淺談音量VR - A Type or B Type? Which one is better?－不務正業的Marketing

淺談音量VR - A Type or B Type? Which one is better?

文章日期：2011-01-26 12:34

先講個小故事也順便帶出為什麼想寫這篇文章

許多年前在一個音響迷聚會的場合聽到有位年紀稍長的同好在"講古" 大約的意思是說他的一部擴大機有雜音之類的小毛病他找了一個DIY高手幫忙解決不只雜音的問題解決了連帶擴大機的推力也增加了許多(以前要把音量轉到12點鐘方向現在只要轉到9點就好推力好像大了一倍不只...) 他說這是那位DIY高手的"密技" 強力推薦在場的所有人一定要試試

一來他說的那台擴大機很平常一般稍有玩機的應該都玩過二來那位DIY高手大家似乎也蠻熟的感覺"沒那麼高手"吧呵呵在座幾位較有電學底子的同好猜想應該是把前級的增益(Gain)調大吧這位年紀稍長的同好雖稍有玩機經驗但從平常的言談中大多給人無所立論與偏執的感覺他總是覺得自己講的都是對的他總是可以發現驚天動地的"密技" 呵呵大家大多聽聽就算了反正當做喝咖啡聊是非不用太認真吧

因為在座有一二位較資淺的同好被他講的躍躍欲試準備花錢找DIY高手改機也有人提議把機器拿來給其他人研究一下比較妥當經過了一些時日聽到這件事的後續為過幾天之後有資深前輩把機器拆開研究了一下從焊點檢查發現只有音量VR的焊點有重焊的痕跡在放大線路部份完全沒動到

呵呵水落石出原來只是原來擴大機的A-Type音量VR有雜音在換新VR時改成用B-Type的這位資深前輩也打電話去跟那位DIY高手確定了一下呵呵那位所謂DIY高手也故作神秘不願正面承認只說是"密技" 呵呵最好是啦呵呵

之後資深前輩把自己的檢查結果與A/B Type VR的差別跟大家說明了一下但那位年紀稍長的同好不知是聽不懂還是不願接受事實聽完忿忿離去嘴裡一直唸著"你們都不懂啦" "我聽起來明明就差很多怎麼可能只有改一顆VR而已那有那麼簡單" ...

資深前輩為了驗證他的觀點也找了一台類似的擴大機當場換VR給大家當場比較(其實如果沒把數學忘的精光的人在旁人稍加解釋的情況下應該都能了解以下那幾條曲線的意義吧)

唉! 悲哀呀!

悲哀的是什麼? 一種"自以為發現驚天動地密技卻不願接受事實與學習的偏執" 與好幾個"盲目的追隨者" VR當然可以從A-Type改成B-Type 但總應該了解原理與事實而不是相信"無法說出口"的所謂"密技"而盲目的追隨吧

(音響界當然有"密技" 但這種可以輕易解釋了解的原理不該是"驚天動地的密技"吧更何況只是換顆VR 卻以"密技"模糊帶過跟人收取不低的費用真的有點過頭了)

其實大家上網搜文大約可以知道A-Type是對數型而B-Type是直線型但二者曲線長怎麼樣差別在那裡似乎很難領略

我想這張圖可以清楚說明A-Type與B-Type VR的主要差異了

先說說這張圖怎麼來的我是以三用電表實際量測並用EXCEL列出資料並轉出圖表

基本上我是用如圖一的那二顆台製VR 一顆是50KA (50K歐姆 A-Type) 另一顆是50KB (50K歐姆 B-Type)

這二顆VR都是40格(從最小順時鐘轉到最大共40格) 我把40格的VR輸出歐姆數都量測再量化為我們常用的音量控制方式(幾點鐘方向)來表示

所以上圖X軸為音量控制的幾點鐘方向(最小是7點鐘方向順時鐘旋轉最大為5點鐘方向) Y軸為VR的輸出阻抗(單位是K歐姆)

50KA(A-Type)為藍色線 50KB(B-Type)為綠色線 在音量控制轉到12點鐘方向時 可以看到A-Type VR阻抗為8K歐姆而B-Type VR阻抗為25K歐姆 (相對的如果要讓A-Type VR達到跟B-Type一樣的25K歐姆時那A-Type VR要轉到約2點半鐘的方向 )

這代表什麼意思? Vout=Vin*(Rout/Rin) 即輸出電壓Vout與VR的輸出阻抗Rout成正比所以您可以清楚了解一樣是把音量控制轉到12點鐘方向的時候使用B-Type VR會比使用A-Type的音量大很多 不是擴大機本身推力變大而是VR的阻抗曲線改變讓音量控制的參數變大而已 (以前使用A-Type VR時要轉到12點鐘方向現在使用B-Type VR只要轉到9點鐘方向就一樣大聲所以感覺上會以為推力變大唉!)

關於VR的腳位我想很多人都會被搞亂 ALPS VR還有標腳位1-2-3 但一般簡易型VR都沒標

更麻煩的是上網搜文尋找VR腳位常會因"定義"不清楚而搞混譬如"旋柄朝前還是朝後" "腳朝上還是朝下" 總共有四種組合如果定義不清楚那會把GND與Vin搞反的 (上圖的實例是 旋柄朝前腳朝下 從左至右如ALPS VR腳位標示 1-GND / 2-Vout / 3-Vin)

上圖大約可提供圖解與簡單量測方法

1. 如果是3腳單連VR(或2排共6腳的雙聯VR) 中間腳應該就是Vout (Signal Out)

2. 1-3腳之間的阻抗值是固定的(如果是100K歐姆VR 那1-3腳量測起來就是100K歐姆左右) 不會因VR旋柄旋轉而改變所以最常搞亂的就是1/3腳(GND與Vin) 基本判斷原則就是GND與Vout(Signal Out)二腳間的阻抗會隨旋柄順時鐘旋轉而變大 所以把三用電表夾住VR的中間那支腳(Vout / Signal Out) 再看看旁邊那一支腳與中間那支腳的阻抗隨旋柄順時鐘旋轉而變大就是GND了 (反之如果阻抗隨旋柄順時鐘旋轉而變小那就是Vin / Signal In了)

關於VR工作原理上面大約有提到Vout=Vin*(Rout/Rin) 從上圖左上VR示意圖您應該可以了解 Vout是與Rout成正比以100KA VR舉例來說 (實際的全輸出阻抗約為102K歐姆)

VR左轉到底(即音量控制約7點鐘方向) Rout=0 所以Vout=Vin*(0/102K)=0 (Min)

VR轉到音量控制約12點鐘方向 Rout=17K歐姆所以Vout=Vin*(17K/102K)=0.167Vin

VR右轉到底(即音量控制約5點鐘方向) Rout=102K歐姆所以Vout=Vin*(102K/102K)=Vin (Max)

上圖也再一次驗證A-Type的曲線上方的圖是二顆台製VR(50KA與50KB)的曲線而下方的圖是ALPS 100KA的曲線圖二者Y軸的絕對值雖不同(50K vs. 100K) 但A-Type還是A-Type 二條藍色曲線大同小異沒有太大差別

大家搜文VR的用途大約可以知道用於音量的VR大多建議使用A-Type 其說法大約是"A-Type的對數型曲線對人耳對音量的感受比較適合" 老實說我找了許久似乎大家都只是轉貼來轉貼去卻找不到實際學理根據 (如有路過資深前輩高手可以提供相關學理研究請不吝指教不勝感激謝謝!)

其實從曲線特性判斷 A-Type 在音量控制7點到12點方向提供"相對平穩的變化" (變化較小) 也就是音量二格之間的變化較細微如此在夜深人靜以小音量聆聽時相當方便有些VR是"有格"的無法細微的無段控制所以有時候從這格轉到下一格會發現音量變化太大平常可能還好但夜深人靜以小音量聆聽時會是個困擾所以A-Type在小音量時提供較細微精細的音量變化但對音響製造商來說使用A-Type VR因為音量控制7點到12點方向的變化較小消費者有可能需要把音量轉到12點或1點方向才會達到平常聆聽爆棚的音量會讓消費者以為是不是這台擴大機"比較沒力"呀所以有些機器反而會使用B-Type(您可以看到其音量控制7點到12點之間變化相當大) 呵呵其實您了解原理或許就不會"誤殺忠良" 也可以了解其"用心良苦"了

最後提出一個問題

VR的曲線是不是可以"量身訂作"? 呵呵其實是可以的就是使用這幾年很紅相對高檔的"級進式"VR

目前流行的級進式VR大約可分為Serial Type(串列型) Ladder Type(梯型) 與 Shunt Type(分流型) 其中各有擁護者對於各型的優劣與有關"音爆" "可靠度"等有許多文章討論大家可上網搜文

這裡有一篇有關級進式音量控制器的文章原理與圖解都非常詳細真的為作者的不藏私感到佩服與尊敬

http://www.diysong.com/images/volumecontller/StepVolumeController.htm

近來沒有DIY擴大機的計畫所以也沒DIY級進式VR的衝動但為了讓這次的文章完整一點找了手邊的零件實作一遍希望開個頭給有興趣的同好做為邁出第一步的參考

手邊只有12段波段開關所以準備做個10段級進VR (7點鐘到5點鐘共10段) 一般常見的級進VR大約是23段(採用24段波段開關) 這次的實作只有10段僅為示範(10段真的不夠精密實際上使用會有困擾) 您如果有興趣的話可使用24段波段開關原理一樣可簡單如法泡製

如果您會使用EXCEL 在計算電阻值或檢視阻抗特性曲線時會相當的方便

我之前已用EXCEL建好A-Type與B-Type 40段的輸出阻抗資料也轉出圖型(50KA與50KB)如上

如果今天我打算DIY一個級進VR 但曲線介於A-Type與B-Type之間如上圖的紫色線 (50K-SE)

我採取最簡單最直接的Serial Type來做試做 10段級進需要使用10顆電阻(這只是單連即單聲道如果是雙連雙聲道那電阻數要X2) 那如何決定這10顆電阻的阻值呢?

所謂Serial就是串列就是第一格時經過第一顆電阻R1 到第二格時要經過第一顆電阻R1與第二顆電阻R2(即二顆電阻串起來所以輸出電阻值為R1+R2) 依此類推

如上圖EXCEL的第二列-輸出阻抗您可以自己設定想要的值 (如上EXCEL表我設定音量第一格為0.3K歐姆第二格為1.1K歐姆 ...) 在您輸入設定值時就可以同時看到經轉出的圖表曲線長什麼樣

因為是串列式所以單一電阻的阻值要減掉前一格的電阻值舉例而言當第二格的設定輸出電阻為1.1K歐姆時實際上的R2是1.1K減掉R1(0.3K) 所以所需R2的阻值為0.8K歐姆

如果您會使用EXCEL 可以設定公式算整個計算過程可能不用一分鐘更可以直接從轉出的圖表看見曲線與設定值的關係

以上的方法是主觀的填入設定值並以產出的曲線來調整而實際的衰減值如何計算?

實際的衰減dB值=10*Log(Pout/Pin)=10*Log[(Iout*Vout)/(Iin*Vin)]=20*Log(Rout/Rin) 以9點鐘方向的值來算衰減dB值=20*Log(1.1/50)=-33.15dB ("負"代表衰減輸出<輸入) (在EXCEL設定公式將下表的輸出阻抗值帶入公式就可以得到衰減dB數)

*音量控制*	*7點鐘*	*8點鐘*	*9點鐘*	*10點鐘*	*11點鐘*	*12點鐘*	*1點鐘*
*輸出阻抗*	*0.00*	*0.30*	*1.10*	*2.60*	*7.70*	*11.30*	*17.50*
*衰減dB數*		*-44.44*	*-33.15*	*-25.68*	*-16.25*	*-12.92*	*-9.12*

*2點鐘*	*3點鐘*	*4點鐘*	*5點鐘*
*25.00*	*35.00*	*42.50*	*50.00*
*-6.02*	*-3.10*	*-1.41*	*0.00*

反過來說如果您如果想設計的是每格衰減固定數dB的方式譬如如下的例子每格衰減3dB 那就把上面的公式反過來帶入就可以求得如下表的輸出阻抗值如此您就可以得到每格衰減3dB的VR了

*音量控制*	*7點鐘*	*8點鐘*	*9點鐘*	*10點鐘*	*11點鐘*	*12點鐘*	*1點鐘*
*輸出阻抗*	*0.00*	*2.23*	*3.15*	*4.46*	*6.29*	*8.89*	*12.56*
*衰減dB數*		*-27.00*	*-24.00*	*-21.00*	*-18.00*	*-15.00*	*-12.00*