文 •吳立民•
原本我們對OP製作的機器是有些不屑一顧的。
不過在MBL、Cello、Mark Levinson相繼以OP進行電路設計後,此一觀念逐漸轉變──OP似乎也可以很好的,就端看設計者的操作方式是否正確?是否賦予極度敏感的OP一個寧靜且沈穩的工作條件。
對於初學者來說,以OP來簡化電路難度也是幫助學習的好法子。對於初學者來說,如果缺乏洗PCB的經驗,要他空手在萬用板上拉接複雜的電晶體電路是有些困難,儘管電路 架構再優異,無奈就是難以裝響一部前後級。
所以在我們的追擊計畫中,就是希望引介幾種特性優異、價格也算廉宜的OP,從前級到後級,逐步以最為減化的方式完成裝置。在我們有了實作基礎,再以OP+FET複合或純晶體拼湊的方式設計『另一種型式』的音響器材。
『另一種型式?』我們強調如此。因為以目前半導體技術而言,OP已能提供相當高段的音質表現,無論從音色到音場定位的呈現,都未必遜色於純晶體設計──所以我們只能將它們區隔為不同類型的設計,並無所謂聲音優劣的必然性。
尋尋覓覓找OP
大約在一年前,張元龍BBC與我開始積極的找尋高品質OP,又因為彼此的用量大,因此必須考慮價格因素。張兄找OP的目的,在於實現他那心目中前級的理想(如下圖)。
透過緩衝─音量控制─增益─緩衝的設計,可以將前級的輸出阻抗拉到最低(迴授量高之故)、輸入阻抗拉到最高。同時也減少不少音量控制器匹配的問題(音量電位器的阻值,約比前一級輸出阻抗高十倍、比後一級輸入阻抗低十倍)。不過這樣的架構,其實有很多零件上的問題有待克服:
1. 雜音、失真:串接三個OP放大級,一連串的的雜音、失真被下一級放大,其嚴重性可想而知。因此必須盡可能選擇超低失真與雜音的品種,以實現此一架構的理想。
2. 偏流:我們都頗為崇拜Cello將輸入阻抗拉到百萬歐姆的作法,但模仿起來問題多多。不談雜訊的感染,光是直流偏移就讓人大傷腦筋。什麼?FET不是電壓控制元件、不吃電流的嗎?理論如此,但無論FET輸入OP設計得多優異,總難免要吃一點電流,我們只能求這個電流盡可能小,小到影響微乎其微。
至於我找尋高質OP的用意,則是希望用在濾波器──主動分音、DAC輸出端的低通濾波還有模仿Cello的調色盤。Cello有一款調色盤的簡化版Palette Pre就是採用OP為主軸設計,據說編號是Burr Brown OPA627。可惜我們實在無力忠於原著仿製,OPA627單一售價進千台幣,而全機大概將近20個OPA627,花費實在非常驚人。
所以我們必須找一個性能夠好、價格夠低的OP,然後一次多買幾個,以後前級、等化器、分音器、DAC都全靠它啦!
意外的發現
我們原先的目標是Burr Brown OPA604(吳南震兄也寫了一篇簡易前級製作),單一60~90台幣的售價還算合理。就在我們準備與台灣代理下單前(好大的口氣!其實我們大夥認捐的結果,也不過數百只的量而已),好友從BB的站上挖來一個OPA134──規格似乎不錯,但編號並不熟悉。於是拿著薄薄的幾張DATA SHEET,先出國看CES,回來再作打算。
很訝異的是,就在CES會場看到不少High End級數的的器材採用OPA134設計前級線性放大與唱頭放大。印象較深刻的是國內初代理的SUTHERLAND,類似的前級設計似乎在會場上屢屢發現。回到旅館,翻閱OPA134資料,果然是超低失真!0.00008%,當真嚇死人。而雜音指數也較OPA604低百分之二十,除了正負電壓沒有辦法拉到24伏特以上外,OPA134其實非常適用,尤其適用在多只OP串接的場合裡。除此之外,其偏流僅需5pA,更僅是OPA604的十分之一!
以我們目前的作法,很少讓OP承受到18伏特以上的電壓,也多半不需要如此龐大的動態範圍(目前後級增益也有提升的趨勢)。純FET輸入的OPA134可以說是完全合乎理想,就算不是最完美,把它擺在機器裡至少夠面子,在零件箱中堆上幾十個庫存大概不算壓力。
實際使用方法
OPA134還有Dual包裝的OPA2134與Quad包裝的OPA4134版本,由於早年採用TL074的慘痛教訓(那怕四個內部OP壞一個,還是得整個換掉。這還不打緊,維修時的痛苦才讓人煩惱),我們還是選擇單一包裝的OPA134,比較保險。當然,由每個OP處理自己的分內工作,對於串音的影響也能降到最低。
張元隆的前級其實已經唱歌好久,唱得相當好聽──本來我的Cello Duet 350由於輸入阻抗高達1M,前級幾乎是可有可無──說是阻抗匹配吧,哪部前級有1M的輸入阻抗?(除非他自家的)至於增益,搭配的Apogee Caliper Signature也屬高效率,實在無此必要。不過在張兄此一架構的前級下,整個聲音的實體感大增,音色也有豐富的彈性與厚度,音樂骨架較為豐腴但並不過份,相當、相當好聽。
張兄的前級一口氣用上六個OP,早期用OPA604、如今則換上OPA134、聲底不變、但由於寧靜度提升,高頻以上的細節也明顯浮現。另外一個好處是,整部前級的直流問穩定性較佳,早先用OPA604還偶有直流偏高的問題,如今則大幅壓抑,聽起來很讓人安心、也比較適合初學者裝配。
此一前級已畫成PCB,近期內會於設計者撰文公布。至於是否洗幾片PCB來玩玩,就看看讀者們的反應了。對於心急的讀者,我們先公布下面兩個基本電路:
一個是緩衝級、一個是增益級,都是非常基礎的OP應用。建議新手可參考吳南震兄在本站發表的OPA604前級一文,應該不難理解。
配合我們即將進入的超級DAC計畫(已發展至第三版,將AD1890納入設計,已大幅降低Jitter。AD1890 DSP已取得),我們應該會提供OPA134給有興趣的讀者,只不過我們三、五好友正在考慮由誰出面供貨──跑郵局!
兼談DAC計畫
未來,OPA134不僅應用在DAC與我希望在幾個月內依照調色盤中心頻率與各段增益為藍本的等化器,本站主筆林千智兄即將推出的超低音電子分音也應該可以採用,因為我們決定送他幾個OPA134玩玩。根據與總編蔡兄的商量結果,只要有人主動提供本站文章(最好還附PCB圖,放心,版權是您的),我們將會盡可能的提供零件以為酬謝。當然,對於任何特殊零件,如果大家有興趣,在我們蒐集到一定的數量後,也可以直接與代理訂購。
附帶一點,雖然DAC計畫才剛展開,不過我們的零件倒是到了。以樣品名義進的,數量當然不多,價格好像也不算高。其中接收晶片CS8412數量較多,因為我們猜想許多讀者都已經拿到Crystal的免費Sample了。至於CS4390,則少得多,因為我們暫時也不打算擴大規模經營,幾個狐群狗黨不是當兵就是唸書,也都能力有限,無法一口氣進一堆零件庫存。
對了,無論您採用未來發表PCB或萬用板接DAC,我們都建議使用高質IC座,以便日後更換──放心,死不了人的。Crystal原廠的Evaluation Board不論OP或TTL、接收晶片、DAC晶片,通通都是架在IC座上。這樣日後才方便更換PIN Compatible的晶片,如CS8414(目前仍未有DIP包裝),或96KHz/24bit數位/類比轉換IC。或者以後有讀者或我們推出更為先進的設計時,便無須再花費購置IC。