线性直流电源/和开关电源的区别
Time:2023-07-03 04:18:21
关于线性直流电源的问题，我们总结了以下几点，给你解答：
线性直流电源
图文：声艺探索 新音响New Audiophile
“人类看到的不是真实的现实，而只是他感知到的现实，他的感知可能是错误的或有偏见的。”
一些产品背景
线性电源经常会出现在桌面设备供电上，而大部分采用外置电源的台式设备都配自己的专用线性电源，各家用的接头标准不一，目的很明显嘛，就是肥水不流外人田。
我们这次测试的是KECES凯乐的新产品--P6线性电源，它处于P系列线性电源的中端产品，在他之上还有P8和旗舰的P28线性电源。这台电源是国内总代理润丰名线坊送测的，一开始我是有点犹豫的，因为不熟悉线性电源这类设备，没什么信心，不过代理商跟我说：如果测得的结果不好就说不好，好就说好，绝不会左右我们的测试结果。
这么自信？！
这是一个很难拒绝的条件。既然如此，我们也挑战一下自己吧。
据我所知，KECES凯乐早期是专门做电源处理器，隔离牛，在一些音响展上经常会见到它的身影，所以留下了一点印象。后来听说产品线越来越丰富了，不过产品主力应该还是在电源上。他们母公司是台北慧康电子，慧康电子是日本新日铁的常年合作伙伴，凯乐使用的变压器的矽钢片就是新日铁的产品，同样体积的矽钢片，新日铁的矽钢片的磁通量比其他普通矽钢片要高出许多。据说新日铁的矽钢片几乎没有在零售市场流通，所以凯乐电源使用的变压器就有得天独厚的的优势。P6线性电源的用料和做工可见下面几张拆解高清图。
不同于一般的开关电源输出的直流，线性电源的效率要比较低，一般只有开关电源的70%左右，但是它的本底噪声要比一般的开关电源（mv级别）要低很多，达到uv级别。
P6线性电源可以同时供电2台设备，3A+3A大电流输出，全铝屏蔽抗震机箱，涵括5-24V不同电压。
测试之前
其实在测试P6电源之前，我想了两个方案：1.用常规的信号发生器、示波器来检测电源的纹波等电气性能；2.我在@波比和@Rock等大神的帮助下制作了一块由@海底蟹设计的线性电源测试电路板，可以测试线性电源几个关键指标：噪声水平（线性电源输出中的杂散信号），纹波（线性电源输出电压或电流的交流成分），负载调整能力（线性电源在负载变化时输出电压和电流的稳定性能）。
可是，我转念一想，我们声艺探索的测试方法全是公开透明的，每个人都能复现的实验，使用的测试软件也全部是免费软件，例如REW、rePhase、Multitone Analyzer、Audacity、foobar2000、DR Meter等，实验结果全部可以证伪。如果这次使用的测试方案需要用到十分专业的工具，就无法做到人人复现了。于是，我就想呀想呀，终于在收到P6电源的第三天，我再次“脑洞大开”想到了一个古怪的测试方法。
不服？我们跑个分
还记得在1998年的神U--Intel赛扬300A吗？还记得超频主板上密密麻麻的整流滤波吗，发烧友换上大功率电源，换内存，加电压，改装散热风扇，疯狂的把300A的基准300MHz超频至600MHz，CPU性能提升100%。要把CPU的潜能全部发挥出来，显然需要强大的电源供给，这就是测试电源的目的了。
时间过去了25年，你们一定没想到我今天还会用超频的方式来测试一台线性电源的终极性能吧。
我有一台便携式PC，放在听音室做roon核心，平时用的很少，它是使用12V的电源，带着对未知的好奇心，我们会用这部PC分别接入原装电源和凯乐P6线性电源进行跑分对比测试。
我的PC使用赛扬N5105 CPU（基准频率2GHz，理论最高超频2.9GHz），8G DDR4/2666内存，256G固态硬盘。我们将会对这台PC进行超频测试。现在Intel CPU的超频已经不用那么麻烦了，它会根据工作的负荷自动调整工作频率，达到性能和节能的平衡点，Intel称为“睿频技术”。现在的问题是我们要找到一个跑分软件能在最短的时间内彻底榨干CPU性能。
最后我们选择的是史上最可怕的CPU压力测试软件--Linpack Xtreme，它会让CPU集中全部算力处理一个大规模的密集线性方程组，并根据处理时间得出性能得分，它可以在很短的时间内让供电不稳定的电脑迅速宕机，所以在这种情况下，PC的主板会在系统过载之前，强行降低CPU工作频率，降低功耗，保证不会宕机，但是这样的性能得分就变得很低。那么在接入不同的电源情况下，这颗CPU到底能超频到什么程度呢，答案见下图。
跑分小结
搭配原装电源的时候，赛扬N5105 CPU只能超频到2.7GHz，而在凯乐P6线性电源输出强大纯净的直流电的帮助下，CPU直接超频到理论的最高值2.9GHz，Linpack Xtreme的性能得分提升31%。不过显然这台便携PC的设计者根本没有想到这颗CPU可以超频到理论极限，所以它的散热风扇做的非常小，后续我也不敢用拷机模式测试，免得烧掉这颗CPU。
互调失真测试（1）
如果一直有关注我们的朋友，应该对互调失真测试不会陌生，这种失真比总谐波失真更容易能听出来。我们依然用这台便携PC作为音源进行测试，搭配乐梵典范直流线（顺带说一句，这条线的做工很好）。测试方法是环路录音。
测试工作台的顺手一拍，非常抱歉那堆凌乱的电缆——无序的真实
环路录音测试示意图
输入9000Hz，10000Hz＆20000Hz三音互调信号测试结果
输入60＆7000Hz双音互调信号测试结果
互调失真测试（2）
我们进一步把这项测试放到试听室中，在听音位使用测量麦克风进行反复对比测试，尽管我们并非在消音室中测试，但是在严格控制变量的情况下，失真的数据依然有一定的横向对比意义。结果显示把原装电源更换成凯乐P6电源并不会对听音位的频响有实质性的影响，并且进一步验证在互调失真上带来的改善。
多次重复对比测量的听音位置频响
输入60＆7000Hz双音互调信号测试结果
小结
通过两种电源的实测对比，这台凯乐P6线性电源对USB输出信号的噪声泄露有较大的改善，更换电源后的PC-HiFi的性能并不是其他发烧友说的那么差。
主观听感报告
我依然采用便携PC作为播放设备，P6电源搭配乐梵-典范直流线和乐梵-雅致电源线，播放软件是roon，关闭全部EQ，使用本地存储的音乐文档，接入我工作用的Soncoz SGD-1解码和SGA-1前级，使用桌面监听扬声器Presonus R65 V2，关闭低音炮，使用全套佳耐美平衡线。
还是听听蔡琴在《金色演奏厅》中演唱“祝我幸福”吧，一轮对比下来，使用原装电源的PC播放的声音很像那种廉价全频喇叭的声音，总是有种隐隐约约的，莫名烦躁的电噪声，很多人声和乐器的细微泛音都会被这些噪声掩盖，让声音失去该有的生命力，许多人会误认为高频削弱了，中频模糊了，其实并不是这样的，一台线性电源并没有能力影响到不同频段的能量分布，很可能是原来某些频段的声音能量被噪声掩盖，而导致声音的整体失去了平衡。所以你才会觉得线性电源会影响系统声音的特质，我更倾向于一台好的线性电源能还原系统的声音本质，这不就是高保真吗？
当换上凯乐P6电源的时候，你就会知道许多主观音响评论家经常说的“宁静的背景”是什么意思，是的，像换了一个更好的，更安静的听音环境一样，那种讨厌的电噪声消失了，人声和乐器的分离度有明显的提升，乱糟糟的结像得到修正，已经接近使用CD机的音质表现。
在一套HiFi系统上，还原细节是很重要的，我们津津乐道的音质评价词语几乎都依靠细节构建，失去细节，就失去所有，我们不需要增加细节，也不能减少细节，而是还原。好的电源一定是这项工程的基础之一。
总结
现在用PC作为音源的玩家还是很多的，好处也很多，你可以在上面跑很多软件，调整EQ，修正扬声器的相位响应，播放高格式的音乐文档等等，但要追求音质则需要花较大的功夫改善它的供电和隔离各种噪声，尤其是一些廉价的PC或者笔记本电脑，如果是苹果电脑相对会好很多，但对于许多Windows兼容机，选购难度很大，基本是碰运气，对于这类设备，更换电源和加入USB隔离器应该是基本操作了。
END
线性直流电源和开关电源的区别
开关直流电源，线性直流电源，可控硅直流电源的区别如下：
开关直流电源的优点是体积小，重量轻，稳定可靠;
缺点相对于线性电源来说纹波较，干扰重，不适合精密测量环境。
线性直流电源优点是稳定性高，纹波小，可靠性高。缺点是体积大、较笨重、效率相对较低。
一般具有稳压稳流特性，输出分为稳压电源和稳流电源或稳压、稳流电源，输出电压电位器连续可调，也有使用单片机或工控设备控制。
可控硅直流电源，使用历史较长，工艺较成熟，主要部件可控硅和工频变压器，由于可控硅是耐高压和大电流部件，因此，可做成高压大电流，大功率电源，指标和稳定性一般。
线性直流电源中的调整管工作在放大状态
开关型稳压电源的效率比串联型线性直流稳压电源高，其主要原因是调整管处于开关状态。
调整管是稳压电源中的耗电大户，它的效率直接决定电源的效率，调整管的工作效率越高，电源的效率就越高，反之就低。
开关型稳压电源的整管处于开关状态，当调整管打开时，自身电压降几乎为零，尽管电流很大，但整眼体功耗依然非常小；当调整管关闭时，自身电压降虽然最高，但电流几乎为零，所以整体功耗依然非常小，因此，处于开关状态的调整管的效率最高，损耗最小。
串联型线性直流稳压电源的调整管始终处于放电状态，自身又存在较高的导通压降，因此功耗通常都非常大，效率很低，特别是电源的输出电压越低，调整管的功耗住王使很组层树继叶境越大，电源的效率就越低。