2013年1月21日 星期一

入門 -- 談器材電源

一般音響器材最終用的電源都是直流電,也就是維持個固定的電壓電源,
這固定,當然只是個約略狀況,實際上,總是上上下下的擺動,
擺的越嚴重,當然就越差,越穩定,當然就越好,
這擺的狀況就是一種雜訊,雜訊的根源有二,

其一,前端來的,一般來說,前端是交流電源,每秒50或60Hz的sine波,
一般是用一堆電容充電穩住,但50/60Hz這頻率其實很低,靠電容要穩住不是很容易,多少還是可以看到50/60Hz的週期擺動雜訊。
其二,器材來的,器材會耗電,一吃電,用來穩住電壓的電容就放電,電壓就往下掉,這也就成了雜訊。

這二者,若是只看電壓,其實可以看做同一回事,輸入與輸出造成的影響都視為雜訊,
電容的作用是濾除雜訊,因此看器材內的電源變壓器後的那一堆電容有多少是個參考指標。
電容這種東西的阻抗與頻率有關,越是高頻越容易通過電容毫無損失,越是低頻越差,越是大的電容越能讓低頻通過,
以音響用途而言,我們能聽到低達20Hz的聲音,因此必須用能大幅(這點很重要)濾除20Hz雜訊的電容(就是讓低頻雜訊通過排出),這當然得要用大電容;

但前面說的指理想電容,世間事物總是不完美,電容不會只有電容值,也會有電阻值與電感值,
往往越是大的電容,就越不完美(大就呆嘛...),電阻值與電感值比較大,
因此不能只用一個大電容打發,必須佐以小電容,個別應付各頻段。

這張圖是幾款不同電容量的電容的阻抗曲線
這看二點,
其一,阻抗曲線(Z)有個最低值範圍,往低頻當然阻抗會變大,理論上一定如此,
另一方面,往高頻阻抗也是變大,這就不是理論上做不到的,而是實際上元件的不完美。
其二,電容值越大,則最低點越低。
由以上兩點,我們知道,要有效的全面性壓低電源雜訊(也就是電容濾波的作用),就得要並聯大大小小的電容。


極端的例子如BMC
用一大堆小電容取代一般常見的幾筒大電容,
小電容的內阻低,充放電速度快,這應付音樂暴起暴落就比幾筒大電容要來的好。
十多年前Sanyo剛推出OSCON電容時,

就刻意以這種手法做了一隻擴大機出來當展示
其實OSCON的主打市場是數位產品,這市場才大啊~
前幾年去佑昇,老闆也提到OSCON,說聲音不太好,哈~


但這作法還是有些重點得注意,那麼多電容,有些就得擺的離負載端遠,
路徑遠,阻抗就比較高些,這反成了缺點,設計時得看零件特性權衡。

還有個因素得加進去考量,電路的天線效應,
電路就是一堆零件,之間用銅線連接,
這些銅線當然也會是個天線,隨時會受到周遭雜訊的干擾,
而由天線理論,我們知道長度正好是某個頻率的1/4波長時天線效應最強,
反過來想,用電容濾除雜訊就得要適切的利用各種大小容值的電容的最低ESR值,搭配適當的電路長度,
結果也就是,越小的電容擺的越靠近負載,越大的越遠。
M-DAC便是如此,靠IC旁那一圈小小的便是小電容,外圍繞著大電容。

也因此,單是看電路板,大概就能猜出會發出怎樣的聲音,
音響器材畢竟還是得用市面上買得到(而且多半是普及的)零件,某個年代的電子業技術水準,決定那個年代能夠達成的聲音極限哪...

倒過來說,就是只用很大顆/大容值的電容,那麼可以預期高頻的電源雜訊濾除能力不夠,
高頻會比較吵,不夠乾淨、清晰、飄逸,延伸不佳,
同樣的動態會比較差(動態成分是高頻),聽來不夠猛/迅速


對照組,用的總電容值不大,可以預期低頻電源雜訊濾除能力不夠,
大動態時吃掉大量電,補不及,聽來就虛了,
因此低頻顯得不穩、不扎實




這二者唱平均音量大的音樂聽來也會顯得亂、吵很多

相關討論在此 http://www.miaofoundry.url.tw/phpbb/viewtopic.php?f=4&t=183


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