化茧成蝶，可与言诗——沐声DA005解码器用家手记（此贴阅读量异... [复制链接]

系统电源
电源对于音响系统而言，至关重要。沐声从DA001开始，就一直非常重视电源设计。比如，双50瓦环牛供电、数字模拟电路分离供电、优质整流管、优质电解电容，以及多路独立稳压电路、镜像恒流源电路，等等。
DA005在电源设计方面，又有了新的突破，采用超级电容+电源管理系统，打造高质量的5V电源专供数码电路使用，对声音素质与韵味的提升，具有巨大的贡献。2017年的时候，享声D300REF率先采用了超级电容供电，但没有沐声做得这么彻底。所以做一个重点介绍。
超级电容作为一种新材料、新器件，能在较小的体积内做出巨大的容量（法拉级），同时具有很强的充放电能力、极低的内阻和较大的温度适应范围（尤其是低温），应用前景广阔（重点是新能源汽车）。

不过，由于其原理、结构，决定了单个超级电容的耐压很低（有2.5V、2.7V两种），如果工作电压高，就必须多只串联提高耐压，但同时其电容值因串联而锐减。
例如，一只耐压2.5V、100F的超级电容，如果要在20V状态下工作，考虑安全裕量，需要10只串联，耐压提升到10X2.525V，但同时其电容值下降为100F/10=10F。同时，成本急剧上升，安装体积加大，所以适用范围受限。

音响领域中，超级电容非常适宜于数字电路（数字转盘、解码器的数字部分），所需工作电压一般为5V（另有3.3V、1.5V，可通过LDO实现）；不适合功放、前级或解码器的模拟部分，模拟电路工作电压一般在12~15V到几十V范围；至于胆机动辄上百V的工作电压，就想都别想！

音响器材中超级电容供电，无论是技术指标还是实际听感，都大大优于电池供电。所以，这是一个值得关注的发展动向。

先COPY沐声淘宝店的官方说明（附原理图）：
一、全新设计的电源系统
    音响系统里的电源，极其重要。我们为DA005设计了高级电源再生系统，犹如两个蓄水塘，一组放水的时候另一组蓄水，循环交替。在精心设计的控制逻辑下，蓄、放是完全隔绝的，互不影响，从而可以在很大程度上避免市电杂讯对DAC主电路的影响。而另一方面，由于使用传统的铁芯电源变压器供电的电路都存在负载调整率差的问题，进而导致声音动态被压缩，密度不足，新的电源系统则不存在这种问题，安静、充沛、高素质的能源供给DAC电路，可以重播出最为真实的声音。

这个问题我非常感兴趣，估计不是沐声的创新，可能是学习借鉴国外的技术，但在国内绝对属于首先运用。为此，专门向李总请教过具体的细节，大致是这样的：
1、选用了6个50F的超级电容，3个一组，形成2个耐压7.5V、容量16.6F的电容阵列（图中1号、2号水塘）；
2、用FPGA编程电源管理系统，控制隔离开关通断；
3、1号水塘给数字电路放电时，事先与充电电路断开，从而与电源变压器隔离；此时2号水塘与数字电路端断开，进行充电；
4、1号水塘放电到一定程度（电压下跌一定幅度），2号水塘自动接入供电，然后1号水塘与负载切断，转入充电模式；
5、每组水塘的供电时间循环周期：李总说是1分多钟，我观察和估算的数据应该是大于30秒、少于60秒。总之单个水塘供电周期是数十秒，相对于隔离开关毫秒级的通断时间而言，很容易实现无缝衔接。
通俗地理解，这种电源方式，就是交警提示的“开车不喝（mo）酒（nai），喝（mo）酒（nai）不开车”,原理上非常先进、科学，实际效果也相当出色。

简单科普一下法拉级电容的容量
1F=100万微法
一般小功耗（20~30瓦左右）的器材，如CD、数字转盘、解码器等，每路电源的滤波电容用4700~10000微法即可；大功率器材（如功放后级），滤波电容可能用到10~20万微法。英国器材比较小气，标称60~100W的功放，所用滤波电容往往就是2~4万微法。当然也有变态的设计，比如报价RMB20多万的二嫂EsotericK-01XS顶级转盘，所用滤波电容总计达到207万微法，大约相当于20台大功率后级的用量。
而这207万微法是多少呢？2.07法拉而已。
一般解码器数字电源的滤波电容，大概1万微法足够；而沐声DA005所用的超级电容水塘，是16.6法拉=1660万微法，相当于普通机器的1660倍。
这么一比较，大家心里就大致有数了。

这个超级电源设计，目前在国内应该是第一家、也是唯一一家，是DA005的一大看点、卖点，可圈可点！
享声D300REF，使用3个超级电容（串联为一组），在线充电、放电，未能做到沐声DA005的彻底、纯净。
这种超级电容组成的优质电源系统，未来在HIFI领域的运用将会越来越普遍，值得期待。

不过，沐声官方称之为“电源再生系统”似有不妥，容易与“再生电源”混淆，不如直接叫“超级电源系统”。

强调：DA005的超级电源系统只供给5V数字电路部分，模拟电路仍然采用传统的方式。
由于超级电容需要充电才能工作，长时间关机后再次开机(比如头一天使用后次日再开机)，大概需要2分钟时间充电才能工作，此时VDF屏幕会显示charging。

电源部分的其它设计也是非常优秀的
1、双环牛供电，数字、模拟彻底分离（连电路板也分离设计）。
2、数字电源变压器采用优质的Talema50瓦环牛，目前国内外HIFI器材多数都采用Talema。
3、模拟电源变压器采用定制的7N铜镀银环牛，容量估计应该是80瓦的，至少也有50瓦。估计是在深圳SIMON定制的西门牛，价格比Talema昂贵数倍，但物有所值，是国内能买到的最好的电源变压器。我以前在DA004上用过5N银的西门牛摩机，效果确实很明显。至于DA005选用7N铜镀银环牛而非5N银牛，估计是校声的考虑。
4、一律使用肖特基二极管。
5、精选主滤波电容，数字电路部分大概是ELNA for audio，模拟电路则使用了蒙多福。
6、18路独立稳压电路供电
7、关键部位大量使用快晴、M-Cap、MIT等补品电容和JENSEN银线等校声。（后续再谈）

功耗与散热
我去年发现温度对音响器材音质的重要影响后，认为温度是决定声音的关键因素之一，其重要性不亚于电源、线材。一年多时间试验下来，确定45度的机箱温度是保证声音、兼顾安全性和适用寿命的最佳温度。
所以，对于小功率的转盘、解码器和前级，发热量小、正常使用温度不能达到40度以上高温，所以必需外置加热升温，无论春夏秋冬都使用2只50瓦的电热杯垫外置加热升温。
因此，对于器材的功耗格外留意。DA005刚推出时，网店介绍和产品说明书均标注功耗为16瓦，我不太相信，因为DA004的功耗是20瓦，DA005不应该这么小。

于是次日开始实测功耗，结果有了个有趣的发现：
DA005的功耗，不是恒定不变的，而是有规律地跳变：在显示屏关闭的条件下，有30秒左右功率为30瓦，随后跌落到18瓦，持续时间27~30秒，反复循环这个过程。大致以1分钟时间为周期，30秒为30瓦高功耗，27~30秒为18瓦低功耗（用秒表计时5次，都是如此）。

开始觉得奇怪，后来想到超级电源的结构，很快就明白了：当超级电容充电时，整机功耗为30瓦；超级电容停止充电时，整机功耗18瓦。平均24瓦，显示屏如果打开，功耗会增加1.5瓦。所以，整机的平均功耗应该是25瓦。

当晚，通过旺旺与李总联系，谈了这个问题。李总说测试功耗时用的是样机，模拟电路的电源变压器比厂机电压低一点，而且当时只简单测试了一下（低功耗器材的实际功耗，无论用户还是厂家都不怎么关心），功率16瓦（正好遇到低功耗周期）。后来李总验证之后，很快把官方说明中功耗数据改为25瓦了。这种认真听取用户意见、从善如流的做法，是沐声一贯的作风，也是赢得顾客满意与顾客忠诚的原因！