很少看到 DAC 採用 tranceiver IC，Elso Kwak 之前有類似的設計，好奇效果如何。

2) 每聲道採用一顆 TI/BB OPA627BP 進行 I/V 轉換，再經過一顆 OPA627BP 輸出。

3) 全機無電解電容，主濾波電容為四顆大型的 330uF 薄膜電容，徹底排除「電解聲」。

4) 電源穩壓採用離散式 TL431 shunt regulator 實作。

5) 主線路在洞洞板上搭棚製作，無印刷電路板。

 6) 採用特殊三角型巢狀結構（TNS）機械接地。

從機器的設計來看，Stone Age 是非常有個性的廠家，DIY 味很重，作者說不定也是 diyAudio 的鄉民。這台 DAC 在 Stereo Sound 的評價不錯，沒有 PCB，但似乎並無 S/N 不良的問題。在台灣或許很難聽到這台機器，但參考他們的竅門來試驗學習倒是不錯。

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。

NOS TDA1543的魅力

在新竹的生活結束了，放在新竹的簡單音響系統，也隨著其他的行李一起運回了台北。這套簡單系統，都是從台北的主系統汰換下來的器材，或是試作實驗性的簡單線路。內容非常簡單，由Sony SCD-XE600當轉盤，接上NOS被動式輸出的TDA1543 DAC， 再送入單變壓器，附VR的Gainclone，最後由接上一對低音反射音箱的Fostex FE-127E。

這套小系統以簡單、短小、輕便為主，在新竹也只是隨興地用Cardas木塊墊在地上，線材和擺位一概從簡。新竹的房間環境不佳，沒有什麼音場和定位可言，不過用這套系統聽人聲、Jazz、搖滾樂，倒也舒暢自在。Sony SCD-XE600是我2007年十月多購入CEC TL51X之後，從台北的主系統換下來的。Fostexc FE-127E單體連音箱都是姨丈送我的，論聲音是比我過去常用的Fostexc FE-103ME來得全面，不過當然與主系統現役的Jordan JX92S在性能上相去太遠。而這台Gainclone是我累積許多Gainclone製作經驗之後，專為新竹的簡單系統需求製作的。為求輕便，雙聲道共用一顆變壓器，整流只用電料行的大顆橋式流整器。電阻和電容也不太講究，只用手邊基本的零件Philips MRS-24(0.1%)電阻和Panasonic FM電容。VR更是測試之後覺得聲音太硬，不合口味的Cosmos密閉式VR。這些器材明顯就是定位在「二軍」的角色，然而，系統中的DAC卻獨獨是我花了許多年的力氣，精心調校的成果。

這台DAC可以溯源到我剛開始DIY的時代，2003要年第一個獨立的project，就是NOS TDA1543。從2003年初，我開始改我當時的CD-Player AMC CD-8b，該機用Burr-Brown PCM-1716 DAC chip。我在diyAudio上詢問大家改機的意見，當時加拿大的裝機高手Peter Daniel直言，PCM-1716沒有什麼搞頭，建議我直接做NOS TDA1543 DAC，並畫了一張簡易的schematic，教我試作。於是，我便開始在網路上收集各方資料，到唐竹和光華商場的源達買零件準備製作。在一連串的survey之後，我又找到了Elso Kwak、Thorsten、Pedja等diyAudio上的網友，關於TDA1543的製作心得。其中對我印象最深刻的，莫過於Elso Kwak設計的Kwak-Clock 7、Asynchronuous DAC reclocking、專為TDA1543設計的non-feedback電源。Elso Kwak是非常聰明有創意，又懂得電路的高手。我在這段時間裡，按照這些資料，開始了一段新奇有趣的DIY之旅。

從2003年的夏天，我開始了我的DIY大門。在這一個階段，我以無比的熱情和執著，為了基本的NOS TDA1543電路嘗試了所有的可能。一開始我覺得聲音太小，便模仿Audio Note DAC線路，做了一個SRPP充當前級。然後又學Peter
Daniel的方式，用固態鉛酸電池為DAC供電（當然不包括真空管的部份）。然後又做了一個高達十組獨立供電，複雜無比的asynchronuous reclocking DAC。當時心智和經驗都不夠成熟，一心以為好聽的聲音一蹴可及，企圖心發展到極限，不計一切的將當時心目中最好的零件全部投入，在洞洞版上用了滿滿的Elna Silmic、Black Gate NX、Sanyo OS-CON SG、Riken、Holco軍規（不導磁版）等好料，所有的接線都用Cardas Litz線。然而，當時的技術和經驗都遠不能負擔如此複雜龐大的project，用搭棚的方式對DAC又有先天的劣勢（當時以為可以用努力克服）。我花了一天一夜的時間做出來的偉大成品，雖然有聲音，但卻有頗大的噪訊，聲音也不如預期理想。

後來，我將這個複雜的成品供起來，當作自己一個階段的結束，又回到簡單的架構，重新思考我該怎麼改善NOS TDA1543的聲音。後來，我又試著調高TDA1543的供應電壓，取得更大的輸出電平。又經過一次又一次重新調整layout，重新搭棚、選料調音，我的TDA1543終於在2004年中漸漸到達我喜歡的聲音。然而，故事還沒有結束，我2004年認識了Pedja，向他購買兩片簡單的TDA1543線路的PCB，我在這張非常小的PCB上，用簡單（但是高品質）的零件．製作出S/N比最低的版本（從此我不再用搭棚製作DAC）。接著我用Elso Kwak發表在diyAudio上的non-feedback電路，製作TDA1543的新電源。然而，Elso Kwak的電源是5V，而我的供電則是8V，他的電路無法簡單轉換套用。於是，我為此與他通信，在他的幫助之下，我設定了一個在理論上更好的8V的類似穩壓。這個穩壓的聲音真的對TDA1543有脫胎換骨的作用，新DAC的聲音，遠遠勝過原本使用LT1085或7808等IC穩壓的聲音，也比 UCC 穩壓等op-amps 基礎的串連式穩壓更寬鬆舒暢。到了這個地步，我終於結束了TDA1543的旅程。我的NOS TDA1543 DAC到達了中性、自然、自在的平衡點。

TDA1543這顆晶片本身的聲音很有個性，雖然不如我後來的主力DAC TDA1541A那麼全面，但比TDA1541A更隨性，更活潑，聽起Jazz和搖滾頗有味道。TDA1541A無論如何，總是太煞有介事，太正襟危坐了一點。如果當作小型系統，睡前聽點小品，TDA1543的韻味真是相當迷人。

不過TDA1543 DAC對我的意義，永遠不只是一個DAC。Peter Daniel畫的電路圖開啟了我一段奇妙的旅程，是我的DIY的轉捩點，是我建立DIY基本態度的起點，是我訓練聽力，了解各種穩壓線路與元件音色的教材。於是才有漸漸成熟的DIY能力，然後才有現在平衡穩定的系統。這種成長歷程，就像我以前學識字，學電腦一樣，是我人生最珍貴的經驗。