DA-1716kit專屬穩壓迴路
文/曾錦桐
為了配合Etude DA-1716kit的簡潔,我們特別安排非常簡單、效果卻絲毫不遜色的穩壓電源配合,讓初次裝機的朋友不要花費太多氣力,就能在二十分鐘內完成這個三合一的穩壓電源。
Etude DA-1716kit所需的電源供應包含兩大部分:數位與數位/類比轉換所需的正5V電壓,還有類比濾波(供應NE5532運算放大器)所需的正負12V電壓,合計共需三只穩壓IC來完成。
最簡單的穩壓IC電源,莫過於採用79XX與78XX系列。以正負12V為例,只要選擇7812與7912,接上兩個電容,一個電阻都不必用上,省事得很。遺憾的是,78XX與79XX的品質較為粗糙,雜訊也大,甚至連輸出電壓的誤差也不見得合乎所需,因此較少出現在專業音響器材上。
採用可調式穩壓IC
使用
LM317/337可調式穩壓IC,其實是很好的選擇。它的輸出電壓範圍大,從3V、5V到30V,都可以透過兩只電阻的比例輕易計算出來。另外,它的實測表現普遍較佳,擁有更為音響迷所接受的雜訊規格。另一方面,
LM317/337似乎也是爭議性極大的穩壓IC。有人以為穩壓IC絕不可能與晶體分離設計的穩壓電源抗衡,其實未必。一個穩壓電路的好壞,不僅與架構有關(例如所謂的窪田式穩壓、併聯式穩壓),更與工作點的設定有關。錯誤的設定電阻、電容值,反而會徹底破壞優異的架構特性。而類似LM317/337這種極為成熟的穩壓IC,在推出前,必然歷經眾多半導體專家學者的研討、分析,長期銷售下來,也必然逐步修正任何小瑕疵,直至無懈可擊為止。我保守的以為,採用可調穩壓IC的產品成熟度會高於設計不當的晶體分離設計,再考慮裝配的技巧差異性,穩壓IC絕對可以正面提升裝機的成功率。另一種與
LM317/337接腳相容,但性能更佳的選擇,就是Linear Technology的LT1085/1033CT。這對穩壓IC的價格甚高,但性能也是第一流的,無論穩壓率、漣波或輸出阻抗、電流量(高達3A),都非LM317/337所及。特別是LT1085-5V(固定5V輸出版本),更經常出現在許多高階電腦主機板上(不過現在為了效率考量,多半改用交換式穩壓),足可見其穩定性深為業界所信賴。同樣是
LM317/337,但卻有許多不同的廠商製造。市場上常見的多為Harris或SGS-THOMSON,反而少見正廠NS(National Semiconductor,LM317/337催生者)。若要論及最昂貴的LM317/337,Linear Technology肯定以數倍的價格居於首位。甚至在Linear Technology的DATA SHEET中,還有更高昂的LT317/337,性能再上一成!最後的抉擇
衡量價格與實際工作的音色表現,我們設定了兩種零件組合:第一種,就是以
LT1085CT擔任5V電源,Linear Technology LT1085/1033CT負責正負12V;第二種,依舊以LT1085CT處理5V穩壓,正負12V的部分則改為正廠NS LM317/337。前者的價格較高,但可獲得突出的HI-FI性,後者價格較為低廉,但提供的音質中肯、穩定,較不花俏。實際的電路如下:
正負12V類比濾波電源
實際的輸出電壓與
RA/RB的比值有關,公式如上圖所示,推導如下:以
LM317為例,其ADJ腳與OUT腳間的電壓恆為1.25V。通過RA的上電流為1.25/RA。由於ADJ腳汲取的電流極少,可忽略不計,因此流過RA的電流與流過RB的電流是相等的。由圖上可以得知,LM317的輸出電壓(就是輸出腳OUT與接地間的電壓)等於RA與RB上的壓降,可以計算得:輸出電壓
=電阻*電流=(RA+RB)*1.25/RA=1.25(1+RB/RA)我們拿實例計算。如果希望
LM317輸出5V電壓,可以先設RA=100歐姆,代入上式:5=1.25(1+RB/100) 可得RB約為301歐姆。
如果希望輸出電壓為12V呢?先設RA=100歐姆,代入公式:
12=1.25(1+RB/100) 可得RB為860歐姆。
由於計算所得的阻值未必有實際的電阻值可配合,因此必須採用兩個方法解決:
我們傾向採取第二項方案。首先,可變電阻的品質參差不齊,長久使用有變質之虞。其次,LM317/337本身誤差不大,只要計算夠正確,並使用百分之一誤差的電阻,可以提高穩壓電路的可靠性與裝配的簡易度。
至於LT1085穩壓的部分,計算與上同。實際的電路也與LM317九成九相似:唯一的不同,在於原廠建議在ADJ腳與接地間接上一只10uF旁路電容,可以得到更理想的穩壓率。
電路板規劃
DA-1716kit專屬穩壓板的實際規劃,由本刊作者張國平motoping完成。板材面積比DAC還要大上一倍,目的是為了讓DAC板可以直接騎在專屬穩壓板上方,既能透過廣大的接地面來發揮屏蔽效果(屏蔽的好壞,絕對與未來的聲音表現密切相關),也能大幅縮減穩壓與DAC間的距離,發揮穩壓低輸出阻抗的效果。電路板Layout、零件佈局與孔距如下所示,我們也將在稍後公布正反面完整圖檔:

POWER電路版圖
本穩壓板需要輸入15-0-15與9-0兩組交流電壓,電流在0.5A左右即可。在徵詢諸多網友的意見後,決定特別訂製環形變壓器,其正面與側面圖如下:

R-Core變壓器圖
此一R-Core變壓器的體積甚小,長(A)82mm,寬(W)66mm,高度(X)則為33mm,應該非常容易裝入一般DAC或前級機箱內。對於嗜玩音響DIY的朋友來說,R-Core變壓器應不陌生。它的音質表現早有公評,可惜產量少,價格也高,若非有一定數量的訂製,實在不容易取得。(註:已停止生產)
以上簡述DA-1716kit專屬穩壓板,在發表本文的同時,已將電路板送廠製作。即日起接受訂購,預計1999農曆年後正式出貨供應。