2014年1月14日 星期二

OP Passive RIAA Pt.2

在嘗試過MM的放大之後,要來試一下這個架構作成MC放大會有什麼問題。

因為MC的總體放大倍率需要有60dB以上,換言之,兩級OP放大都各自要有超過100倍的增益,所以雜音特性,頻寬,以及輸出直流穩定性都變得更為重要。

我先在原來的PCB後面並聯電阻,讓OP的-in對地電阻降到300Ω,如此每級的增益就在100上下了。沿用兩級都是OPA637,先上電調整Offset。不出所料,直流很不好調整,大概要等10分鐘左右讓OP的溫度平衡了,才比較不會飄移,但是很難調到如同MM架構下只有幾個mV的drift,通常會在+/-15mV下跳動著。關於雜音的部份,在聆聽位置試聽不到任何雜音的,不過如果把耳朵貼近喇吧,會聽到有一點點嘶聲。但是音質非常好,動態大速度快,低頻彈跳有勁,讓MC唱頭清澈的中高頻展現無疑。




後來跟網友Mike Liu聊著,他建議我去找低雜音的OP,像是OPA211等等來試試看,於是我先去搜尋了一番,找出超低雜音的高速OP:OP211,THS4031,LT1028,AD797......不過仔細看一下,前兩者是不能調整輸出offset的。但是先實驗看看吧。找了轉板,焊上這兩種SO-8 OP,插在第一級,上電......果然是不成的,這兩個OP都有100mV以上的Offset,更不用說4031的輸出直流高達600mV,沒有直流回授/servo的話必定不能工作於MC架構裡。
然後我再試LT1028ACN + AD797BR的組合。Offset一樣很不好調整,也要等10分鐘以上纔會穩定些。開聲,雜音登時降低很多,很細緻的聲音,質感很好,可是低頻就不像637那麼有彈性,有點肥大,而且略微會拖拍。好有趣啊你們這些小OP。

再回到前面談的一些特性,我自己列了一張表格,可以看出各個OP的適用處:


GBW從大排到小,以OPA604為分界的話,上面的都可以用在MC,下面的MM。但是最後三個,頻率響應不是很高,建議只用在單增益或是5以下的放大倍率.....

這樣還不夠,我用電路板搭了個以下的電路做測試。



在輸入端灌進大約20mV的20KHz方波後,來看看是否跟上面的圖表有共通之處呢?回授電阻上沒有並小電容,所以有些OP可能會有Overshoot。




所以的確是的,越往下,方波的前緣就變得更圓了。但當中也有一些意外的,像是AD797方波超漂亮,5534的表現也不俗.....好有趣啊你們這些小OP again。

至於MC唱頭的最佳組合?我還沒試出來。但有一點是可以確定的:如果你的心臟沒有我大顆,害怕輸出直流的話,請在輸出加上一個交聯電容吧~~


2014年1月8日 星期三

OP passive RIAA 唱頭放大

之前的OP被動RIAA唱頭放大,只能說是拼湊板,東拉一條西拉一條線,聽起來是沒什麼雜音,不過很拖泥帶水的配置讓我覺得不好用。

最近正在老狗學新招,試著自己使用PCB layout軟體。Protel的那種我不是很懂,後來在網路上找到一個叫Free PCB的軟體,蠻符合我的需要,就先以OP passive RIAA來當做試金石吧。

雖然叫做被動RIAA(Passive,CR衰減式),但因為使用OPamp,每一級OP的放大倍率,還是用負回授來達成;但是RIAA網路改成被動之後,聲音就是會比RIAA負回授網路式的唱頭放大來得自然。

我的電路圖是這樣的:



其中衰減網路的部份,可以參考KAB的網頁,直接輸入電阻值,就會幫你計算出其他元件的數值,非常方便。OP的部份,最好是使用高速的OP,這部份請去參考OP的datasheet,電氣特性其中一項叫做GBW增益-頻寬乘積,個人建議選擇GBW在8MHz以上的OP為佳。

此線路另外一個特點,就是我加上了調整OP offset(輸出直流歸零)的附加電路。一般在大量生產的機器裡面,為了避免線路輸出的直流位準過高,會加上輸出交聯電容,或是在負回授網路裡加上回授電容,厚工一點的會加一組DC-servo來監控輸出直流。但是無論用哪一種方法,都不如直接輸出的聲音好聽,真的。所幸有一些OP,只要根據Datasheet的規範加上一個SVR,都可以把輸出的直流降到0.1mV以內。我瀏覽了些常用在音頻的OP,發現通常都是在pin1-Pin5或是Pin1-pin8間接上SVR,然後中間抽頭接到V+或V-,所以我在這幾個節點間安裝了跳針,讓使用者/愛玩者(我啦)可以享受換OP的樂趣。

第一次自己設計送洗,反覆檢查應該沒有畫錯,但也不敢洗太多,够作實驗就好....板子送回來了,挺漂亮的,只是跳針的孔位有點小,只能裝進跟OP座一樣粗細的PIn,然後輸入輸出的插板座也太小。



零件很少,很快就可以裝好~


把電路板固定在砧板上,插上SVR,接上+/-12V電源,調整各級OPA637BP的Offset。


重點是第一級,必須盡量調到+/-0.1mV以內,因為第二級會把這一點點的誤差又放大一次。

先接上示波器,發現有一點電台的干擾,所以輸入端並了個82pF的電容;極高頻有MHz級的雜訊,雖說聽不到,但是有可能會有互調失真,所以在回授電阻上都各並了10pF的小電容。

調整之後應該已經非常好,沒有明顯的60Hz/120Hz諧波,高頻雜訊降到非常低。

電源部份我直接拿一個舊的窪田穩壓接上去,這個應該也是會影響聲音的,因為我在電容部份裝的是BGF.....不過這線路應該用7812/7912,317/337,UCC穩壓,並聯穩壓,都是會有一定水準的。



首次上機試聽,果然原來的細節跟速度感沒有因為加了電容而少掉,反而背景雜音減少之後,所有的細節更上一層,背景也變得更黑了。聽爵士樂,打擊樂器的瞬態以及銅管樂器的光輝都極佳,而且低頻的響應又快又好,直交+CR衰減的妙處就在此。Belafonte的舞台很清楚,現場的熱力也沒少,整體的平衡感很棒。要說少了什麼,就是少了點真空管的韻味跟空氣感吧。


另外一個重點是:我現在剛好用的是「中高輸出」的MC唱頭,1.1mV,配合這個40dB左右的MM唱放,一般聆聽音量很小聲,所以必須轉到超過12點,但是轉到那麼大聲,一點哼聲都沒有,這讓我很心滿意足~


把一兩種OP拿出來試了一下,結果挺有趣的。

第一級都不動,保持OPA637不變。

第二級先用LT1028試試看。LT1028的規格非常好,DC Offset很低,插上去還沒調整,就只有1.XmV的直流,可調範圍也不大,只有+/-2mV左右。它的聲音不像637那麼硬朗,但是密度比較好,hifi性不輸637,音樂表情稍微多一點點。但基本上是同一個爽脆走向的聲音,拿得起放得下,速度够快。

再來試用老OP,PMI的OP37FP,1993年。調好Offset,接上機器,哇!不一樣的聲音。OP37的高頻很細膩,有一種輕盈的美感,音樂感比上面兩種都好很多,可是缺點是低頻似乎少了一些,下半身有點朦朧.....可是它的美感,是其他OP難尋的特點,非常流暢非常Musical,有點像是聽Shigaclone的氣氛。


再來換上SMGC前輩餽贈的OPA606KM鐵殼OP。這顆OP看數據,是跟OPA627非常接近的一個OP,在討論區也獲得一些網友的大力推薦,迫不及待來試試看。它的聲音是很大器的,比起637多了一點溫潤,下盤沒有那麼結實,但是有種自然的寬鬆,器樂的光澤感也很不錯,是相當值得試用的。

想起家裡還有很厲害的LH0032,於是翻出來,加焊兩條細線做DC Offset,先插上板子調整。因為這顆OP的靜態電流很高,大約20mA,所以上電之後,溫度會慢慢升高,會影響輸出直流的位準。等了一下,調整到幾個mV以下,接上系統。它應該是最Hifi的一個OP了,速度極快,很立體,低頻非常好非常有權威感,潛的夠低,又够寬鬆,又有量。不過它真的很沒有音樂性,只是把資訊傳達出來,喔所有東西都在那裡你自己看,少了類似呼吸的東西。這不得不令人想著,規格最好的,在audio世界裡,是否就一定是最令人心動的?

插回OPA637再度試聽,除了不容妥協的HIFI感之外,637有一種熱力,會感染聽音樂的心情,能量感也好;低頻非常有彈性很Q。跟OP37比起來,似乎可以說,OP37是英國聲底,音樂感十足,而OPA637則是十足的美國姿態,豪邁大氣。

其他陸陸續續有空再試,像是AD797之類的。

還會試著把兩級的Gain提高,看看作成MC唱放可不可行囉。

2013年12月25日 星期三

聖誕禮物:意料中與意外

去吃個飯回來,就收到聖誕老人發給我的禮物....


上面這一箱是跟美國定的零件,恰巧今天收到,只能說我是乖小孩~
拆禮物喔!


就一些RTX電容,金殼電阻,TX電阻,75 Ohm RCA,還有Cardas與Wonder的含鉛錫....
開心~

第二箱呢?我完全不知道是甚麼.....


Starbucks的聖誕特調咖啡耶!呀嗶!這是我要資源回收某個小套件,本想說換一杯美式咖啡就好,沒想到是一包咖啡豆!只能說我真的是乖小孩~

聖誕快樂!

後記,晚上跟朋友碰面,又拿到一個禮物:

我真的是好小孩!
                

2013年12月23日 星期一

AK4399手牽手DAC

這部DAC是受到DIYSONG的Best99的發文蠱惑,才敗下去的。當然AK4399本身的規格就很好,32bit,可接收192KHz DSD,加上一個AK4113的192K數位接收,如果再配合像是XMOS之類的ASIO USB轉換,就是一個相當現代的位元流DAC了。而且這是單雙聲道的,一個聲道用一個AK4399。

查了一下看到淘寶有在賣這片板子跟成品機,以我愛搞的程度,當然是買套件嚕~~不過對於中國賣家一魚兩吃而又不想花時間搞好套件的心態,實在令人搖頭。首先我拿到包裹的時候,習慣是先檢查零件有沒有缺,可是呢,包裹裡面連零件表都沒有,更不用說電路圖了。然後背板全空沒印字(還好有開孔);機箱底板沒開孔。他的拍賣網頁上雖然有元件列表,但是很多也對不上。發旺旺短訊去詢問,他們家有好多個窗口,其中一個還ㄉㄧㄤ我,真是搞不清楚.....


後來連絡到老闆本人,二話不說馬上發電路圖給我,也把缺件補了給我(但是套件不含OPamp有點詭異)。不過依然是缺MCU的電路,還有排線/插座的連接圖.......

那就靠自己吧,還好Best99大很熱心,回答了小弟這些疑問,感激不盡。

總之就先備料.....


鑽孔.....希望够準.....對了一下還算過的去....


不知道幹嘛要這樣處理寄出來的AK4399,我超討厭膠帶的。


焊SMD然後再備料.....


洗乾淨焊油.....Diyer要記得量一下所有接腳是否跟銅箔導通。


按照99大的圖片,把按鍵板,MCU板連同LCD都焊好.....兩塊版中間的銅柱也得翻庫存.....



插上IC.....


再來把主板上Through Hole的零件都焊好。根據自己主觀的印象,在零件上做了一些調整;眼睛又剛好瞄到以前做的一組UCC GUMR穩壓,於是就捨棄板上的LM317/337不用,直接從板上拉線到穩壓模組去。



組好了,就先在工作台上測試。輸出有幾個mV,勉強可以接受。確定兩邊都發聲,就可以接到音響上面了.....這之前先來幾張沙龍照吧~

正面45度側臉,機身蠻苗條的。


上方接近鳥瞰。


背面,就說沒印字了....


D/A的部份,用了一些Polymer電容,OSCON,Panasonic FM,還有原配的金色ROE給類比供電用。


輸入用ITW的0.1uF PS電容,材質是跟RT的一樣,但是便宜很多,也要感謝99兄的推薦。


7805的部份改用WF兄推薦的TL780-05,好聲可期。


整流子就用原配的SB560,Schottky二極體,快速。


整流濾波,把好久以前跟水果兄買的ROE 6800uF拿來配配看,大小剛好而且高度也不會太高。這東西若是不用,大概也找不到機會用了,趕快,讓此機充滿ROE金色光輝吧!


然後,這次我也一起買了XMOS的模組,一樣它網頁上還是說不清楚,只能自己看圖說來確定怎麼接。+5V電源的部份,我把從電腦過來的5V斷路,從TL780直接拉一條線到模組的插pin。


LPF的部份大多用原配零件,我把390pF換成了330pF,是在做了TINA-TI模擬之後的小修正。輸出電阻把一個以前買的Shinkoh鉭質電阻給用了上去,記憶中是比較甜一點。OP還沒測試,但是用OPA627BP都有一定水準。



腳座是以前跟廈門街小郭買的前級腳座,當然,這些孔也都要自己開。


沙龍結束,上系統試聽。嗯…我的Shiga-Plastic有點問題,所以改回用藍光機播放。一開機,聲音就相當有水準,還在run,場面還不夠開不夠寬鬆,但是整體很細緻,能量感相當好,平衡度很不錯,解析佳但是不會硬。
而且XMOS的模組,比起我原來用的CM6631要好,聽Glenn Gould彈巴哈 English Suite真是天籟。

抵買啦!但是沒有詳細資料的套件,真是惱人......