PCDVD數位科技討論區

PCDVD數位科技討論區 (https://www.pcdvd.com.tw/index.php)
-   音效討論區 (https://www.pcdvd.com.tw/forumdisplay.php?f=6)
-   -   某張 PC 主機板的內建 Line out 音效輸出 (https://www.pcdvd.com.tw/showthread.php?t=1210868)

jenchan201 2024-11-07 01:18 AM

某張 PC 主機板的內建 Line out 音效輸出
 
聽感會變,但 (客觀的) 科學不會變

------------------------------------

10 多年前,在下曾經用 RMAA 與 ARTA 量過某牌 P8H67 主機板贈送的內建音效,

結論是,

真是再浪費生命在量測,只能算是練習 RMAA 與 ARTA



RMAA,其實我從 2000 年左右、甚至更早就開始玩.....
https://audio.rightmark.org/products/rmaa.shtml
DearHoney 有教學

至於 ARTA,我一直有在用,用這軟體有一定的門檻。但若數學底子不弱,其實是蠻簡單的



今天,再找一片來看看主機板內建音效進步了多少

對象是這張 主機板 TUF Gaming B560M-Plus WiFi
https://www.asus.com/tw/motherboard...560m-plus-wifi/


沒甚麼針對性,只是我手上有這片 主機板 罷了

這片當初賣價是 四千到五千台幣,中到中低階的 M-ATX 尺寸 MB

看起來很陽春,沒有同廠高階主機板有的 SupremeFX 功能

它只有五孔+光纖的音效輸出,沒有 Phone out




四顆電解電容在 codec chip 旁邊,


jenchan201 2024-11-07 01:40 AM

Line out 輸出電壓
 
首先看主機板內建音效 Line out 的輸出電壓

用可以量 True Vrms 的三用電表量,Window 控制台輸出 100 (最大值) 時,

440Hz 0dB sine wave 最大輸出是 1099.8 Vrms

三用電表當負載,impedance 應該上 Mega ohm 了吧

再加上電阻當負載,音量最大的輸出,但跨在負載(=電阻) 兩端的電壓就下降了喔,如下表:



畫成圖比較好判斷



-------------------------------------------------------------------------------

這張 MB 的內建音效卡的 Line out 輸出,有兩個結論

1. 你要獲得最大的功率輸出,負載阻值約 200-ohm 左右,用圖形看是 200+ ohm

2. 用 200 ohm 的負載,也只能達到 1.62 mW 的功率

------------------------------------------------------------------------------

mW 喔,我沒搞錯單位,就是 mW,不到 2 mW,少的可憐喔!


這張 MB 內建音效的 Line out,我插過 AKG K371 ,還可以聽啊,而且音量不用開很滿

顯然,有些耳機其實不用很大的 mW 功率去伺候。

不過喔,阿伯是有挑耳機的,不是高效率耳機插上去就可以,插了一些耳機找到這隻K371
也有些耳機OK 、但我手上沒有。

有些高效率的入耳耳機,嗯......有大聲啦,但....聽了難過。

jenchan201 2024-11-07 02:03 AM

重點來了,上主菜
 
讓我想說的是底下這量測結果,



這圖是 FR (frequency response) 與 THD 的頻譜圖

MB 背板的 Line-out 直通 Line-in,沒有加負載電阻

掃頻訊號為 STEP (ARTA 的功能之一) -3dB swept sine 10Hz ~ 90kHz 訊號


重點:

0. 我在測試時 192kHz 24bit Driver 與軟體很穩,沒有當機或跳開程式、或卡到陰之類。

1. 50kHz 降 0.4dB 而 20Hz 降 0.2dB,FR 算很平,比很多 Hi-Fi 機好喔

2. 1K hz 下的 THD 是 -96.53dB,假如算上訊號的 -3dB,最優的 THD 可以達到 -99.5dB
這比之前我提到的 P8H67 古董好太多了

3. THD 曲線 (紅色) 在 30 ~ 40kHz 基本都是平平的,
除了 6k ~ 10K Hz 之間有 D6+ 莫名的超高倍頻在攪局之外
而且,THD 主要由二倍諧波 (D2,黃線) 主導

這一點有符合我個人科學量測上 "可能會好聽" 的要件之一


5K Hz 的 D6+,頻率 30kHz (與以上) 了啊,可以無視嗎?

jenchan201 2024-11-07 02:10 AM

3 樓的 FR+THD,是 Line-out line-in 的最佳成績,但實際應用,要上負載。成績進步或退步?

底下就來看看

jenchan201 2024-11-07 02:34 AM

要測實際使用狀況下的性能,Line out 的音量輸出就不能拉到 100% (輸出越大,分數會越好)

底下測試都用控制台的音量調到 50% (=降 9dB),

STEP 軟體保持 -3dB 的 sine 掃頻,此時無負載的輸出電壓為 245.3 Vrms

量測訊號的裝置由主機板的 Line-in 換成錄音卡的 Line-in,後者性能比較好

先來一個 50% MB Line-out 輸出的 FR +THD



1kHz 左右的 THD 是 -91.11dB,補上 9dB 的訊號強度後是 -100.11dB ,比前面的成績好,

所以,換成錄音卡去錄訊號,沒有拉低主機板 Line out 的 "成績"

錄音卡的負載,阻抗是.....我的三用電表量不出來讀值,算無限大吧,
無限大與加個 1.0M-ohm 電阻的 FR+THD,兩者我是看不出差異

jenchan201 2024-11-07 03:17 AM



上面是加上 51.2k ohm 電阻時的 FR + THD,

縱軸單位是 dBV,我量測有校正,所以 dBV 可以直接換算成 Vrms

可以看出,訊號小了 0.04 dB,但 1kHz 的 THD 提升0.91 dB,都算量測誤差好了


換成 100 ohm 的電阻,如下



1kHz 左右的 THD 由 -91.11dB 增加到 -81.56dB,差了將近 10dB

此外,20 Hz 的輸出降了 9.1dB

Why? 因為這是 MB 內建音效卡的 Line out,我估計它的 Line out 有串電容擋直流,

而這電容,我粗估可能在 6 ~ 10uF


pic. source: Digikey

R 越小,Fc 就越大啊

R 越小,你的低頻被吃掉的越多


再換成 30 ohm 的電阻,如下



30 ohm 負載下,20Hz 的訊號降低了 11.3dB,

-3dB 截止點 F0 = 75Hz

我還有測 10 ohm 電阻了,不貼了,
反正你們也沒 Beyerdynamics DT48 或 某SONY 怪胎耳機,可以低到 10 歐甚至更低的雞絲

-----------------------------------------------------

結論:

1. 你用越低阻抗的耳機,除了 Line out 能提供更少的功率之外,低頻會更少


那,為何很多人用 Line out 搓耳機,好像覺得低頻還好,感覺沒有少很多?

在下再囉嗦一點,
一般人的低頻重低音,大概就是 60 ~ 120Hz,甚至聽的爽的低音是 100 Hz 左右

所謂重低音或超低音在 35Hz ~ 80 Hz 左右

自然音樂中,20~40Hz 能量很少很少的



75Hz 少了 3dB,一般音樂,對那些人而言,還好耶

假如健康檢查有做過聽力測驗 (有很多頻率的,要在無響室內),我做過的。報告都是以 5dB 為單位耶

假如你的低頻是用喇叭放出,用身體聽,那,會很有差異感

人耳等響曲線下,耳朵聽低頻,本就不敏感。

jenchan201 2024-11-07 03:27 AM

底下是負載用 1.59k ohm 的炭精電阻,



有無發現甚麼不一樣?

jenchan201 2024-11-07 03:46 AM

Case-A,插上 Grado SR60



這,應該很明顯了吧! 與 30 ohm 純電阻的那張比

SR60 標秤阻抗 32 ohm 吧

----------------------------------------------

Case-B,Philips X2HR



這把阻抗 ASR 有量,約 34~43 ohm

我手上的 X2HR 用 ARTA Limp 軟體量,是 33 ~ 45 ohm,很接近

jenchan201 2024-11-07 04:13 AM

上一樓,放到了一張沒縮的圖.....

-----------------------------------------------------------

有沒有正常的? 耳機插上去不影響 THD 的 (不加料的) ? 有啊!!

Case-C AKG K371



這把低頻有增量,MB 內建 Line out 驅動下靈敏度、音壓還行,

最重要的是,貧弱的驅動下 (被) 加料不多,我聽了好一陣子,尚可承受,聽久了耳朵被同化後、覺得沒啥不好


-------------------------------------------------------------

Case-D 真男人 Sundara - closed back (Sundara-c)



它的阻抗,我量到的,約 17.7 ohm,

相位角,除了 20kHz 會飄到 3.4 degree 之外,在 10Hz ~6K Hz 相位角從不超過正負 1 度

正角度,表示有感抗 (電感性),負角度則是有電抗 (電容性)

這平面單體,根本可視為純電阻

我這串,其實是針對這平面單體耳機而來

Sundara-C 好像也沒網站或單位去量它的 impedance/phase curves

所以,...........在下就動動手量測啦

這把真男人的便宜耳機,很有趣


用這串的主機板 Line out 推 Sundara-C,音量對我而言夠大啦,但......時常有引擎快縮缸的聽感,耳朵一直會反抗

jenchan201 2024-11-07 05:12 AM

最後的最後

ARTA 的 Limp 可以量耳機、喇叭以及其他負載體的 impedance cure 與 phase cure

這邊要說的是,

用主機板贈送的板上貧弱 Line out 去量,可能因為內阻太大與高通濾波效應,會有明顯的誤差喔

我想到若要準一點,兩件事

1. 測量前,音效卡的輸出 calibration 要確實校正

問題出在很高的內阻影響下,低頻時、Line-out 左右輸出電壓會不一樣啊

前面幾樓都秀出,MB Line out 接小電阻低頻時壓降明顯 (PA09 不會喔)

你若用 400Hz 去 calibrate 電壓,到 100 Hz 以下電壓就不準了

2. Reference resistor 的阻值,最好選跟待測物的阻抗差不多的值

這樣是否左右通道的誤差會抵消一些,要濫一起爛,反正爺的阻抗值是 "比出來" 的

------------------------------------------------------------------------------------

如下,這是我用主機板 line-out/in 與我當時的主力耳機擴大機 PA09m/883 量相同一隻 Alessandro Music one 的結果



其中 PA09m/883 是負載 3.85 ohm 下可以輸出 11V 與 6A (約 66W) 的雞絲,

拿來做前級,順便兼做耳放推耳機


用本串提及的主機板 B560M-plus 量起來,與 P8H67 主機板所量結果幾乎完全重疊,一毛衣樣

兩款主機板的 Line 輸出一樣,即使是相隔了很多年,我的 M1 阻抗曲線沒變耶

PA09 大力 pre-amp 與 主機板驅動下的測量結果之差異,主要是共振的頻率不一樣,共振下的最高阻抗也不一樣


所有的時間均為GMT +8。 現在的時間是02:08 AM.

vBulletin Version 3.0.1
powered_by_vbulletin 2024。