[心得] 電源系列(一) 簡易的濾波方式

電源系列(一) 簡易的濾波方式 1
壹、 前言 1
貳、 文獻回顧 2
一、 範圍與方法 2
二、 文獻整理 3
三、 小結 4
參、 電源線濾波理論的基礎與方法 5
一、 理論 5
二、 方法 6
肆、 濾波效果測試 6
一、 測試環境與方法 6
二、 測試結果 7
伍、 電源線濾波適用的範圍與條件 8
一、 適用的範圍 8
二、 適用的條件 8
陸、 結論 9
柒、 參考文獻 9

壹、 前言
前陣子大致上把耳機系統的三大件給定下來了。對於現在的系統，因為知道最弱項是耳機擴大機，因此，也已經訂製了。在三大件近期都不在會動到的情況下，為了繼續精進就開始處理電源部分。因為耳機系統的環境，不能拉專線或施工，對於電源的處理大致都在排插上動手腳，並且因為預算有限，也不能像版上大燒一般各式神兵利器隨便上。因此，如何在有限的預算底下，做有效的電源處理，即成為電源部分的難題。
對於電源，更具體可以分成兩的部分。首先，市電供電品質不佳；其次，器材間相互干擾，例如：PC訊源的雜訊干擾了DAC、擴大機。因此，想要處理電源就必須要透過隔離、濾波的方式來處理。
對於市電而言，其中一種處置方式是加設隔離變壓器，不過，因為環境限制，不方便使用。另外一種方式則是透過濾波排插。並且濾波排插的濾波效果也能有效阻隔其他器材間的干擾。但從過去的資料來看，使用便宜的濾波排插會有動態壓縮、破壞訊源的問題 ，而較好的濾波排插動輒也要五位數，買個兩個來用就要20K左右了，也超出預算。
如此一來，想要在有限的預算解決供電品質不佳的問題，似乎並沒有好的攻略。不過，後續參考了MY-HIEND網站的提到的，透過排插上足夠長的電源線，同樣也可以達到濾波的效果 。並且不需要特別貴的電源線，僅須夠粗、長的電源線即可以達成 。
因此，本文想要問的問題是在既有攻略中，找不到低價位並且能夠不造成過度濾波、有效提升聲音表現的排插底下，使用加長排插電源線方式進行濾波，對於耳機系統的表現如何？是否會造成過度濾波使聲音變得乾淨但欠缺層次、動態？亦即在有限的預算下是否存在一個方案可以正確的處理市電以及其他器材造成的雜訊、干擾，而不過度濾波？
為了回答此一問題，本文將先對於版上提到的透過排插進行電源處理的文章進行回顧，並做出回顧(貳)。接續介紹在MY-HIEND網站看到的透過電源線進行濾波的理論與操作方式(參)，並進一步測試其效果(肆)。在得知效果後，進一步說明使用一方案需要的條件與適用範圍(伍)，最後是結論(六)
貳、 文獻回顧
版上對於排插的討論，自2012年變開始了。並且從低價位到高價位的排插，都提供了一些參考心得。因此，在此一部分將先就PTT耳機版中，提到對於電源處理一環，排插部分的方案進行回顧與整理。
一、 範圍與方法
在進行文獻的整理前，必須先說明篩選文章的方法。首先，使用搜尋功能，下關鍵字為”排插”，先做第一輪篩選，將討論排插的文章找出。接著透過粗略的觀察，選出在作者在文本中有提到特定排插的聽感心得，至於未提供具體聽感的文章，因為無法獲取有效的改善具體效果，因此，予以排除。另外，推文有討論到的也並未納入討論，這是因為成本以及技術考量。
在上述的篩選方法底下，一共得到12篇關於排插的心得、文章，作為後續整理、討論的文獻資料。
二、 文獻整理
透過觀察上述提到的12篇文章，其中低價位常見的選項是蓋世特 ，其他出現的包括：小李的手工DIY排插 、TRIPP LITE ISOBAR 、edison audio 、谷津 AC FILTER 。以這些排插為低價位是參考911大提到谷津AC為適合初燒 ，進而以谷津AC價位5,800作為低價位的衡量標準。
在低價位的排插上，雖然有改善動態 、增加細節 、解析度 、聲音變乾淨 、消除(一點點)雜訊與毛邊的效果 ，不過，在低階排插設計上也會發現過度濾波導致的動態壓縮 、解析度變差 、甚至無提升感的情況 。
再來是中價位的排插，中價位同樣是參考911大文章，將低價位以上，以及尚未進入高階位的排插當作中價位 。因此，中價位的排插包含：kojo crystal 6.1 、古河ETP-60 、QB4 、Entreq Primer Bar Pro 。
在中價位排插的資料上，除了各自的聽感、調音走向外，還包含從低價位升級到中價位排插的聽感。就從低價位升級上來到中價位排插後，包含了動態改善、低頻的下潛變好、解析度增加、讓背景變黑等升級帶來的效益。其中以911大對於QB4心得一文中，對於升級的描寫最為詳細，其認為：「谷津AC笑ISOBAR沒FU，QB4笑谷津沒FU+吃細節+改變高頻音色」 ，並且提到升級到了QB4排插後，不僅不會造成音色改變、細節減少，也沒有動態壓縮的問題，反而是對於動態、細節帶來正面效益 。此外，到了中階排插也會帶來調音上的改變 。
最後是高階排插。對於高階排插的定義同樣參考911大的文章 ，以CARDAS Nautilus排插價格作為基準，抓取60000以及以上價格的排插作為討論的標的。在這個區間有資訊的排插包含：Cardas Nautilus 、Entreq 挑戰者排插3V 、TELOS 布蘭達排插 以及大燒私人訂製的排插 。
到了高階排插，除了要求動態改善以外，還更要求排插對於系統除了動態與音色外，做出其他的改變，例如：音場變大 、聲音密度變高 、優異的音響性能 等等。
三、 小結
回顧了過去版上對於排插的心得與研究，可以從低階一路到高階的器材，分別有不同的要求。在低階排插時，要求改善動態、消除毛邊等等，不過，要能同時滿足改善度動態、增加細節並且不過度濾波，依照資料，至少需要到中階排插才能夠滿足。至於要更進一步追求優異的音響性能，例如：音場、自然度、透明度，則需要進一步達到高階排插。
另外，如果將排插的改變效果進行分類，可以看到的是在音樂性(調音)、音響性的改善，而在音響性能的改善上，在低階時，僅能要求動態，到了中高階則可以要求聲音的綿密程度、空間感等。至於調音則是各家廠商的調音美學，在低階排插可能較難以觀察到，但中高階以後，則是因為廠家不同，產生不同的走向。
對於本文要處理的問題，透過文獻回顧的方式，可以發現，因為要處理的是濾波的問題，也就是說會反映在動態的改善，但不要過度濾波導致動態壓縮。亦即需要的是一個能夠在低價位，改善動態，但不需要中高價位全面改善音響性效果的方案。這也意味著，這套方案不需要向廠商買調音密技。
在上述的將問題更具體化之後，市面上仍然找不到可行的排插資訊。不過，在MY HIEND網站上看到的一個做法提供了另一種解決途徑。
參、 電源線濾波理論的基礎與方法
在MY HIEND網站上，psycho大提出了所謂的「電源隔離」方案主張透過法規排插與使用5米長度的排插總線 ，再透過他的接法就可以達成電源上改善的效果。並且，bchsieh大對此一方案提出了理論性的解釋 。使之跳脫了「音響密技」此類無法解釋、控制、重現的意見。此外，其做法的成本也相對低，成為解決濾波問題、改善動態並控制成本的有利方法。以下先介紹此一理論的理論基礎，並且說明實作的方法。
一、 理論
此一方案認為，透過五米長度的電源線作為排插的總線，能夠有效隔離市電、其他器材帶來的汙染。根據bchsieh大的解釋，其中背後了理論是：「…很長的電源線，本身就是RLC低通濾波器，當然具有隔離高頻雜訊的效果。…」 並且可以透過控制這段電源線的電感
值，來控制這段線能有有效的隔離效果：「經計算，5公尺長的2.5平方線材，電感值約為8570nH。而5公尺長的5.5平方線材，電感值約為8180nH。而如果將線材繞成一個直徑10公分，纏繞六圈的空心電感，只需要兩米2.5平方的線材就可以達到9270nH的電感值，或是兩米5.5平方的線材就有8390nH的電感值。」 不過，比電阻值過高，也會造成動態壓縮的效果：「直徑30公分繞五、六圈，假設您用的是2.5平方的線材，那麼線材直徑約為1.8mm，就可以在網頁內的N填上5 (意思就是繞五圈)，大D填上30CM (意思就是繞線的直徑，請注意單位是CM還是MM)，小d填上1.8mm (意思是線材直徑)，uR就保持1沒關係，因為銅線的uR非常接近1。這樣算出來的電感值是24500uH，比原來五公尺不繞圈的線材電感值高了三倍，當然缺點就會更明顯了。
所以不一定要直徑10公分，只要用上面的網頁，就可以依自己的空間大小和線材長度，繞出特定的電感值，也可以輕鬆嘗試不同的電感值，在自己的系統上找到優缺點的平衡。
」
此一理論代表了兩個意義。第一，電源線的電阻值，能夠作為濾波的手段。第二，使用者能夠透過控制電阻值，來達成想要的濾波效果。
再此一理論基礎底下，再行介紹psycho大的實際操作方式。
二、 方法
關於實際操作的步驟，psycho大的文章中，有非常詳細的說明，就不另行再作複製。不過，關於這套方案的理論推演，psycho文中並無詳細說明。因此，此一部分將結合上述提到的理論，做出詮釋。
Psycho大認為，從一般的避插出來必須拉一個總電排插，接著再從總電排插拉出給數位端用的數位排插、給類比端使用的類比排插、ddc排插，並且如果使用複數電腦或有使用網路交換器，還需要透過排插將這些數位端的設備彼此隔開 。
此一方案的理論基礎是透過電源線作為濾波功能，因此，想要理解此一方案首先，必須思考哪裡需要濾波？哪裡有雜訊？第一個雜訊來源是壁插，會有其他電路乃至於同一電路上其他器材的雜訊。第二，電腦會產生雜訊。再來其他數位器材也有可能產生雜訊，例如：hub。因此，必須透過總電排插將來自於壁插的、市電的雜訊給隔絕，並且將電腦、數位器材的雜訊與類比器材隔絕。因此，必須獨力拉出數位以及類比排插。最後，數位器材間的雜訊也必須要隔絕。
縱使理論推演上，這套方案是有效的，但耳機還是要以實際操、獲得的聽感為準。不然，看書、看圖、看報告就可以聽音樂了，不需要耳機了。因此，接下來將測試這套方案的實際效果。
肆、 濾波效果測試
為了正確評估這套方案的效果，因此，在第一次實驗時，將會盡量與psycho大文章的做法類似，確認有效後，再行變更條件。測試結果上確實能有效動態，並且不會造成音色的改變。
一、 測試環境與方法
考量到psycho大的做法被認為是有效的做法，並且避免因為實驗條件不同，導致效果差異。因此，第一次實驗將會盡量控制與psycho大的做法相同。亦即須要在法規的排插上做測試。如果確認有效，第二次則改變排插規格，在美規排插上做測試。
目前的系統是使用樂之邦Monitor 09 mark iii作為DAC，擴大機則是DROP THX AAA 789，耳機為YO-TRONIC KP2000。這些器材的都是中性、白開水、前端給甚麼就反映甚麼的特性。
為了測試動態是否有改善，首先，要測試能否反映哪個是大動態、哪個是小動態。因此，選的第一手測試曲目，在1：02與1：04~5間有兩個大動態，但是一大一小，並且差異甚小。透過這個曲目的測試就知道系統是否更能辨識大、小動態。其次，在高頻時，是否會有動態壓縮導致的高頻乾澀、尖刺。因此，選了一張大鍵琴的高頻錄音作為第二個音樂的測試檔。尤其需要注意，在音檔1：00中後，至結束為止，大鍵琴不斷的演奏出高頻的直接音與殘響，直接音是否尖刺、殘響是否豐富成為判斷高頻動態是否壓縮的重要因素。最後測試低頻是否有動態壓縮。在第三個測試檔的2：10~2：30秒左右，會有一個大鼓的鼓聲。請注意這個鼓聲的形體感是否凝聚或是鬆散，鼓聲造成的殘響是收束是拖泥帶水還是迅速消失，以及低頻的下潛與解析是否足夠。作為判斷的基準。
二、 測試結果
因為測試的項目有三，並且測試法規以及美規排插，因此，於下將分別說明測試的結果。首先，對於反映動態的能力。在是否能夠反映動態差異的測試上，在換上了五米長電源線的電源隔離方案後，明顯的可以聽出音檔中，最大的動態是在1：02秒左右，而1：03~05間為第二大。在尚未進行電源隔離前，即可聽出動態間的差異，但是無法輕易地聽出。亦即電源隔離方案對於動態反應能力上，有顯著的改善。這個改善如果用一個類比的說法，你用480P的畫質看電影當然也看得出人，但是用1080P就可以清楚分辨人的五官跟長相。大概是這樣的差異與改變。
再來，是高頻動態的測試，透過音檔二的大鍵琴錄音。在音檔的1：00直至結束，大鍵琴彈奏了一段複雜的高頻音色。在未使用電源隔離方案前，大鍵琴的琴聲，會顯得刺耳，並且大鍵琴透過演奏產生的高頻殘響也會與大鍵琴產生的直接音混雜、顯得凌亂。在接上電源隔離方案後，成功的將殘響與直接音分離，並且改善了琴聲乾澀的聲音表現，並且不會顯得刺耳。
最後，是低頻測試。在未通過電源隔離方案前，仍然可以分辨大鼓的鼓聲。不過，鼓聲敲下去後，產生的低頻殘響以一種鬆散、緩慢的方式向四處散開。在進行電源隔離方案後，同樣是在敲擊後，低頻殘想像四處擴散的聽感。不過，有幾個改變，首先，在殘響的收束時間以及表現更俐落與迅速，亦即對於鼓的殘響而言，聽趕上呈現敲其後往3D空間感散出去，但是不會過度蔓延、自然地消失的聽感；其次，殘響的分布也比較正確的分佈在大鼓敲出去後附近的空間，而非四處擴散，最後，就直接音而言，鼓聲的形體感也更佳。因此，低頻的動態壓縮也被降低了。
為了在實驗上避免是法規排插帶來的改善，同樣的，將法歸排插的電源總線，由五米改成三米進行同樣的測試。在測試的結果上，動態反應能力、高低頻的動態壓縮相較於原本使用一般的美規排插仍然有所改善。不過，與五米的法歸排插對比下，五米的效果更佳。在此項實驗之中，因為僅改變排插總線的長度，因此，可以認為是五米電源總線更能有效進行濾波、改善動態的直接證據。
總體而言，電源隔離方案能夠有效的改善電源雜訊、動態壓縮的情況，並且後續通過一般的美規排插進行測試也能有效改善，雖然效果上確實不如法規明顯。而單純改變排插總線長度的實驗則證明了，排插總線長度可以帶來濾波的效果。此外，此一方案也不會對於原本系統既有的調音，造成干擾，因此，可以說是一種純粹音響性提升的方案。
伍、 電源線濾波適用的範圍與條件
在測試過電源隔離方案中，關於五米的長電源線，可以做為濾波使用後，還要更進一步說明怎麼樣的系統會需要這套濾波方案，以及需要怎麼樣的條件才達成。方便回到本文的主要問題，是否存在一個不會導致過度濾波的低價濾波解決方案。
一、 適用的範圍
首先，此一濾波方案僅適用於需要提升系統音響性的作法。因為從實驗的結果來看，主要是改善動態壓縮、並且因為動態變好使得細節變多。而動態的改善，應該是屬於音響性能的改善。這也意味著，如果喜歡的是某一家特殊排插的調音，則並非此一方案要處理的問題。
其次，在測試上，不論美規或法規排插，單純的加長電源線均能達到濾波的效果。因此，部論是否使用音響級排插軍可以透過此一方案另作調整。
最後，目前耳機系統上使用的電供多為交換式電供。大瓦數的交換式電供本身因為較佳的供電能力，能夠提供較好的動態表現，不過，也會造成更多對於電源上的汙染。因此，透過濾波的方式能夠有效改善。但是如果是使用小瓦數的線性電源，是否會因為電源濾波的帶來的負面效益，即動態衰減，比起正面效益大，尚不清楚。
綜上所述，此一方案適用於，需要改善系統音響性(動態)，但又不希望做過多的調音的用家，並且對於會造成大量汙染的器材，例如：PC訊源，有著非常好的效果。至於如何確定自身系統是否需要這個改善方案，可以透過文末提供的三個音檔聽感，與前述文章所描述的聽感對比測試，用以確認自身系統在動態方面的性能。
二、 適用的條件
就電源的處理而言，整套電源隔離方案在理論上可以達到最佳的效果。不過，其中濾撥部分的效果是可以單獨拿出來用的。也就是說對於有需求的玩家，僅僅需要透過將電源線加長到五米(如果是細線需要更常)，或是透過其他方式達到與五米電源線差不多的電感值，即可以獲得濾波的效果。並且真正的核心應該在於電感值上，如果過高可能會造成過度濾波，而過低效果可能不佳。但這並非有或沒有的關係，而是程度上的差異。
陸、 結論
為了在有限的預算之中，處理電源濾波的問題。本文回顧了自2012年至今的文獻，並在
MY HIEND上看到具有科學性的做法。經過測試後，能夠將預算壓在2000元以內，達到電源濾波後，動態改善的效果。雖然並未能在系統上測試與中、乃至高階排插之間，就動態改善的差異，不過，單純就是否能改善動態、細節，並且不造成音色改變這幾個標準而言，確屬成功。
當然此一方案也有其限制，包含：不能做音樂性上的調整、對於線電可能有負面效果等等。亦即並非改了以後就可以飛天遁地。但音響性上的改善效果，可以幫助我們更接近音樂的客觀現象，並且十分具有性價比。

https://drive.google.com/drive/folders/10d2pP2CwzxlxdTuvRLzfuW8aUXvfAVIf?usp=drive_link

附上連結包含測試用的音樂檔以及文章的PDF檔。
為美好的2024年獻上此文。
柒、 參考文獻
1. 從 JPLAY CAT角度，音響硬體之最低標準 與 後續精進方案 - 第2頁,
https://www.my-hiend.com/vbb/showthread.php?8750-%E5%BE%9E-JPLAY-CAT%E8%A7%92%E5%BA%A6%EF%BC%8C%E9%9F%B3%E9%9F%BF%E7%A1%AC%E9%AB%94%E4%B9%8B%E6%9C%80%E4%BD%8E%E6%A8%99%E6%BA%96-%E8%88%87-%E5%BE%8C%E7%BA%8C%E7%B2%BE%E9%80%B2%E6%96%B9%E6%A1%88/page2
(last visited Feb 5, 2024).
2. 從 JPLAY CAT角度，音響硬體之最低標準 與 後續精進方案 - 第3頁,
https://www.my-hiend.com/vbb/showthread.php?8750-%E5%BE%9E-JPLAY-CAT%E8%A7%92%E5%BA%A6%EF%BC%8C%E9%9F%B3%E9%9F%BF%E7%A1%AC%E9%AB%94%E4%B9%8B%E6%9C%80%E4%BD%8E%E6%A8%99%E6%BA%96-%E8%88%87-%E5%BE%8C%E7%BA%8C%E7%B2%BE%E9%80%B2%E6%96%B9%E6%A1%88/page3
(last visited FeXb 5, 2024).
3. [心得] 初燒的排插分享, PTT 批踢踢實業坊,
https://www.ptt.cc/Headphone/M.1657541579.A.E88 (last visited Jan
29, 2024).
4. [閒聊] 近日敗家~DT1350+排插, 分離線番外篇, PTT 批踢踢實業坊,
https://www.ptt.cc/Headphone/E.gAtAZOa5_H94 (last visited Jan
29, 2024).
5. [閒聊] Cardas Nautilus 排插, PTT 批踢踢實業坊,
https://www.ptt.cc/Headphone/E.-vsEnrSRFh7Q (last visited Jan
29, 2024).
6. [心得] 排插使用心得 ISOBAR & 蓋世特, PTT 批踢踢實業坊,
https://www.ptt.cc/Headphone/E.3IGBd29iXHrA (last visited Jan
29, 2024).
7. [心得] 排插副本 (壁插、排插、排插線), PTT 批踢踢實業坊,
https://www.ptt.cc/Headphone/E.1EgsocKoe5co (last visited Jan
29, 2024).
8. [心得] 小燒回顧 TT2 農夫排插 CCUD PSU模組線, PTT 批踢踢實業坊,
https://www.ptt.cc/Headphone/M.1630418735.A.8DB (last visited Jan
29, 2024).
9. [心得] Cardas Nautilus 排插, PTT 批踢踢實業坊,
https://www.ptt.cc/Headphone/E.BvG70IYFaBOc (last visited Jan
29, 2024).
10. [心得] Quantum QB4 排插, PTT 批踢踢實業坊,
https://www.ptt.cc/Headphone/E.FXE-Zc_Yyqfg (last visited Jan
29, 2024).
11. [心得] TELOS 布蘭達排插, PTT 批踢踢實業坊,
https://www.ptt.cc/Headphone/E.y2p_NyWM7hpk (last visited Jan
29, 2024).
12. Re: [請益] 排插試聽, PTT 批踢踢實業坊,
https://www.ptt.cc/Headphone/E._rIqwvasWnLw (last visited Jan
29, 2024).
13. Re: [心得] Cardas Golden電源線, PTT 批踢踢實業坊,
https://www.ptt.cc/Headphone/E.zfZ3BHh_CCVk (last visited Feb 5,2024).
14. [心得]農夫Entreq Primer Bar Pro排插, PTT 批踢踢實業坊,
https://www.ptt.cc/Headphone/E.L1T_b_idbs20 (last visited Jan
29, 2024).

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系統的調整非常的複雜，除非是完整複製某一套系統，否則因為每個人系統（三大件、配件等等）各不相同。 因此，並不會因為上了PSYCHO 大的電源隔離方案，就殺音響，。此外，文中也特別說明，本文主要在探討濾波的部分。也就是說就算沒有在電源隔離方案底下，夠長的電源線，還是可以產生濾波效果。只是效果如何，還需要測試。