电源系列(一) 简易的滤波方式 1
壹、 前言 1
贰、 文献回顾 2
一、 范围与方法 2
二、 文献整理 3
三、 小结 4
参、 电源线滤波理论的基础与方法 5
一、 理论 5
二、 方法 6
肆、 滤波效果测试 6
一、 测试环境与方法 6
二、 测试结果 7
伍、 电源线滤波适用的范围与条件 8
一、 适用的范围 8
二、 适用的条件 8
陆、 结论 9
柒、 参考文献 9
壹、 前言
前阵子大致上把耳机系统的三大件给定下来了。对于现在的系统,因为知道最弱项是耳机
扩大机,因此,也已经订制了。在三大件近期都不在会动到的情况下,为了继续精进就开
始处理电源部分。因为耳机系统的环境,不能拉专线或施工,对于电源的处理大致都在排
插上动手脚,并且因为预算有限,也不能像版上大烧一般各式神兵利器随便上。因此,如
何在有限的预算底下,做有效的电源处理,即成为电源部分的难题。
对于电源,更具体可以分成两的部分。首先,市电供电品质不佳;其次,器材间相互干扰
,例如:PC讯源的噪声干扰了DAC、扩大机。因此,想要处理电源就必须要透过隔离、滤
波的方式来处理。
对于市电而言,其中一种处置方式是加设隔离变压器,不过,因为环境限制,不方便使用
。另外一种方式则是透过滤波排插。并且滤波排插的滤波效果也能有效阻隔其他器材间的
干扰。但从过去的资料来看,使用便宜的滤波排插会有动态压缩、破坏讯源的问题 ,而
较好的滤波排插动辄也要五位数,买个两个来用就要20K左右了,也超出预算。
如此一来,想要在有限的预算解决供电品质不佳的问题,似乎并没有好的攻略。不过,后
续参考了MY-HIEND网站的提到的,透过排插上足够长的电源线,同样也可以达到滤波的效
果 。并且不需要特别贵的电源线,仅须够粗、长的电源线即可以达成 。
因此,本文想要问的问题是在既有攻略中,找不到低价位并且能够不造成过度滤波、有效
提升声音表现的排插底下,使用加长排插电源线方式进行滤波,对于耳机系统的表现如何
?是否会造成过度滤波使声音变得干净但欠缺层次、动态?亦即在有限的预算下是否存在
一个方案可以正确的处理市电以及其他器材造成的噪声、干扰,而不过度滤波?
为了回答此一问题,本文将先对于版上提到的透过排插进行电源处理的文章进行回顾,并
做出回顾(贰)。接续介绍在MY-HIEND网站看到的透过电源线进行滤波的理论与操作方式(
参),并进一步测试其效果(肆)。在得知效果后,进一步说明使用一方案需要的条件与适
用范围(伍),最后是结论(六)
贰、 文献回顾
版上对于排插的讨论,自2012年变开始了。并且从低价位到高价位的排插,都提供了一些
参考心得。因此,在此一部分将先就PTT耳机版中,提到对于电源处理一环,排插部分的
方案进行回顾与整理。
一、 范围与方法
在进行文献的整理前,必须先说明筛选文章的方法。首先,使用搜寻功能,下关键字为”
排插”,先做第一轮筛选,将讨论排插的文章找出。接着透过粗略的观察,选出在作者在
文本中有提到特定排插的听感心得,至于未提供具体听感的文章,因为无法获取有效的改
善具体效果,因此,予以排除。另外,推文有讨论到的也并未纳入讨论,这是因为成本以
及技术考量。
在上述的筛选方法底下,一共得到12篇关于排插的心得、文章,作为后续整理、讨论的文
献资料。
二、 文献整理
透过观察上述提到的12篇文章,其中低价位常见的选项是盖世特 ,其他出现的包括:小
李的手工DIY排插 、TRIPP LITE ISOBAR 、edison audio 、谷津 AC FILTER 。以这些排
插为低价位是参考911大提到谷津AC为适合初烧 ,进而以谷津AC价位5,800作为低价位的
衡量标准。
在低价位的排插上,虽然有改善动态 、增加细节 、分辨率 、声音变干净 、消除(一点
点)噪声与毛边的效果 ,不过,在低阶排插设计上也会发现过度滤波导致的动态压缩 、
分辨率变差 、甚至无提升感的情况 。
再来是中价位的排插,中价位同样是参考911大文章,将低价位以上,以及尚未进入高阶
位的排插当作中价位 。因此,中价位的排插包含:kojo crystal 6.1 、古河ETP-60 、
QB4 、Entreq Primer Bar Pro 。
在中价位排插的资料上,除了各自的听感、调音走向外,还包含从低价位升级到中价位排
插的听感。就从低价位升级上来到中价位排插后,包含了动态改善、低频的下潜变好、解
析度增加、让背景变黑等升级带来的效益。其中以911大对于QB4心得一文中,对于升级的
描写最为详细,其认为:“谷津AC笑ISOBAR没FU,QB4笑谷津没FU+吃细节+改变高频音色
” ,并且提到升级到了QB4排插后,不仅不会造成音色改变、细节减少,也没有动态压缩
的问题,反而是对于动态、细节带来正面效益 。此外,到了中阶排插也会带来调音上的
改变 。
最后是高阶排插。对于高阶排插的定义同样参考911大的文章 ,以CARDAS Nautilus排插
价格作为基准,抓取60000以及以上价格的排插作为讨论的标的。在这个区间有资讯的排
插包含:Cardas Nautilus 、Entreq 挑战者排插3V 、TELOS 布兰达排插 以及大烧私人
订制的排插 。
到了高阶排插,除了要求动态改善以外,还更要求排插对于系统除了动态与音色外,做出
其他的改变,例如:音场变大 、声音密度变高 、优异的音响性能 等等。
三、 小结
回顾了过去版上对于排插的心得与研究,可以从低阶一路到高阶的器材,分别有不同的要
求。在低阶排插时,要求改善动态、消除毛边等等,不过,要能同时满足改善度动态、增
加细节并且不过度滤波,依照资料,至少需要到中阶排插才能够满足。至于要更进一步追
求优异的音响性能,例如:音场、自然度、透明度,则需要进一步达到高阶排插。
另外,如果将排插的改变效果进行分类,可以看到的是在音乐性(调音)、音响性的改善,
而在音响性能的改善上,在低阶时,仅能要求动态,到了中高阶则可以要求声音的绵密程
度、空间感等。至于调音则是各家厂商的调音美学,在低阶排插可能较难以观察到,但中
高阶以后,则是因为厂家不同,产生不同的走向。
对于本文要处理的问题,透过文献回顾的方式,可以发现,因为要处理的是滤波的问题,
也就是说会反映在动态的改善,但不要过度滤波导致动态压缩。亦即需要的是一个能够在
低价位,改善动态,但不需要中高价位全面改善音响性效果的方案。这也意味着,这套方
案不需要向厂商买调音密技。
在上述的将问题更具体化之后,市面上仍然找不到可行的排插资讯。不过,在MY HIEND网
站上看到的一个做法提供了另一种解决途径。
参、 电源线滤波理论的基础与方法
在MY HIEND网站上,psycho大提出了所谓的“电源隔离”方案主张透过法规排插与使用5
米长度的排插总线 ,再透过他的接法就可以达成电源上改善的效果。并且,bchsieh大对
此一方案提出了理论性的解释 。使之跳脱了“音响密技”此类无法解释、控制、重现的
意见。此外,其做法的成本也相对低,成为解决滤波问题、改善动态并控制成本的有利方
法。以下先介绍此一理论的理论基础,并且说明实作的方法。
一、 理论
此一方案认为,透过五米长度的电源线作为排插的总线,能够有效隔离市电、其他器材带
来的污染。根据bchsieh大的解释,其中背后了理论是:“…很长的电源线,本身就是RLC
低通滤波器,当然具有隔离高频噪声的效果。…” 并且可以透过控制这段电源线的电感
值,来控制这段线能有有效的隔离效果:“经计算,5公尺长的2.5平方线材,电感值约为
8570nH。而5公尺长的5.5平方线材,电感值约为8180nH。而如果将线材绕成一个直径10公
分,缠绕六圈的空心电感,只需要两米2.5平方的线材就可以达到9270nH的电感值,或是
两米5.5平方的线材就有8390nH的电感值。” 不过,比电阻值过高,也会造成动态压缩的
效果:“直径30公分绕五、六圈,假设您用的是2.5平方的线材,那么线材直径约为1.8mm
,就可以在网页内的N填上5 (意思就是绕五圈),大D填上30CM (意思就是绕线的直径,请
注意单位是CM还是MM),小d填上1.8mm (意思是线材直径),uR就保持1没关系,因为铜线
的uR非常接近1。这样算出来的电感值是24500uH,比原来五公尺不绕圈的线材电感值高了
三倍,当然缺点就会更明显了。
所以不一定要直径10公分,只要用上面的网页,就可以依自己的空间大小和线材长度,绕
出特定的电感值,也可以轻松尝试不同的电感值,在自己的系统上找到优缺点的平衡。
”
此一理论代表了两个意义。第一,电源线的电阻值,能够作为滤波的手段。第二,使用者
能够透过控制电阻值,来达成想要的滤波效果。
再此一理论基础底下,再行介绍psycho大的实际操作方式。
二、 方法
关于实际操作的步骤,psycho大的文章中,有非常详细的说明,就不另行再作复制。不过
,关于这套方案的理论推演,psycho文中并无详细说明。因此,此一部分将结合上述提到
的理论,做出诠释。
Psycho大认为,从一般的避插出来必须拉一个总电排插,接着再从总电排插拉出给数位端
用的数位排插、给类比端使用的类比排插、ddc排插,并且如果使用复数电脑或有使用网
路交换器,还需要透过排插将这些数位端的设备彼此隔开 。
此一方案的理论基础是透过电源线作为滤波功能,因此,想要理解此一方案首先,必须思
考哪里需要滤波?哪里有噪声?第一个噪声来源是壁插,会有其他电路乃至于同一电路上
其他器材的噪声。第二,电脑会产生噪声。再来其他数位器材也有可能产生噪声,例如:
hub。因此,必须透过总电排插将来自于壁插的、市电的噪声给隔绝,并且将电脑、数位
器材的噪声与类比器材隔绝。因此,必须独力拉出数位以及类比排插。最后,数位器材间
的噪声也必须要隔绝。
纵使理论推演上,这套方案是有效的,但耳机还是要以实际操、获得的听感为准。不然,
看书、看图、看报告就可以听音乐了,不需要耳机了。因此,接下来将测试这套方案的实
际效果。
肆、 滤波效果测试
为了正确评估这套方案的效果,因此,在第一次实验时,将会尽量与psycho大文章的做法
类似,确认有效后,再行变更条件。测试结果上确实能有效动态,并且不会造成音色的改
变。
一、 测试环境与方法
考量到psycho大的做法被认为是有效的做法,并且避免因为实验条件不同,导致效果差异
。因此,第一次实验将会尽量控制与psycho大的做法相同。亦即须要在法规的排插上做测
试。如果确认有效,第二次则改变排插规格,在美规排插上做测试。
目前的系统是使用乐之邦Monitor 09 mark iii作为DAC,扩大机则是DROP THX AAA 789,
耳机为YO-TRONIC KP2000。这些器材的都是中性、白开水、前端给什么就反映什么的特性
。
为了测试动态是否有改善,首先,要测试能否反映哪个是大动态、哪个是小动态。因此,
选的第一手测试曲目,在1:02与1:04~5间有两个大动态,但是一大一小,并且差异甚小
。透过这个曲目的测试就知道系统是否更能辨识大、小动态。其次,在高频时,是否会有
动态压缩导致的高频干涩、尖刺。因此,选了一张大键琴的高频录音作为第二个音乐的测
试档。尤其需要注意,在音档1:00中后,至结束为止,大键琴不断的演奏出高频的直接
音与残响,直接音是否尖刺、残响是否丰富成为判断高频动态是否压缩的重要因素。最后
测试低频是否有动态压缩。在第三个测试档的2:10~2:30秒左右,会有一个大鼓的鼓声
。请注意这个鼓声的形体感是否凝聚或是松散,鼓声造成的残响是收束是拖泥带水还是迅
速消失,以及低频的下潜与解析是否足够。作为判断的基准。
二、 测试结果
因为测试的项目有三,并且测试法规以及美规排插,因此,于下将分别说明测试的结果。
首先,对于反映动态的能力。在是否能够反映动态差异的测试上,在换上了五米长电源线
的电源隔离方案后,明显的可以听出音档中,最大的动态是在1:02秒左右,而1:03~05
间为第二大。在尚未进行电源隔离前,即可听出动态间的差异,但是无法轻易地听出。亦
即电源隔离方案对于动态反应能力上,有显著的改善。这个改善如果用一个类比的说法,
你用480P的画质看电影当然也看得出人,但是用1080P就可以清楚分辨人的五官跟长相。
大概是这样的差异与改变。
再来,是高频动态的测试,透过音档二的大键琴录音。在音档的1:00直至结束,大键琴
弹奏了一段复杂的高频音色。在未使用电源隔离方案前,大键琴的琴声,会显得刺耳,并
且大键琴透过演奏产生的高频残响也会与大键琴产生的直接音混杂、显得凌乱。在接上电
源隔离方案后,成功的将残响与直接音分离,并且改善了琴声干涩的声音表现,并且不会
显得刺耳。
最后,是低频测试。在未通过电源隔离方案前,仍然可以分辨大鼓的鼓声。不过,鼓声敲
下去后,产生的低频残响以一种松散、缓慢的方式向四处散开。在进行电源隔离方案后,
同样是在敲击后,低频残想像四处扩散的听感。不过,有几个改变,首先,在残响的收束
时间以及表现更俐落与迅速,亦即对于鼓的残响而言,听赶上呈现敲其后往3D空间感散出
去,但是不会过度蔓延、自然地消失的听感;其次,残响的分布也比较正确的分布在大鼓
敲出去后附近的空间,而非四处扩散,最后,就直接音而言,鼓声的形体感也更佳。因此
,低频的动态压缩也被降低了。
为了在实验上避免是法规排插带来的改善,同样的,将法归排插的电源总线,由五米改成
三米进行同样的测试。在测试的结果上,动态反应能力、高低频的动态压缩相较于原本使
用一般的美规排插仍然有所改善。不过,与五米的法归排插对比下,五米的效果更佳。在
此项实验之中,因为仅改变排插总线的长度,因此,可以认为是五米电源总线更能有效进
行滤波、改善动态的直接证据。
总体而言,电源隔离方案能够有效的改善电源噪声、动态压缩的情况,并且后续通过一般
的美规排插进行测试也能有效改善,虽然效果上确实不如法规明显。而单纯改变排插总线
长度的实验则证明了,排插总线长度可以带来滤波的效果。此外,此一方案也不会对于原
本系统既有的调音,造成干扰,因此,可以说是一种纯粹音响性提升的方案。
伍、 电源线滤波适用的范围与条件
在测试过电源隔离方案中,关于五米的长电源线,可以做为滤波使用后,还要更进一步说
明怎么样的系统会需要这套滤波方案,以及需要怎么样的条件才达成。方便回到本文的主
要问题,是否存在一个不会导致过度滤波的低价滤波解决方案。
一、 适用的范围
首先,此一滤波方案仅适用于需要提升系统音响性的作法。因为从实验的结果来看,主要
是改善动态压缩、并且因为动态变好使得细节变多。而动态的改善,应该是属于音响性能
的改善。这也意味着,如果喜欢的是某一家特殊排插的调音,则并非此一方案要处理的问
题。
其次,在测试上,不论美规或法规排插,单纯的加长电源线均能达到滤波的效果。因此,
部论是否使用音响级排插军可以透过此一方案另作调整。
最后,目前耳机系统上使用的电供多为交换式电供。大瓦数的交换式电供本身因为较佳的
供电能力,能够提供较好的动态表现,不过,也会造成更多对于电源上的污染。因此,透
过滤波的方式能够有效改善。但是如果是使用小瓦数的线性电源,是否会因为电源滤波的
带来的负面效益,即动态衰减,比起正面效益大,尚不清楚。
综上所述,此一方案适用于,需要改善系统音响性(动态),但又不希望做过多的调音的用
家,并且对于会造成大量污染的器材,例如:PC讯源,有着非常好的效果。至于如何确定
自身系统是否需要这个改善方案,可以透过文末提供的三个音档听感,与前述文章所描述
的听感对比测试,用以确认自身系统在动态方面的性能。
二、 适用的条件
就电源的处理而言,整套电源隔离方案在理论上可以达到最佳的效果。不过,其中滤拨部
分的效果是可以单独拿出来用的。也就是说对于有需求的玩家,仅仅需要透过将电源线加
长到五米(如果是细线需要更常),或是透过其他方式达到与五米电源线差不多的电感值,
即可以获得滤波的效果。并且真正的核心应该在于电感值上,如果过高可能会造成过度滤
波,而过低效果可能不佳。但这并非有或没有的关系,而是程度上的差异。
陆、 结论
为了在有限的预算之中,处理电源滤波的问题。本文回顾了自2012年至今的文献,并在
MY HIEND上看到具有科学性的做法。经过测试后,能够将预算压在2000元以内,达到电源
滤波后,动态改善的效果。虽然并未能在系统上测试与中、乃至高阶排插之间,就动态改
善的差异,不过,单纯就是否能改善动态、细节,并且不造成音色改变这几个标准而言,
确属成功。
当然此一方案也有其限制,包含:不能做音乐性上的调整、对于线电可能有负面效果等等
。亦即并非改了以后就可以飞天遁地。但音响性上的改善效果,可以帮助我们更接近音乐
的客观现象,并且十分具有性价比。
https://drive.google.com/drive/folders/10d2pP2CwzxlxdTuvRLzfuW8aUXvfAVIf?usp=drive_link
附上连结包含测试用的音乐档以及文章的PDF档。
为美好的2024年献上此文。
柒、 参考文献
1. 从 JPLAY CAT角度,音响硬件之最低标准 与 后续精进方案 - 第2页,
https://www.my-hiend.com/vbb/showthread.php?8750-%E5%BE%9E-JPLAY-CAT%E8%A7%92%E5%BA%A6%EF%BC%8C%E9%9F%B3%E9%9F%BF%E7%A1%AC%E9%AB%94%E4%B9%8B%E6%9C%80%E4%BD%8E%E6%A8%99%E6%BA%96-%E8%88%87-%E5%BE%8C%E7%BA%8C%E7%B2%BE%E9%80%B2%E6%96%B9%E6%A1%88/page2
(last visited Feb 5, 2024).
2. 从 JPLAY CAT角度,音响硬件之最低标准 与 后续精进方案 - 第3页,
https://www.my-hiend.com/vbb/showthread.php?8750-%E5%BE%9E-JPLAY-CAT%E8%A7%92%E5%BA%A6%EF%BC%8C%E9%9F%B3%E9%9F%BF%E7%A1%AC%E9%AB%94%E4%B9%8B%E6%9C%80%E4%BD%8E%E6%A8%99%E6%BA%96-%E8%88%87-%E5%BE%8C%E7%BA%8C%E7%B2%BE%E9%80%B2%E6%96%B9%E6%A1%88/page3
(last visited FeXb 5, 2024).
3. [心得] 初烧的排插分享, PTT 批踢踢实业坊,
https://www.ptt.cc/bbs/Headphone/M.1657541579.A.E88.html (last visited Jan
29, 2024).
4. [闲聊] 近日败家~DT1350+排插, 分离线番外篇, PTT 批踢踢实业坊,
https://www.ptt.cc/bbs/Headphone/M.1331906538.A.8B5.html (last visited Jan
29, 2024).
5. [闲聊] Cardas Nautilus 排插, PTT 批踢踢实业坊,
https://www.ptt.cc/bbs/Headphone/M.1560782974.A.D25.html (last visited Jan
29, 2024).
6. [心得] 排插使用心得 ISOBAR & 盖世特, PTT 批踢踢实业坊,
https://www.ptt.cc/bbs/Headphone/M.1371779459.A.47B.html (last visited Jan
29, 2024).
7. [心得] 排插副本 (壁插、排插、排插线), PTT 批踢踢实业坊,
https://www.ptt.cc/bbs/Headphone/M.1484664065.A.481.html (last visited Jan
29, 2024).
8. [心得] 小烧回顾 TT2 农夫排插 CCUD PSU模组线, PTT 批踢踢实业坊,
https://www.ptt.cc/bbs/Headphone/M.1630418735.A.8DB.html (last visited Jan
29, 2024).
9. [心得] Cardas Nautilus 排插, PTT 批踢踢实业坊,
https://www.ptt.cc/bbs/Headphone/M.1563898699.A.DED.html (last visited Jan
29, 2024).
10. [心得] Quantum QB4 排插, PTT 批踢踢实业坊,
https://www.ptt.cc/bbs/Headphone/M.1392402255.A.277.html (last visited Jan
29, 2024).
11. [心得] TELOS 布兰达排插, PTT 批踢踢实业坊,
https://www.ptt.cc/bbs/Headphone/M.1393600060.A.EE4.html (last visited Jan
29, 2024).
12. Re: [请益] 排插试听, PTT 批踢踢实业坊,
https://www.ptt.cc/bbs/Headphone/M.1679895359.A.DEB.html (last visited Jan
29, 2024).
13. Re: [心得] Cardas Golden电源线, PTT 批踢踢实业坊,
https://www.ptt.cc/bbs/Headphone/M.1396093565.A.74E.html (last visited Feb 5,
2024).
14. [心得]农夫Entreq Primer Bar Pro排插, PTT 批踢踢实业坊,
https://www.ptt.cc/bbs/Headphone/M.1549979733.A.152.html (last visited Jan
29, 2024).