[心得] DIY心得-DAC篇(TDA1543,Ess9023,TDA1387)

[brianchen119 (chw)]

大家好
之所以會想要PO這篇文主要是希望未來如果有人和我一樣要玩DIY時可以找到一些參考的
資料，畢竟我自己剛開始玩DIY的時候都找不太到資料，頗辛苦的XD

先說明一下，我並不是電子相關科系的人，
所以大部分的東西都是自己摸索或問人問來的，
所以在電路上的解釋不見得是完全正確的，僅供參考!

首先先大致說明一下我現在主要的系統(就當作是靶機組合吧)
電腦 -> 鐵殼Hub2.0(電腦的5V跳掉，外接原廠的電源)
 -> HP-A8(usb的電用轉接頭跳掉) -> Winna ->HD600

基本上HP-A8的DAC能力還算不錯，雖然不會飛天遁地，該有的細節大致上都有
我所認定的細節是甚麼呢?
舉例以Pure AQUAPLUS LEGEND OF ACOUSTICS裡的 永久に 來說

http://vlog.xuite.net/play/VkxCenFmLTY1MDk1MC5mbHY=/%E6%B0%B8%E4%B9%85%E3%81%A
B

我常會聽1:20到2:30裡的低音大提琴(應該是吧?)是否有"沙沙"的擦弦音，
一般的便宜DAC常常在這裡就只有基音而已，導致整個聲音變得"很大一坨"，沒有細節。

我自己做的東西有時會找一個在玩STAX的朋友來鑑定，
我只能說玩STAX的人真難伺候XD 常常被幹譙不好聽



這一篇先來聊聊DAC的部分
在開始之前先說明兩件事
1.我自己的經驗，如果要走USB介面，一定要做5V電源的外接!
不管是廠機還是DIY機聲音都會改善十分多

2.我DIY的 DAC都是向淘寶的一個賣家買的，總之搜尋TDA1543就找的到了
這個賣家很喜歡用SMD 0805大小的零件來做套件，然後燒料大多只用在真的比較有影響的
地方，換言之如果想換電容就知道要從哪下手了XD
不過0805的零件對新手來說會比較難焊接就是了

3.其實大部分的DAC架構上都差不了多少，不外乎分為幾個部分
[1]供電給各個晶片的電源電路
[2]USB接收晶片/數位訊號接收晶片
[3]DAC晶片->將數位訊號轉換為類比訊號
[4]類比訊號處理電路(OP/交聯電容等等)
[5]其他(輸入訊源切換電路等等)
學著去看久了之後會發現其實電路板沒那麼複雜，下面我也會稍稍標示一下


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TDA1543

https://c2.staticflickr.com/6/5811/23769560230_d5a18fe67a_b.jpg
那麼首先來談談TDA1543這個老晶片
這個晶片在外國算是被玩到爛掉的晶片，有興趣的人不妨自行查查
簡單來說，TDA1543是一款已經停產了的philips晶片，
最大的特色就是輸出的訊號非常強，
因此在1996年一位名為Kusunoki的日本人就省略掉了經由OP放大的步驟，
直接經過一個電阻和電容後就輸出了

跳過OP有甚麼好處呢?

既然OP是一種放大訊號的電子元件，在放大的過程中，一定多多少少會產生誤差，
因此避免失真變形的最簡單方法，就是不要放大(或者說理論上啦...)

在教科書上計算的電路常常都是"理想電路"，
因為它上面所計算的元件效能永遠不是0就是0，1就是1，不會有0.1的出現。
但是真實世界沒有這種完美的元件，
所以才會有各種不同等級的元件和修改的電路，
這也是為什麼有些在玩音響DIY的人會買一坨拉古的
"音響級"電容、電阻等等的東西回來改裝(不過也不見得會變好就是了XD)

舉例來說，一個理想的電容會有一個特性，
就是交流電經過電容時會是"短路"，直流電經過時是"斷路"；

換句話說假使今天有一個混合交流電和直流電的電流經過電容，
理論上在電容之後只會量到交流電，而直流電就被電容過濾掉了。
然而現實世界並沒有這種完美的電容，所以會有漏電、改變交流電特性等等的問題。


回到TDA1543上，
由於經過TDA1543之後的訊號是交流電的類比訊號，
任何在類比訊號行經路線上的東西都可能會對音質造成很大的影響，
因此我認為若要追求好聲音，
在DAC晶片輸出之後的東西都要特別注意，避免音質的劣化


https://c2.staticflickr.com/6/5640/23697404179_ba96e06697_b.jpg
圖上TDA1543之下的電路就是類比訊號的行經路線，
凡是在上面的零件都可能對聲音有很大的影響!
因此要改造就該從這裡下手。

這個tda1543之所以很有玩的價值，
原因就在DAC晶片輸出之後他的訊號路徑非常簡單，
而且路徑上只有三個電子元件!

換言之，理想上只要在這三個元件上用好料，聲音就會好。
在訊號出tda1543之後經過的三個零件，分別是:

1.2200pf的小電容，用來過濾高頻雜訊

2.10uf的電容，用來過濾直流電(音樂訊號是交流電)

3.220歐姆的電阻，用來作passive I/V


10uf的電容和220歐姆的電阻會決定通過的音樂信號的低頻截止點，
計算公式為Fc = 1/(2π x RF1 x CF)

passive I/V的意思就我所知，
由於TDA1543的輸出是電流(I)，但是音樂訊號的振幅是用電壓(V)在傳輸的，
所以就讓TDA1543輸出的電流(I)經過電阻，由V=I*R的方式，轉變為V


在TDA1543之後的線路，最關鍵的零件就是那個電阻和10UF的電容了
10UF的電容之所以影響很大，
原因在於它是串聯於訊號輸出路徑上用以濾除直流電，
同時如上面所提到的，因為現實世界的電容並不完美，
沒辦法完美的直接輸出音樂的交流電訊號，
因此理論上只要找到一個可以幾乎不改變音樂訊號的電容，
就能有好聲音(當然，如果要學外國人直接把電容短路掉理論上會最好，
前提是後面的機器要能處理輸出的直流電...)

我是直接在電容的腳位焊上去IC的PIN，方便拔插電容測試
https://c2.staticflickr.com/6/5763/23957032242_5fd5fd6902_b.jpg
https://c2.staticflickr.com/6/5738/23769557410_ea385455db_b.jpg
根據我的實驗結果，這個10uF的電容若要追求細節的話，
使用鉭質電容中低頻的細節會是最多的!
(當然不是只要鉭質就好聽，我有試到過一款聲音會變成beats的XD)
圖中的鉭質電容來自光華商場的川禾，聲音也還OK，不過之後我不是用這個就是了。


然而鉭質電容用在這種交聯電容有兩個問題:

第一個就是高頻的聲音會虛虛的(ㄜ...

不過在我嘗試過的低價位電容裡面，
有的電容雖然三頻還算是均衡，但是細節上都沒有鉭質電容好，
所以我寧可放棄高頻，追求中低頻的最佳化XD
當然如果有人肯砸重本買甚麼realcap之類的超貴金屬皮膜電容來用的話，也許會有驚人
的效果?

第二個就是萬一鉭質電容壞掉了，他會直接變成短路(一般電容是變成斷路)，
然後直流電就開開心心的往下傳遞下去囉XD
不過通常這個位置的電容因為電壓/電流都不大，不太會壞就是了。


最後大致說一下我自己做出來的機子架構
電源輸入變壓器之後經由LM317的穩壓板5VDC輸出，
然後直接接到DAC板的USB 5V輸入和GND，
板子上的USB 5V輸入和USB座的5V是直接空接，去除來自電腦的雜訊。
https://c2.staticflickr.com/2/1595/24039135056_48abbc8eed_b.jpg

這樣子弄出來的TDA1543是標準的"老機的聲音"，
聲底寬廣自然，音場走向縱向>橫向，中低頻量感較多一些，
細節還OK但高頻有點虛
個人認為十分適合聽爵士樂或是美聲大媽(?)唱歌，算是音樂性很好的機器

不過照玩STAX的朋友的說法是鋼琴聲不夠清脆(扔)......


我自己是覺得如果後面接的東西沒有一定的等級的話其實八成聽不太出來啦XD
這樣的配置頗適合到處亂接的，
因為不易出惡聲，但又有一定水準，心情不好還可以換換電容惡搞XD



最後談一些TDA1543的題外話
1.常見老外用Muse Mini 4 x TDA1543 NOS DAC這台下去改，
我手上也有一台，但是實驗過後個人認為聲音並沒有比較好，線路還更複雜，所以...

2.有時會看到TDA1543到底是單顆晶片還是四顆並聯好聽的爭論，
我自己的實驗結果是單顆TDA1543的聲音在音場、動態對比上輸四顆並聯的很多。

3.換電阻確實會有聲音的變化，
但是一來這個板子不太好換，二來個人覺得變化沒有電容那麼大，所以就算了。

4.TDA1543其實是頗適合DIY新手裝起來研究的，
一來可以玩調音，又可以用便宜的價格簡單享受到所謂"老機的聲音"




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Ess9023
https://c2.staticflickr.com/6/5700/23769535540_b7b2f8096d_b.jpg

這款DAC晶片印象中是設計用在隨身裝置的，似乎dragonfly就是用這個晶片

ESS9023在訊號經由DAC解碼後會直接經由內建的OP做I/V轉換，所以也不用考慮甚麼換OP
之類的了，沒得換XD

個人的觀察，
基本上這種現代DAC晶片在中低價位的機器中，
常常可以發現晶片周圍的電路配置根本就和官方DATA Sheet中的示範電路一模一樣；
換言之雖然不同電路板的lay out和零件用料可能會讓聲音有所變化，
但是十之八九聽起來根本就不會差多少(我覺得啦...除非在數位訊號的處理這塊特別厲害
)

所以我覺得用現代晶片的廠機要買就買真的有能力自己改良晶片周邊電路的
(不過這種的價錢都...)
不然乾脆自己買套件回來焊一焊算了XD
反正周邊電路就都一樣，聽起來可能也...?

這個套件基本上都是照著原本的設計做
(其實第一次做的時候不乖亂搞了好幾次，然後就燒晶片惹)

有改造的地方和TDA1543一樣，
在板子的USB 5V輸入的地方直接另外供電，斷開來自電腦的5V
https://c2.staticflickr.com/2/1662/23957065172_80280ac3d8_b.jpg
https://c2.staticflickr.com/2/1666/23436978134_a3e0a00684_b.jpg

可以換的電容嘛...緊接在ESS9023旁邊的10UF退耦電容?會影響一點聲音的走向，
但是幅度不會像TDA1543那麼明顯。

這個DAC的聲音基本上就是屬於標準的現代晶片聲，
音場走向是屬於橫向>縱向，沒有甚麼特別的癖性，
硬要說的話就是聲音比較冷一點；
個人認為在極低頻相較TDA1543有一點點沉不下去，
但是中高頻明顯優於TDA1543；以音響性來說ESS9023比TDA1543好。
(玩STAX的朋友表示:以中低價位DAC的聲音來說這個還算OK)<-總算滿意惹 orz

個人猜測可能和有作usb分離供電的dragonfly聽起來很像(誤)




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TDA1387
https://c2.staticflickr.com/2/1714/23982602811_faa931763f_b.jpg

這個晶片也是PHILIP的，算是超級冷門的晶片，也查不太到資料。
"據說"他的高頻比TDA1543好，
不過我有試著裝了一台4並聯的DAC耳擴一體機，我覺得好像差不多XD

總之，我主要要說的是8並聯的版本
之所以會想買這個套件回來裝主要是因為它號稱聽感不下於TDA1541，
然後我很好奇1541的聲音，但是又買不下手XD

8並聯的套件基本上在數位電路的部分和ESS9023的套件設計幾乎一樣，
而DAC之後的部分則是乖乖地走OP，沒有玩Passive I/V了。
https://c2.staticflickr.com/2/1648/23697400179_74b992cc33_b.jpg

這個套件我就沒有再多換料測試了(因為懶XD)，
總之他的聲底和TDA1543很相似，
但是高頻比TDA1543好上不少，
算是音響性提升然後改進高頻缺點的TDA1543；
算還不錯聽啦，可以猜測所謂老晶片的聲音極限差不多就在這裡了，
比解析再怎麼比還是贏不了現代的DAC(以HP-A8為準)，
但是音樂性就不一定了。
(玩STAX的朋友表示:聽爵士樂的人應該會喜歡這種聲音)

另外這台DAC因為好玩所以我給他做了DRV134單端轉平衡的XLR輸出，
但是帶到朋友那邊試過之後發現聲音的細節變少不說，
連動態都變小了，還不如直接用單端就好...白白浪費了機箱內不少空間orz
https://c2.staticflickr.com/2/1511/23436963914_11ab390948_b.jpg



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HP-A8
聽說台灣原價賣6W台幣，自己去日本買二手6W日幣，ㄜ......
基本上買回來之後只要拆開機箱拔插一下插頭，就可以直接改成吃110V了，十分便利XD
我覺得HP-A8的聲音也算是所謂的白開水，
平平淡淡的沒甚麼特別的音染，細節該有的都有這樣。

值得一提的是強烈建議走USB的話一定要做5V的分離供電，差異蠻大的!

在音響性的部分，基本上是比我自己做的機器還來的好
HP-A8聽久了之後再回去聽1543和9023都會覺得細節少了不少。
8並聯TDA1387雖然細節也不錯，
但是還是輸HP-A8，不過我相信會有人為了TDA1387的音樂性而選擇它


以上就是這兩三年來我在DAC DIY的一些小心得，供有需要的人參考
下篇就來聊聊耳擴和線材的部分吧

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推 Dopin: 市售的 "音響級" 就大多只是 ... 嗯 你懂的 ...
市售的音響級還是有好東西啦，只是好東西比例常常有點低XD
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推 vwvwbg: 可是ang的這個裝起來應該比上面的DAC還要貴XD
→ vwvwbg: 所以最後機殼都找對岸做了... 面板鑽的要死要活 不如花錢
→ vwvwbg: 了事 自己鑽又鑽得亂七八糟
如果大家對於要怎麼自己鑽孔很有興趣的話，之後我可以大致寫一下要怎麼鑽比較容易鑽
的漂亮。
推 Noises: 常常鑽失敗路過留，尤其是VR不知道怎麼鑽才會准
→ Noises: 每次都是VR旁邊一圈洞洞
推 vwvwbg: 主要是vr的孔啦 自己鑽再厲害也很難把旋鈕沉進面板xd
推 jetzake: 用取孔器啊 高度部分用電工膠帶 必要的時候用階梯鑽
推 kungfutofu: 鑽孔please
→ ang728: 先用中心衝打準 然後用細鑽頭的攻出導孔 最後搞定
→ ang728: 比較多時間會花在規畫擺位上面
→ ang728: 最近在作的計畫http://imgur.com/BKvCbmo 這個自己來
→ ang728: 應該就幾乎不可能了 除非有加工機台
推 pussycat2009: 太威啦！
推 jetzake: 其實我不太推薦中心衝 尤其是比較薄的鋁板
→ jetzake: 衝擊力道太大常常會讓整塊板子變形 不會比較好搞
→ jetzake: 我自己是用透明的電火布直接墊上去 軟又有厚度基本不會滑
推 ang728: 薄鋁板底下要墊東西比較好
推 Ahao: 推 用心的玩家
樓上吊到好多專業人士XD
我的做法很土炮啦，只適合比較薄的機箱，大陸那種比較厚的機箱如果要做得非常好看(
特別是vr)還是建議找有專門工具的人來弄
推 m6vujo3: 推用心
推 goldberg123: 已跪...
推 Upsha: 推 DIY！
推 Noises: 已上吊XDDD
→ Noises: 是說ang大那個，要用銑床的話要銑到民國幾年阿...
推 ang728: 只能用根性了(?) 所以從一開始就沒有打算自己搞XD
→ ang728: 經驗值練夠就開始交給別人處理XD
推 hsinggg: 如果大大真的不是本科系,那真的是興趣遠大於工作了
→ hsinggg: 前公司的前輩常常跟我說,做電路,只需要懂V=IR,好好理解
→ hsinggg: 就可以撐五年了. 看來你可以來系統廠挑戰一下了XD
主要是TDA1543好懂又好玩，但是意外發現台灣沒什麼人在玩，才想說簡單說明一下，讓
更多人有機會來玩一玩。
我電路學真的不太行啦，像是擴大機的線路就還在學習摸索中
※ 編輯: brianchen119 (101.8.117.64), 01/01/2016 17:55:19
→ MitsuhideA: VR 孔在下都是先貼好紙膠帶 打出中心孔 再拿鉸刀鉸
→ MitsuhideA: 厚機箱無理 上鑽床打比較爽快
→ MitsuhideA: 現在懶了 都出圖叫人加工
推 mc29014226: 期待擴大機的文章中！！
噓 hellscythe: 那個是二胡啦崩潰噓你XDDDD
推 m3365789: 樓上DAC細節不夠好喔，那首有大提琴