圖文易讀版
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前陣子常用的雙電源電供 (agilent E3631A, 原廠號稱的漣波峰對峰值 20-20MHz是小於
2mV, 不過手頭這台有點瑕疵, 搞不好根本不到這個規格) 掛掉了, 正好手邊還有不少
317/337 的穩壓模組, 買來嘗鮮的 TPS7A4701/3301 的低噪 LDO 模組也收到, 就順勢弄
了一組簡單的正負 12V 電供, 順便把手邊有的線性電源量測一番. 用耳朵來驗收 TPS
LDO 模組的效果.
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AC 進來先透過一組外掛 A2151A/C6011A 電晶體(電壓調節還是靠 317/337)的大功率整流
穩壓模組, 然後將直流輸出給 LDO 模組整成 op-amp 耳擴線路需要的正負 12V. 原設計
是變壓器輸出 15VAC (過二極體整流完大概 20V) 過 LM317/337 整成 16-18V , 最後再
饋入 LDO, 不過手邊只有拆來的 AC12V 就將就用了. 理論上 LDO 的壓降其實可以很低 (
幾百個 mV ), 不過測試上輸入電壓高一點後面比較有調整空間. LDO 負電壓的
TPS7A3301 透過兩根外接電阻比例就可以調出需要的電壓, 4701 則是版子買來就做好指
撥開關方便切換 IC 內部的迴授電阻對, 改成跟 TPS7A3301 一樣的調整方式好像也不會
比較好就不改了. （IC 內部的參考電阻一定比較穩定啊）
系統整體照
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耳擴的線路基本上就是 GMP450pro 專用 OP 擴 （文章代碼 #1N2EgIAb）
(之後 layout 成 PCB 每個聲道會用三組 op 當 buffer, 還會把 LME49710 改成
LME49990 來試試), 目前的版本簡單拿銅板挖孔搭棚焊件, 配合 RCA 鍍銠頭和
Nuetrik 的 6.3 自鎖座
銅板挖孔卡IC座再點膠黏住, 很多高速的OP線路都建議 OP 底部不要鋪銅, 就這點這種固
定方式 Layout 邏輯是相似的
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銅板搭棚在焊一端接地的電容或電阻非常方便
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這是我很喜歡使用的一種輔助固定材料, 加熱到 60-70度可塑型的樹脂
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可以拿來支撐電容或者固定線材, 乾燥之後會變成乳白色, 又比熱熔膠好去除
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假組試一下空間夠不夠
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背面搭棚照
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普通的塑料外殼，鑽孔比較快
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最後噴上防氧化的透明漆, 等固定架硬化就完成. 嚴格說起來上蓋應該還要鑽孔留換 OP
的孔位. 這個擴大概也聽 200-300 hr 以上, 配合 450pro 聲底走向清亮通透, 動態表現
不俗.
接下來簡單介紹一下我測試線性電源的方式: 基本上參考 JEITA RC-9132C 對於交換式電
源特性量測的規範, 電源輸出用 60cm 長 24 AWG 的多芯線對絞, 末端加上 47uF 電解電
容與 0.1nF 陶瓷電容當成負載順便多砍一些高頻雜訊
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主要量測儀器使用 LaCroy 200MHz,2GS/s 配合 6MHz (1:1) 探棒在 AC 1Mohm 檔位量測,
順便開 20MHz 數位濾波多擋掉一些高頻雜訊. 嚴格說起來應該要用差動探棒配合做好
阻抗匹配的 BNC 線用 50 ohm 檔位來量, 不過示波器用3轉2接頭這種骯髒手段勉強能量
到需要的資訊. 另外我也試過用六位半的裝上型電表來量測, 不過大概只能反映出
0.1-10Hz 的雜訊浮動, 大約都在 50uV-100uV 之間, 其實無法很好的判定出
LM317/337 與 TPS7A LDO 特性上的差異.以下大概測量了幾種常用(工業 or 學術意味)
線性電壓源
1. 美商國家儀器的可程式控制 smu 卡 pxi-4132 , 0-100V, 2W, 規格漣波峰值: <70
uV_pp (0.1-10Hz) 建議售價:16萬
2. Agilent (現在變成 Keysight) E3646A, 0-20V, 1.5A , 規格漣波峰值: <5V_pp
(20-20MHz) 建議售價: 3.8萬
3. 明緯交換式電源 DRA-240, 24V, 10A, 規格漣波峰值: <80mV_pp (類 JEITA 測試,
20MHz) 建議售價: 1千
4. 大電流 LM317模組 （文後稱 LM317-A）, 建議售價: 四百
5. diyResearch 的 LM317 迷你雙電源 （文後稱 LM317-B）, 建議售價: 三百
6. smt 元件+ 固態電容小電流 LM317 模組（文後稱 LM317-C）, 建議售價: 一百
7. 大陸製 TPS7A4701/3301 LDO 模組, 使用貼片鉭電容, 建議售價: 五百
以下先列出測試數據與結論：
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這裡的 rms 在示波器 AC 1M ohm 量測下可以理解為 standard deviation （其實表格裡
不能寫 rms , 會造成混淆，不過圖懶得改了） 簡單講固緯的交換式電源基本上規格標
示算是有良心（我也量過一些雜牌機, 能符合規格的真的不多）, 但是以交換式電源作為
前級饋入任何線性穩壓模組都很難有效地降低雜訊峰對峰值。架構跟選料夠好的 LM317模
組不遜於超低雜訊的 TPS7A LDO (diyResearch 的板子令人驚豔), 輸出端的濾波電容應
該是關鍵，之後大概會以固態電容或鉭電容配合 WIMA MKP 來設計. 推測目前可以作到參
數最好的組合應該就是 環變 -> LM317 -> TPS7A LDO, 最近也進了一批 UCC 的 Golden
Reference Regulator , 估計這塊板子的雜訊也是超低等級.
工業用的可程式控制電壓源認真講我覺得不會比作到極致的電源好，其價值大多體現在高
電流輸出, 高精度的 A/D (回授控電壓) 跟 offset 補償之類的 （保證面板設定的數值
誤差量年變化或溫度係數只有幾 ppm 之類的）, ripple 表現也就一般般。 當然也可以
拿這種電源作為第一級穩壓整流，你會發現這類機台的 60Hz 抑制比都非常好，只是成本
相當高。另外值得一提的就是各家對於雜訊漣波的定義不太一樣，有的給的是 0.1-10Hz
, 這個比較接近一般op 放大器給的 spec, 通常都是接一組帶通濾波器再餵給量測儀器.
不過我覺得比較有參考價值的反而是 20-20MHz 這種的，這一項比較容易看得出差異。
很常見的程式控制電源 Agilent E3646A
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高頻雜訊明顯就比較多
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很出色的diyResearch LM317/337 模組
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60Hz 不夠乾淨不過已經很棒了
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目前的暫時固定下來的最佳配置
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再改用更好的變壓器跟 60Hz 的處理應該還能改善
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keces 的 pcm2706 DAC, 用的三端子穩壓是 1086, 量測的結果很糟糕
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不論 stdev 還是峰對峰值都比較高，不過至少有 Agilent E3646A 的水準
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最後在聽感上，我認為 TPS7A4701/3301 在我的系統上還是優於一般的 LM317/337 ，整
個舞台感與空間感有變大的，動態對比較大的交響表現不錯（背景黑，大音壓的地方還不
會爆掉，整體活生感不錯）反應前端的能力好像有更好一些（A/B test 還不夠多所以可
能只是錯覺，也沒有十萬級的 dac 老實講只能挑掉不好的)。整個系統最神奇的地方應該
搭配低頻量感相對少的 450pro 來播放一些有壓縮過的 live 錄音的時候會有很立體的效
果，比如說あおむし（二木蒼生） 2014/03/09 新橋りぼん歌劇団 （
https://youtu.be/ff8rjdc-5D4） 這個錄音就可以很明顯感受到舞台空間的感覺，一樣
的前端捅過 X2,HD600, K7XX 堂音跟殘饗聽起來都不太對勁, 讓它變成我唯一可以用來隨
便聽 youtube 的系統 （感覺走偏了但是很好用）. 另外一段我很喜歡的 live 錄音是
Aya Matsuura ( 松浦亜弥 ) - Melodies ( メロディーズ ) Live （
https://youtu.be/Xq6zHkRMjeo），或者像 ベン・トー OP「LIVE for LIFE～狼たちの
夜～」（https://youtu.be/Fz5jSYZfuHk） 這類加了大量電子合成的音源（布袋戲很多
都這種，霹靂的原聲帶我大概從 99年收集到 08年左右）很多用好一些的系統放起來都很
空洞或者說不耐聽
電路性能方面我認為線性電源的關鍵除了雜訊峰值以外，也許動態響應的部份才是關鍵，
以規格上提到的就是 load transient 這項參數，觀察穩壓模組在輸出電流由零切換成負
載值（通常是 1A 或者 1.5A）輸出電壓的變化狀態, 這項參數感覺是 CMOS LDO 與傳統
三端子穩壓 IC 有比較大差異的地方
這是 TPS7A4701 的 load transient, C_out=10 uF
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這是 LT317 的 load transient
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當然你可能會懷疑一個量測設定在輸出 15V, 一個設定在 3.3V 可能不太公平，不過我覺
得兩者的 load trasiient 根本不同一個檔次，TPS7A4701 在這方面應該要遠勝過一般的
317 才對。這部份的測試就等我弄好 UCC 穩壓套件和測試治具再跟大家分享吧