2009年9月18日 星期五

UCC Golden Reference Regulator for First Watt B1 Buffer

之前用過幾次 UCC 穩壓,印象不差,特別是用在前級或 DAC 的類比輸出級,音響性很好。但用在 DAC 或數位電路上,效果就不是那麼全面,有時還不如小巧便宜的三端子 IC 穩壓。每看國內 DIYer 製作 DAC,動輒採用三五組 UCC 穩壓,佔了機箱 2/3 的空間,所有供電一概由 UCC 穩壓供應,如此施為效果如何,實在令人好奇。

在 diyAudio 與 diyhifi 等討論區上閱覽,國外 DIYer 對於穩壓的使用比較靈活,處理不同的 loading 皆有個別考量。即使是 IC 穩壓,用法也相對多元細膩,針對不同的負載特性而設計。像小電流穩壓,10mA、50mA、200mA 即有許多選擇,不若國人毫無頭緒,一概採用 78xx 系列或 317 系列。

UCC 穩壓屬於 op-amps 串連式穩壓,這類穩壓相當經典,Horowitz 的教科書 The Art of Electronics 有教,Walt-Jung 發表的 Regulators for High-Performance Audio 更是響譽 DIY 社群,簡稱 Jung Regulator。Jung Regulator 初始也是針對 DAC 的類比放大、op-amps 前級等應用而設計,自始至終,很少看到外國人將 op-amps 穩壓應用在前級以外的地方。我過去曾以 8V 的 UCC 單電源穩壓供應 TDA1543 DAC,不至於衰聲,但也未盡理想。主要的問題是聲音較緊,不夠輕鬆,音質近似通用的三端子穩壓。以數位電路來說,仍然仔細校調的穩壓 IC 或 non-feedback 達靈頓電晶體串連式穩壓為佳。

同是 op-amps 串連穩壓架構,但不同的組態設定與調整,聲音仍然有相當大的區別。UCC 調音非常用心,幾年間不斷地改版演進,國內少見。其穩壓在小功率類比線路上確然不錯,聲音輕快活潑,收放自如,動態大,全頻帶也相當平衡。對於前級和 DAC 輸出,不失為一個理想的電源選擇。

自從年初完成 Nelson Pass 的 First Watt B1 Buffer Preamp 之後,一直採用基本的 LT317 穩壓來供應 B1 所需的 +18V 電源。B1 所需的電流非常小,兩聲道合計只要 15mA 左右,大多數穩壓都能輕鬆應付。雖然如此,我嘗試以簡單的 TL431 shunt regulator 穩壓供電,效果卻不理想,聲音薄弱,推不出正常的動態。後來,又以自己相當喜愛,用為 TDA1543 供電的 non-feedback 三級達靈頓電晶體穩壓,音質純淨,但仍然有氣無力,要死不活,讓人舒不過氣。總而言之,經過幾個月的測試,最後仍然採用表現最穩定,聲音已相當全面的 LT317 作穩壓。

然而,我還是很想繼續嘗試 B1 的供電。這時想起過去將 UCC 穩壓用在 DAC 與前級的印象,便想拿出庫存的 UCC 正電單電源穩壓成品來使用。這個單電源成品是 2004 年的製作,設定為 8V 輸出,用來推動 TDA1543 DAC。試用一陣子之後,發覺 Elso Kwak 為 TDA1543 設計的 non-feedback 三級達靈頓電晶體穩壓更為寬鬆自然,便將這張 UCC 穩壓退役下來。當我上網找詢資料,想將 8V 輸出調整為 18V 時,卻發現 UCC 已經移除舊的安裝資料,改推新版的穩壓 PCB,Golden Reference Regulator。據 UCC 表示,新版穩壓表現全面勝出,於是便訂了一張來玩。

新版的電路其實差異不大,仍然是以 op-amps 決定輸出電壓,再由功率晶體隨藕的方式輸出電流。不過在配料的哲學上,卻有明顯的差異。雖然 UCC 自己賣電容,但這次竟然全面採用 WIMA MKP2 作 bypass,而完全沒有使用口碑卓著的 MKP2000 系列。或許是 WIMA MKP2 更小,腳距更短,更容易 layout 吧!當然,應該也有調音的學問在。此外,這次對整流二極體也有新的手法,不再採用 1N5062,改用 very short recovery time / soft recovery 的 IXYS DSEP 15-06A 二極體,併且併上小電容吸收噪訊。PCB 維持一貫的生產品質,組裝非常容易,三兩下就完成了。

我大致上是依照 UCC 的建議來配料的,但採用 AD780BN 來作電壓參考,是 2.5V 而不是 5V,所以更動了電阻比例,才能正確輸出 18V。此外電容改用手邊庫存的 Panasonic FM、Black Gate FK / N 等產品,電阻也改用熟悉的 Philips MPR-24,經過簡單的測試就安裝到 B1 上了。

起初,穩壓輸出電容是 Black Gate N Type 47uF / 50V 的規格,由於這顆電容和 B1 PCB 上的 input 電容併聯(我取消了原本 1 ohm 的輸入電阻),input 電容同樣也是 Black Gate N Type 47uF / 50V,形成 Super E-Caps 佈置,所以對 UCC 穩壓來說,輸出電容大約是 100uF 左右。然而,在這樣的組態下,B1 的聲音有點薄弱,低頻略少,氣勢不能完全施展。我記得之前使用 UCC 穩壓時,輸出電容的容值對其音色表現影響頗大,容值越小,速度越快,反之則較為寬厚。於是我改採 UCC 建議的數值,裝上 220uF 的 Black Gate FK,聲音果然寬鬆適暢許多。雖然 FK 不如 N Type,但在這個情況下容值比電容的級數更為重要。

另一個調整是 op-amps 的穩定電容 C3,這是一顆 22pF 的小電容。據之前的經驗,這顆小電容對聲音也有不小的影響,特別會改變泛音的音色和音樂的尾韻。UCC 建議使用陶磁電容,然而國內電料行所售之陶磁電容,皆不知其廠牌規格,難以選購最高級之 COG/NP0 級產品。只好先以 silver mica 電容取代,後來又以熟悉的 Philips 銀膜電容試音。相比之下,silver mica 電容較為活潑銳利,然而卻稍為硬了一點,又有一點髒。Philips 銀膜則比較平順自然,沒有什麼副作用,目前便使用 Philips 銀膜,有待日後購入 COG 陶磁電容再繼續試音。

至於整個穩壓電路的核心要角,op-amps,我仍然採用 UCC 建議之 NS LME49710。這的確是非常棒的 op-amps,之前曾與 AD797、AD847、AD8610、OPA627、OPA111 等在音響上頗有好評的 op-amps 比較,雖然 LME49710 並沒有 AD 系列的音樂性,也沒有 TI OPA 系列的厚實有力, 但非常的流暢平順,像水一樣透明,幾乎沒有存在感,實在難能可貴。

First Watt B1 Buffer Preamp 裝上 UCC Golden Reference Regulator 之後,經過兩三天的 run-in 和調整,聲音漸漸穩定。UCC 的音色與頻帶表現,與 LT317 穩壓差異不大,但細節豐富許多,S/N 比似乎更高了。最主要的改進則在動態,迭遇大場面時,比 LT317 更強健,足以穩定地支撐出堅實的音場,維持飽滿的音色,毫不軟腳,毫不紊亂,聽起來真的非常生動過癮。LT317 相比之下,在大動態、大場面下似乎少了口氣,音色突然轉薄,無法舒暢地大聲鳴放。不過目前 UCC 穩壓聲底比較尖細,聽小品、人聲、鋼琴,總覺得聲音太細瘦,不夠豐滿,LT317 相比之下卻沒有這個問題。或許 UCC 穩壓先天上聲音較薄,配上同樣不厚聲的 Panasonic FM、Black Gate、Philips MPR-24 等零件,有失平衡,這就仍然要繼續調整了。

雖然 Pass 說 B1 Buffer 對電源並不挑剔,接上便宜的 adaptor 就有好聲。事實上 B1 Buffer 對電源頗為敏感,搭配適當的穩壓設計,絕對有更上一層樓的助益。

10 則留言:

匿名 提到...

您好,小弟好奇一下為何您不覺得是B1 body瘦呢?

WF 提到...

因為 B1 與 LT317 的搭配,並沒有 body 瘦的問題。而 UCC 經過仔細調整之後,也不再有 body 太瘦的缺點。後來我又試了 non-feedback 穩壓,聲音又大為不同。如此並不能從而推出「B1 body 瘦」這樣的結論。

只能說 B1 對穩壓頗為敏感,穩壓稍為更動,就聽得清清楚楚。

匿名 提到...

按閣下此一網頁推崇NS LME49710,下示日後網頁復又提及:「......我目前比較偏好AD847、ADA4627、OPA111這三顆......」
http://cynicalaudio.blogspot.com/2009/10/op-amps.html
惟未知閣下此刻,設若就此一UCC OPA串連穩壓架構,是否又另有他見之最適OP?抑或仍復推崇NS LME49710呢?

WF 提到...

匿名兄,

我在 blog 裡寫過很多次,線路要看搭配。隨著應用不同,適合的穩壓也不同。即使同樣是 UCC 穩壓,隨著負載不同,還有系統上其他器材的不同,適合的 op-amp 也不同。

因此我心得,如內文所寫,是在「用 UCC 穩壓作 First Watt B1 供電」這個條件下所得,同時又參雜了我的系統和我的口味。

我的經驗裡,沒有任何 op-amp 在各種場合都有最棒的表現。但 NS LME49710 便宜、好買、表現穩定、聲音也很不錯,所以當作調音的起點是很安全的作法。

我當初先用 LME49710 裝機,發現聲音不錯。之後繼續試聽其他 op-amps,發現 AD847、ADA4627、OPA111 用在此處,表現又更合適我的系統,如此而已。

與其找一個 "universally" 的最佳 op-amp,不如多試聽了解每顆 op-amps 的走向和個性,把適當的 op-amp 用在適當的地方。這是我的看法。

匿名 提到...

請問大大 ucc單電源穩壓+18v.要如何接上B1線路板上的哪一點.請教我 謝謝

匿名 提到...

不知道WF兄還有在玩First Watt B1 Buffer這台前級嗎?這麼多年了,應該也換了不少零件,有啥心得?

WF 提到...

您好,

我後來改用直交版的 B1,也就是 DCB1,對其感到相當滿意,一路用到現在。關於 DCB1,請參考這篇:

http://www.cynicalaudio.com/2010/09/dcb1.html

Junson 提到...

最近在玩德川音響入門誌的DAC和D類擴大機
想請問有沒有推薦的電源電路PCB給DAC和D類擴大機
我想改電源

WF 提到...

Junson 您好,

DAC 的電源可以試試 LDO 穩壓 IC,這些新 IC 規格越來越猛,表現不錯。
不然用 TL431 來做離散的併聯式穩壓,音樂性也是相當優秀。
http://www.cynicalaudio.com/2009/04/tl431-based-power-supplies.html

Class-D 擴大機小弟沒有玩過,不太了解不敢亂說。
小弟過去玩後級的經驗都是不穩壓,僅大變壓器、高速的大電流整流子、小容量電容。不曉得這招能不能用在 Class-D 擴大機上?

CLATS 提到...

Hi, WF 兄

有收到我寄给你的电邮吗?

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