2019年12月7日 星期六

Project -- TC1 -- Transformer coupler

這篇是TC1開發過程,忘了發,補上。

UF1濾除電腦雜訊效果非常好,signal ground浮動這問題顯然超乎預期的大啊...這問題的根源在於以導通的signal ground作為訊號參考電壓,
音響系統其他部分也是如此啊?
DAC與擴大機之間也是signal ground導通啊?而且擴大機也是超耗電,可以預期其siganl ground也會浮動吧?
這怎麼辦?
這狀況可沒辦法用UF1這種設計啊...
最徹底方式該是別用common signal ground,完全隔離,
這有一招,用變壓器!以電磁對轉,這就無需common signal ground。
當年有Jensen,現在有Lundahl,價格都挺嚇人...

那,這該怎麼用?

搞這個當然是用在器材之間,這得順便顧慮如何排除傳輸線收到的電磁干擾,
那麼,顯然該是擺在接收端,並且次級為差動式;
嗯...似乎可以做在線末端喔...
不過這成本...賣價大概得要破NT$二萬吧...
嘿,有人要先出個聲,否則我不會考慮做這麼貴的線哪...

當初是因為想弄個簡單的DAC輸出,
卻發現,若是common signal ground,那電路根本沒辦法簡單,一定得搞成三級,那與OP相去不遠啦...自己兜discrete電路那會比OP IC好?
那,如果用transformer coupling呢?
嘿,這就可以用個voltage follower就搞定啦~
這狀況嘛,變壓器就得擺在DAC裡面。

來看看Lundahl,以LL1540為例,規格寫著:
Distortion (source impedance 600Ω ): + 20 dBU < 0.1% @ 50 Hz
Frequency response (source 600Ω, load 15 k Ω ): 5 Hz -- 50 kHz +/- 0.2 dB
Loss across transformer (at 1 kHz with above termination): 0.5dB
嗯...還是音響廠商慣例一派四平八穩啊...
這顆US$75,約NT$2250,一對得要NT$4500,嗯...

這東西若是做成線或是外接盒,該長啥樣?
輸入、輸出都會有二種,RCA或XLR;
XLR進XLR出當然最好,可以濾掉傳輸線上感染的common mode noise,還能濾掉訊號源本身的common mode noise(例如電源);
XLR進RCA出也是,但輸出線到擴大機之間也會染上common mode noise,差了些;
RCA進XLR出只有前者,沒有後者;
RCA進RCA出呢,那就只有隔離signal ground。

那,該是個盒?還是得附線?
以音響圈人愛玩這毛病來看,該是個盒就好,線隨他們換啦~
但,屏蔽這部份可能是個問題...
倘若二頭都是RCA,那都沒接地,顯然得要另外接地才能確保盒子能阻隔雜訊;
若是RCA與XLR組合,那就直接利用XLR的接地;
若二頭都是XLR勒?嗯...這就類似UF1囉...
應該只接一頭,否則這變壓器效用就不徹底啦~
麻煩的是,若是金屬盒,XLR插座外圈屏蔽就會與盒子導通,那二個XLR就互通了!
這得加墊片啊...有點麻煩...沒現成的...
若是用壓克力箱貼銅箔,那就好解決啦~或是折衷,一邊的XLR座那片板用壓克力,或者是用塑膠頭的XLR座。

反過來想,我還真想把UF1改成二頭都出線勒~
老是有人用那些詭異的怪USB線導致訊號鎖不住,還得叮嚀去買Pro-best的透明皮,實在很累...

二端都出線,我就能徹底控制,做好所有細節,
四種交叉組合的地線接法都能做好,線的品質我也有把握;
另一方面,省下二個接點,等於四個接頭,這應該也有好處...

乾脆盒子做成三公斤重,鍍金,賣十萬好了...

還是先來思考XLR插座-XLR插座這種組合比較簡單。
外盒屏蔽只與一側XLR屏蔽導通,那側?
應該都可以,只要有良好接地就行。
插座難找啊...

Jensen有現成產品,http://www.jensen-transformers.com/pb2xx.html
US$425,約NT$12,500。
振幅與相位頻率響應都極好,insertion loss 1.9dB,
http://www.jensen-transformers.com/datashts/pb2xx.pdf

THD+N在一般應用的10dBu以下,1KHz以下陡增...變壓器的低頻果然是個問題...

Lundahl呢?
沒有細部圖,只寫著,
+ 20 dBU < 0.1% @ 50 Hz
+30dBU <1 p="" z="">嗯...似乎更糟...

拉回初衷,這會是地線隔離的優點 vs 低頻失真增加的缺點,
值得否...

拖了幾個月,終於做個實驗,
拿樂器用的DI來試試,這東西,裡面就是個變壓器,
不過,有點麻煩,輸出振幅衰減非常多,差了18dB左右。
結果?
照說,多過這DI,聲音應該會較差,但聽來音場卻顯得更浮凸、立體!
嘿...似乎值得認真搞喔...

這東西若要給超低音用嘛...
那得要用特別針對低頻的變壓器囉~
拖了四年,終究還是得搞這個啊...
效果果然相當不錯!四年前我手上沒有好DAC,如今用DAC2.1差異就非常明顯啦~
差在哪?音場穩定、音場較深遠,聽大合唱完全不吵。
再來得思考,該做成啥樣呢?
獨立盒子?帶線?
我自己用的,該會做成二頭帶線,省去四個接頭;
若做成產品嘛,不帶線比較好賣,音響迷手上一堆線啊...
而且換插座就可以搞RCA/XLR對轉,還能選擇gain是1/2、1、2...
這顆真貴...
這顆的外殼是抗電磁超有效的Mu-Metal勒...

認真的比較過幾回,確定超低音加上這個確實比較好,好在哪?乾淨凝聚,音像穩定,回音裊裊,這部份當然不歸超低音唱,但超低音這吃大電流的設備該是對電路有些干擾影響了主喇叭這部份;
以變壓器隔離開前後二者的電路,地線不導通,只傳送訊號過去便能避開此干擾;也就是說,這個與UI1作用與原理皆相同,只是用在類比訊號。
我用的這個20~20KHz頻段幾乎平直,因此不只能用在超低音,也能用在DAC與主擴大機之間,Amp180擴大機雖然沒F12超低音的370W那麼大,但兩聲道合計也有240W,照樣會造成電路干擾,影響DAC的表現;
再提一次之前舉的例子,DAC與擴大機手牽手一起唱歌,DAC坐著輕聲領唱,擴大機則是照著DAC的歌聲高聲唱還邊跳舞,當然DAC會被擴大機的手干擾,導致擴大機照著唱的結果也比較差;
以變壓器隔開,讓二者手不牽在一起,DAC的表現就不受干擾;聲音更是通透、清澈細緻,live感浮現啊...
搞HiFi音響,就是在與失真、雜訊奮戰啊...
再來要想的是...這產品該長怎樣?非也,而是,該不該做這個產品?
訊號變壓器這種東西很麻煩...兩端的阻抗必須仔細搭配,否則低頻頻率響應會掉;此外,這阻抗搭配又會影響變壓器兩頭的繞圈數,也就會影響訊號傳輸倍率,囉嗦的很...
某些組合就很難搞定,例如有些擴大機的平衡輸入阻抗600 ohm,而前端DAC的輸出阻抗若有100 ohm,又要維持訊號振幅倍率為1,那就很麻煩了...
大概只能放棄這種,只做大多數設備能用的,例如後端設備輸入阻抗10K ohm以上,前端設備輸出阻抗100 ohm以下。
再來是輸出入訊號形式,XLR對XLR最好,這也能輕易的換接點改成RCA對XLR、XLR對RCA,訊號倍率也能變成二倍或1/2倍,依採用的電壓器而定。

外觀呢,可以是個盒子而已,二端插座,換插座就能改換RCA或XLR;這形式應該比較好賣,音響迷手上的線一堆...但我會嫌多二個插座與二個插頭,不太衛生...
我自己用的會是不用插座,線直入接變壓器。
另一個考量是二聲道一盒還是二盒,若考量mono擴大機,每聲道一盒比較方便,線會短一些;
型號大概就得分別為TC1與TC2吧...TC者Transfomer coupler也。
別緊張,這麼花俏的顏色當然不是要賣你的啊~一定是我自己留著用的。
我只會賣給你最樸實無華低調高雅持久耐看的黑色囉...
試試自己手工鑽孔弄個TC1C自己用,很耗工,很容易傷到表面,粉體烤漆的盒子表面看來也不均勻...算了,自己用就好。
聽說,訊號線上要帶個盒子比較猛是吧?
管他有沒有比較猛,至少可以賣比較貴啊~
這點子好,我就來做個帶盒子的訊號線,價格加一萬如何?說不定超好賣喔~
那,盒子裡要藏啥啊?
貓窩做生意實在,當然要用上大補料啊!Mu-metal聽過沒?就是那個能最有效隔離電磁場的材料啊~我這盒子裡擺了顆用Mu-metal封裝的隔離變壓器勒~夠高檔吧?
訊號線上加隔離變壓器幹嘛啊?
反正你也別管,人家賣那個啥線上有個盒子的,你也沒管過他裡面藏啥啊?
那,偷偷告訴我,到底線上幹嘛加隔離變壓器?
當然就是隔開前後二端機器的地線,以免彼此干擾,只傳送訊號過去囉~
這有啥好處?
我就知道你聽不懂吧,訊源的地線不受後面擴大機的干擾,輸出當然更純淨囉~搞音響最難的不就是這點?
TC1C手工試做自用品完成囉~
我的系統總算可以完全隔開DAC與擴大機/超低音之間的地線,結果...前所未有的透明度與解析度!
泛音、殘響裊裊不絕...音場大了一大號,深度放大一截!
再度挖出已經聽過幾百遍的一堆曲子感動一番~~~~
聽啥都絲毫不吵不亂,爽歪囉~電子樂尤其精彩啊!
等盒子...



1 則留言:

  1. 消費者的系統風情萬種,不是每一套系統都適合這東西;阻抗用來控制影響頻率,當然你可以保守設定1:1,可是設定1:1在聽感只會讓消費者感到不對、怪、壓縮、低頻消失,或是毫無變厲害;要注意訊源輸出阻抗值再轉到8/16歐姆的揚聲器上得變化,你隨意再讓消費者多加一個變壓器偶和訊號是拿自己的技術與信譽在冒險。不要為了隔離而隔離

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