数字音源音色调整的几点心得

markamp

很少人能像楼主这样沉下心来研究理论，电源对DAC的影响确实很大，到从毛燥来讲，它不是最主要的因素，时钟，DAC架构，LPF有更大影响。对于电源给楼主一个建议，可以研究一下电源稳定性。电源负载端在不同ESR及ESL电容时的开环增益和相位是如何变化的，主极点怎么变化，相位裕量多少合适，40,60,75？了解了这些，可能对分析为何使用性能更差的铝电解反而声音更好有帮助。另外，MLCC不仅容值随温度和电压变化，还有压电效应，所以如何选择合适的MLCC非常重要。mark no30.6的解码部分供电使用了AD826，也用了MLCC，为什么那么多低噪声的不选，选这颗运放？

lszyc

markamp 发表于 2018-1-29 09:19
很少人能像楼主这样沉下心来研究理论，电源对DAC的影响确实很大，到从毛燥来讲，它不是最主要的因素，时钟 ...

稳压芯片的放大环路特性当然要研究，对于传统模拟音频电路这种瞬变不大的还是比较管用，传统模拟音频电路，那肯定是主要研究你说的电路分析的方法，包括但不限于DAC的模拟部分。

同样是低ESR的小容量固态电容，在模拟电路电源和数字电路电源中使用的反应，基本上是相反的。

脉冲耗电这类以对电源瞬态抑制要求高的电路中，我认为稳压直出不大管用，我不大喜欢稳压直出接负载，更喜欢串个低Q值的电感再接负载。

很多解码都有比较特别的味道，其中很大一部分来自电源噪声，而通过电源本身的噪声频谱塑造，就是调味的一部分，是设计师的手段。用超低噪电源，设计师手里的道具就少了一个。

我看过QLS播放器的介绍，特别强调时钟供电没有使用超低噪稳压电源，认为用了超低噪稳压电源少了一份“味道”。

lszyc

acdwwd 发表于 2018-1-28 23:58
再生电源400HZ是以220V给设备供电，对的。

400HZ电源，原来是航空器材上用的，主要目的是减小变压器的体积。

对于400HZ再生电源是不是更“好声”，我没用过，不作评论，也无法评论。

但传统50HZ设备上使用400HZ电源，有两个好处是一定要说的：
1.50HZ变压器在400HZ下，磁通更小，线性更好，非线性谐波小。
2.对于设备的直流侧来说，低频内阻是滤波电容的阻抗和变压器侧的阻抗。400HZ相对50HZ，大大降低了电源的低频阻抗。要知道1000uf的电容，在20HZ时，阻抗有7欧。

acdwwd

低ESR的小容量固态电容，在模拟电路电源和数字电路电源中使用的反应，基本上是相反的。这点赞同。400HZ电源只要变压器铁损没问題放心使用，一般在前级、数播、DAC效果都是正面的。

acdwwd

lszyc 发表于 2018-1-29 10:32
稳压芯片的放大环路特性当然要研究，对于传统模拟音频电路这种瞬变不大的还是比较管用，传统模拟音频电 ...

确实这样，有时高压差的一级稳压比二级稳压声音灵动水润，也不是低ESR及ESL电容一定好。只能靠知识经验慢慢试。稳压输出的电容有讲究，感觉固态电容总是不理想。

acdwwd

markamp 发表于 2018-1-29 09:19
很少人能像楼主这样沉下心来研究理论，电源对DAC的影响确实很大，到从毛燥来讲，它不是最主要的因素，时钟 ...

您提出了一个很有意思的问题，我也百思不解，为何有时使用性能更差的电容反而声音更好？

markamp

任何电源都是在保证稳定基础上才能再谈其它，否则电源就真的成毛躁的主要原因了。数字电路和模拟电路对电源的反应是一样的，你一样得考虑开环增益和相位反应，否则相位余量不够，会在MHz左右有谐振峰，即使勉强稳定，过冲也大，振铃时间也长，而由于数字电路有更多的高频电流，所以比模拟电路更敏感。串电感，并电容，没有电阻参与，会有非常高的谐振峰，这个不是一个好办法，不是LDO直不直接接负载，而且整个电源闭环包括负载电容的频率响应曲线尽量平坦。LT108x系列，都不建议直接接MLCC，但是不代表串一个低Q电感就能解决稳定性问题。有些LDO是能直接接MLCC的，串上电感，稳不稳定真难说。另外，低Q电感有些是有较大失真的，谐波失真会再次调制到电路中。当然，数字部分的高频谐波信号也得仔细考虑，布线是关键，可以选择合适的不容容值的小电容并联，最好能仿真一下。时钟不用超低噪声的原因只有一个，伪超低噪声！低频噪声是低，高频稳定么？高频噪声如何呢？AD797等运放用来做电源，没有特殊手段，稳定？不太可能。否则，mark早用了。
  @acdwwd，上面的我已经说了一部分，电容运用必须考虑电源的闭环情况，所以不是所有电容都合适，所以换差电容声音好正常，虽然看起来ESR变低或者其它性能变好，但是实际高频过冲还降低了，加上DAC本身的高频PSRR变低，综合看起来，效果还变好了。另外电容也有失真，所有的失真也会调制到信号输出，结果很难预料。用仪器做一个完整的测试是一个好办法，即使这样，仍然需要较音，零极点位置在哪儿更合适？退耦电容退耦到多高频率才够？

htc98

rsnqjbs 发表于 2018-1-28 13:31
这种稳压电路给 数字芯片供电如何呢

也不错！

lszyc

markamp 发表于 2018-1-29 14:48
任何电源都是在保证稳定基础上才能再谈其它，否则电源就真的成毛躁的主要原因了。数字电路和模拟电路对电源 ...

你说的内容，是电路设计的基本要求，除低Q电感，及数字电路与模拟电路反应一致的问题，我不大同意，其它我都非常认同。

我之前说的接低Q电感，是指在稳压芯片后面再使用CLC滤波。低Q电感是指电感值1mh左右，直流电阻2-4欧的的电感，使用高Q电感串电阻也是一样的，当然，直流电路还要考虑电感饱和问题。

我们做一个假设：
在稳压芯片输出串电阻，保证稳定的情况下，如果在电源上再加低ESR电容。
对于模拟电路来说，电源的ESR越小，意味着放大电路的内阻越小，输出过冲的可能性越大，高频越亮。
对数字音频电路来说，电源的ESR越小，意味着数字音频时钟中的jitter的高频成分越小，听感越柔。

非常赞同你说的做一个电路要做完整的测试的建议，我对某DIY品牌数字播放器进行测试时，就发现你说的高频相位余量不够，有MHZ级频率振铃问题。

在选择稳压芯片时，芯片对ESR的要求，这是要重点关注的问题。

acdwwd

markamp 发表于 2018-1-29 14:48
任何电源都是在保证稳定基础上才能再谈其它，否则电源就真的成毛躁的主要原因了。数字电路和模拟电路对电源 ...

解折的真好。一般LDO是不建议直接接MLCC的，高频可能不稳定。

acdwwd

lszyc 发表于 2018-1-29 16:11
你说的内容，是电路设计的基本要求，除低Q电感，及数字电路与模拟电路反应一致的问题，我不大同意，其它 ...

对于模拟电路来说，电源的ESR越小，意味着放大电路的内阻越小，输出过冲的可能性越大，高频越亮。
对数字音频电路来说，电源的ESR越小，意味着数字音频时钟中的jitter的高频成分越小，听感越柔。赞同！

markamp

1mH就是磁芯电感了，直流电阻也大了，谐波失真也大，你有做过仿真看过阻抗曲线么？电流与阻抗乘积就成了噪声，放在数字电路上，所有噪声都可能被耦合到上升或者下降沿，包括低频噪声，这个都会影响jitter，尤其是晶振供电。你的数字模拟反应不一致是指声音表现？那是有可能不一样，但是理论都一样，数字电路从低频一直到高频的阻抗，依次决定于LDO，大电容，小电容，电源平面，IC内部退耦。数字电路的退耦频率需要的比模拟电路要高，和模拟电路的退耦要求不一样，但是这都是建立在基本理论基础上的，退耦好还是不好，是能和声音挂钩的，如果数字部分供电不考虑低频噪声影响，那基本难达到好声音了。

lszyc

markamp 发表于 2018-1-29 17:00
1mH就是磁芯电感了，直流电阻也大了，谐波失真也大，你有做过仿真看过阻抗曲线么？电流与阻抗乘积就成了噪 ...

基本的仿真当然做过，用高频毫伏表和数字示波器也测过。不然发个假的经验贴出来不丢人吗？

数字部分退耦想要做好，比模拟电路要难。

markamp

我的经验，阻抗包括直流最好在0.1欧以下。要能看到对应频谱噪声，我目前用AK5394做低频分析，高频用凌特的LTC2209的开发板（当时玩ADC用的，分析高频噪声底噪不如频谱仪，但方便，也基本够用，它都测不出的底噪，基本可以认为在80MHz内没有问题了，要求再高就加运放），要针对对应频谱做优化。

markamp

信号发生器选便宜的就行，内部一般有50欧阻抗，直接加载在电源上，再加上一定的直流分量，分析高频噪声基本够用了，自己做的话AD系列的DDS就可以。

lszyc

markamp 发表于 2018-1-29 18:06
信号发生器选便宜的就行，内部一般有50欧阻抗，直接加载在电源上，再加上一定的直流分量，分析高频噪声基本 ...

不错，不错！厉害，能自己做仪器了。

我的建议是，电源的测试，还是要在真正的应用场景中测试。

比如我测试过一个数播，SD卡这路是单独稳压供电的，但在CPU侧、时钟侧，都可以看到SD卡读卡产生的每秒8次，每次1.2ms的纹波。SD卡读卡瞬间的电流消耗是34ma，不读卡时，电流消耗为0ma。

markamp

你可以看看317在此时的波形，主要是1mH的电感太大，导致200Hz左右有很高的峰，2.2欧是为了降低Q值，用pspice仿真，结果不一定很准，但有参考意义。没有经过电感就好很多。
你给的电流负载，可以用8Hz，占空比1%的脉冲去模拟，频谱宽度主要取决于上升下降沿。有个公式f=1/(2.2Tr)。

lszyc

你的分析方法很科学。

模型有两个地方可以探讨：一是电感的电阻，和电感应该是串联关系。二是LM317电路建议Cadj10uf，Cout47uf。

另外，除负载端的电流噪声外，来自电源侧的干扰也不容忽视，串电感，对电源侧的线路噪声有降低作用。

markamp

看来你还是挺仔细的，这个图是我随手画的，目的只是为了告诉你的1-2mH电感太大，用在你给的SD卡电源上有一定影响。ADJ对地加不加电容对尖峰几乎没影响，加也不是随手加的，不能直接加MLCC，电路有些复杂懒得画了。不过我当时只考虑了降低Q值，没串电感电阻，后面想起来懒得加了，图已经发出去了，加上电阻阻抗更高，还有所选电容的ESL和ESR也是从其它电路上拷过来的，和你的电路有差异，和PCB也有很大关系，电感的寄生电容也没加。clc在这里本来就是滤输入端噪声的，大电感只能滤低频。在解码器上，不建议低频滤波用CLC，不如电路架构改善。
      

lszyc

数字音频电路中使用CLC，主要是隔离各路芯片相互之间的干扰，我认为相互干扰，比自干扰更有害。

比如我提到的SD卡，其实并不需要太高性能的电源。在它的电源上加电感，是为了降低SD卡读取对其它电路的影响。