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。

11 則留言:

mattter 提到...

唉唷我的天啊!這個本錢也下得太重了,小弟我不敢跟進。我自己也買了3e-audio的套件,優點是便宜,缺點是全部是SMD零件,根本不敢動手。我盯著那個調PWM frame rate的電阻看了半個月了....就是沒勇氣,不像TI的EVM只要跳jump就搞定。我自己是打算把主力放在電源退耦(或旁路,我不會分)的部分,目前市面上的套件幾乎都是抄TI的公版,也就是只輸入PVDD,然後再分拆出12V和3.3V。12V(VDD, pin2)送到TPA3255裡面再被分成AVDD(類比用)和DVDD(數位用)。我自己是覺得數位和類比共用電源實在不衛生,但是這就是TPA3255的設計,你也沒辦法。所以最基本要動的就是幫AVDD做退耦(pin14)減少DVDD的干擾。再更講究的會把12V獨立供電。這些在TI的EVM上都很容易完成,AVDD好像在電路板背面就有標示一個貫孔的接點,12V應該從J32就能改成獨立輸入。DiyAudio論壇有人把AVDD併超大電容(100uf~1000uf都有)說聲音有改善,我自己是打算參考getpointlee前輩調ICEpower的經驗(2uf//0.1uf//0.01uf//2200pf//470pf),WF兄可以自己玩玩看。

WF 提到...

mattter 兄,電源 decoupling 的確還沒玩過,感謝建議。
LL 的變壓器不算很貴的啦,可以徹底跳過 OP-Amp,很超值!

TACO 提到...

新年快樂,WF兄!

WF 提到...

mattter 兄不愧是明師,今天找到一對閒置的 AudioCap TFT 0.01uF,試著併到左右聲道供電的 1000uF 電容上,效果真的不錯,高頻滑順開揚了一些。以前玩 decoupling 常有副作用,不太喜歡,不過這次倒滿適合的,很有趣!

WF 提到...

SW1234 您也是!

mattter 提到...

我的TPA9355已經併電容了,PVDD、AVDD一口氣全併了,報告一下結果,會有電解電容的甜味出來,但是似乎併過頭了,聲音太軟調,還在run in中。WF兄要玩併電容記得一顆一顆來,別和我一樣一次補過頭,不知道問題在哪?

WF 提到...

原來這麼敏感啊! 我現的主濾波是 22000uF 的 RIFA PHE 169 左右聲道共用,主板上左右聲道各一顆 1000uF 的 Nichicon VR,再加前述的 AudioCap TFT 0.01u,沒有太多。不過板子上本來也有兩顆 1uF SMT,聽了 mattter 兄的經驗,開始考慮要不要解焊。。。

mattter 提到...

其實玩音響和玩相機是很類似的概念。以前玩單眼老是看著高價鏡頭流口水,照片不好看就懷疑是鏡頭不夠高檔。有經驗的前輩會告訴你,發狠把你買得起最貴的鏡頭買下來就對了,然後你就會發現,再照不好看其實都不是鏡頭的錯,而是相機後面的那顆頭有問題。音響發燒料也是沒有盡頭,我也是直接用RIFA,省得後來疑神疑鬼,但是不是真的比較好聽我也不曉得。音響DIY也是汗水加分,自己量力而為罷了。TPA3255的datasheet page 14是建議PVDD要在夠近的位置放個1uF陶瓷電容退耦,(我認為)你就算要拆也要想好替代的方案,不然那個頻段會有缺口。我是建議你先去併AVDD,這個是類比電源,通常補類比的效果會比較顯著,TI EVM又很弱的只放了1uF,怎麼看都最適合動他,不管要併大電解還是小的MKP我想都是不錯的選項。

WF 提到...

mattter 兄,

看了一下板子,這幾顆 decoupling 小電容在原廠 EVM 板上都不好動,因為都在晶片旁,蓋在散熱片下,只能用 SMT 去換,但原廠已經用到 X7R 了,規格更好的 NP0 1uF 沒有那麼小。

主濾波差別滿大的,我試過的幾種中,KEMET (RIFA) PEH 169 效果最好,讓深刻感先天較為不足的 Class D 多出一些細膩感。此處容值和 decoupling 也值得 fine tuning,我自己的聽感是加 decoupling 高頻比較尖,後來拿掉了。

mattter 提到...

我覺得你也不見得一定要拆SMD電容,加併幾顆其他容值上去試試也行。我看網路上別人的照片,TI EVM的背面挺好改的。https://www.diyaudio.com/forums/attachments/class-d/707470d1538682182-wrong-tpa3255-avdd-cap-png

WF 提到...

本來覺得像圖中焊在 DNP 上是比較不衛生一點,不過小弟心癢用較輕較小的 Audio Note 快晴 10uF/16V 無極性試了一下,確實聲音更為細膩濃郁、滿不錯的。不過聽一陣子後覺得高頻雖然有濕潤感,但有點 peak,所以還是將板上原本 AVDD 的 1uF X7R 解焊了,現在聲音略暗但高頻較為自然耐聽。同時下訂了較小容值的 NP0 0603,到時再併併看。現在 diyAudio 文章超多,但含金量也大幅下降,實在沒有太多時間細看。感謝 mattter 兄分享資訊,小弟省做得了很多功課。

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