USB 在主機板上的狀況?

雖說很多發燒友在使用電腦訊源時，對於 USB 都頗有微詞，甚至不喜歡用 USB 來當電腦訊源的傳輸介面。 但個人覺得 USB 還是有不少可改進的地方，且 MY-HiEND 的 發燒軟體版 版主 psycho 在 "走向超值而極緻的HI-FI電腦訊源" 的討論串裡，也持續在挖掘 USB 的潛力。

所以就 USB 在主機板上的狀況，我就略知的部分，做些相關的敘述。 不過，對於越高階的音響器材越敏感的現象，還真有種哭笑不得的感覺阿...

其實 USB 訊號品質的好壞，已牽扯到主機板端(甚至是晶片)的設計，所以換句話說，一般燒友能掌控的幅度就很少了! 也再次感謝 MY-HiEND 與 MYAV 所有參與 CAT 與 CAS 測試與分享的人，因為市面上的選擇太多了，更遑論是要符合當音響來聽音樂的用途，而花費這些時間分享的網友，真的造福許多其他的網友。

回到正題裡，一般只要牽扯到晶片(或晶片組)的運用，通常廠商都會提供應用規範(但是否遵守? 就..)，因此 INTEL 與 AMD (或 NEC )都有相關的規範。 簡單論，規範大致包含訊號與電源相關的設計建議，其目的大概是以使用者照著規範做，就應能穩定且正常的使用該產品，而不需要擔心太多的狀況。 

以 USB 為例:
1. USB 訊號的驅動是由晶片發出，所以整個晶片與 USB 相關的電源設計，都可能會影響訊號輸出的狀況。

2. USB 訊號到 USB 接頭，還有一段距離，基本上這段也只走 USB 訊號，但相關的設計也可能會影響到訊號。

3. USB 接頭上 5V 的電源，相關的設計不僅影響後端的使用裝置，也可能影響訊號。

4. USB 接頭上的地，主機板上的地.....這大家應該不想討論了吧?

5. 以概念來說，其實主機板上 USB 訊號也是到 USB 接頭後，才開始訊號與電源合併(因為 USB 接頭與線是這樣規範的)，只是主機板上的問題相對複雜許多。

6. USB 訊號同樣有其需使用的規範，但這只針對 USB 的訊號品質，不是針對聲音的好壞，而兩者間的對應關係，目前我想應該是未知狀態。 另合格與良好，同樣也是有範圍的(例: 60 分的合格與 80 分的合格，都是合格阿! 但就是有程度上的差別! )， MY-HiEND 與 MYAV 的網友也有相關類似的說明。

7. USB 訊號也有其參考時脈，音響內時脈品質的好壞會影響到聲音，同樣的概念一樣適用於 USB (只是這指的是訊號品質，對聲音的影響則無法確定)。

所以關於 USB 訊號品質不夠好的部分，應該是可以改善的，只是要選擇複雜的修改方式如上，或較易的方式如下，就端看各人的選擇囉! 

上面所列的項目，不論是主機板，USB hub..都要考量這些項目，但這些項目也都涵蓋在之前另一篇內所寫的概念如下:

1. 各晶片構成的架構

2. 因應架構產生的電路

3. 因應電路產生的各種零件選用(含各主被動元件)

4. 因應架構與電路而產生的佈線

5. 因應佈線而產生的零件擺放位置

因此，晶片掌控在廠商( INTEL、 AMD、 NEC..)，佈線與零件選用也掌控在廠商(技嘉、華碩..)，那還有什方式可行?

不 DIY 的網友，相信很多經驗都已由網友分享出來，差別在程度上的差異
1. 電源: 不吃主機板上的 5V，由類比或交換式電源供應器(或電池)來供應，但可能會面臨暫態與大動態的問題。
2. 訊號: 透過 NEC USB hub 來提供更好的訊號，但同樣需考量電源的問題。
3. 線材: 購買電源與訊號分隔的 USB 線材，或高檔的 USB 線材來改善。

上述的三點，基本上已需投資不少，端看各人投入的程度。

假如是有 DIY 能力的網友，那我不知該說聲恭喜或是抱歉，因為這類的網友會踏入更花時間、精力與經費的世界。 原因很簡單，因為 每一環都可以 DIY !!! 大方向的佈線，可以修改阿.. 只要你了解怎麼改。 主被動元件也可以改阿.. 只是不同的排列組合，會讓你改到翻掉。 電源與 USB hub 當然也可以改，裡面一樣有佈線，一樣有主被動元件，所以...  至於線材的部分，自然也有不同材質的線與接頭...而有多少種線材可以運用到音響裡? 

簡言之，DIY 能到何程度，取決於各人的專業、音樂素養與你要投資多少時間、精力與金錢。

從 DIY 的過程裡發現器材的極限 Part 01 - USB hub 延長線

在 2011 年又開始 DIY，並接觸 MY-HiEND 的 發燒軟體版 版主 psycho 所提出的 ''錄音藝術'' 後，就開始以壓榨器材的極限為目標(以 DIY 的角度)。 光一個 KECES USB DAC，就已讓我玩得不亦樂乎 ，再加上 USB hub 延長線的亂入，真是非常有趣的經驗。 在調整與感受的過程裡，不禁讓我懷疑我的綜合擴大機，可能已卡到我目前器材的極限 => 表示我該開始學習，並再調整綜合擴大機內部的零件。

繼續談談 USB hub 延長線修改零件的部份，從上次寫到有一種組合還能接受，到完成的這段時間，因為購入新料件的關係，所以又調整與測試了不少次。 這段時間的修改，主要有兩個重點，一是 繼續增加料件 (以聽的出改善為參考點) => 最終版的用料，大概是原本的三倍吧! 另一點是 動用破壞性的手法，看看能否改善原本電路板的限制 。

延續之前懷疑綜合擴大機卡到極限(或許也可能是喇叭，但手邊無其他擴大機可測)的部分，修改延長線電路板上零件的這段時間，邊改邊做測試時，大概可以確定了! 因為測試榮法的馬林巴琴後，我只能無奈的說 => 綜合擴大機加喇叭被殺了，因為已經出現破音!!! 

原本我以為是 USB hub 延長線，無法應付這種複雜聲音的暫態，所以我一直修改更換 USB hub 延長線電路板上的零件，希望能克服這個問題。 最後，我甚至一度認為是電路板的設計極限，導致這問題無法克服! 直到我看到 MY-HiEND 的 版主 psycho 另一篇談合奏音色的文內，有專業水準的網友回應，而該網友也將測試設備都列出來，我才想到把耳機搬出來做比較與驗證 。

把測試設備換成耳擴與耳機( USB DAC 與其前後端線材皆不變的狀況下)後，測試了幾首馬林巴琴，哀... 耳擴搭耳機的測試，沒有出現破音.... 可以確定擴綜合大機加喇叭被殺了!!! 而事情還沒結束，更慘的事情是，版主 psycho 提供的兩個合奏音色測試檔，也把我的 USB DAC 殺掉了! 真慘!!!  打擊真是一個接著一個阿...


USB DAC 被殺的問題，原本並不明顯 => 最早聽這兩個檔案時，只用了八千塊的組合，而這組合聽的出兩個檔案有差(大概到聽得出和聲有差)。 因為我寫聽感的進度很慢，加上修改零件的部分優先，所以並未深究兩檔的差異。

到 USB hub 延長線電路板上的零件更換，進入收尾階段時，更換到三萬多的這組設備來測試時，很自然的認為會更好，直到一播放這兩個檔案時，才發現怎麼鋼琴與和聲的比例差這麼多(鋼琴很大聲，而和聲很小聲)，雖說可聽出兩個檔案有差，但無法將和聲差異的部分表現出來(比八千塊的更慘，多麼悲慘而極端的例子阿! ) 遇到這種狀況，當然我最直接的反應是不信，於是開始測試

1. NB => USB DAC => 擴大機 => 喇叭，結果 => 慘

2. NB => USB hub 延長線 => USB DAC => 擴大機=> 喇叭，結果還是慘

3. NB => USB DAC => 耳擴 => 耳機，還是慘

4. NB => USB hub 延長線 => USB DAC => 耳擴 => 耳機，還是一樣的結果

5. NB => USB hub 延長線 => USB DAC => 電腦喇叭 => 聽得出和聲有差

測試到這個階段，USB DAC 被抓到大缺點了，只有乖乖承認USB DAC 也被殺了.... 果然，錄音藝術的世界是殘酷的，就是這種 細微的地方，才更能比較出系統的差異 (真是種喜憂參半的感覺...)。

最後，這次最大的打擊(挑戰?)，就是不僅發現綜合擴大機加喇叭被殺了，連 USB DAC 也被殺了... 接下來的計畫，要針對和聲的部分，對 USB DAC 再進行調整，看看有無克服的方法。 而綜合擴大機的部分，現在也被我請了下來，也開始做動刀的準備(不過大概有的等了..哀...)

USB 訊號加長線? 小 USB hub? 隨便啦! DIY 先...

之前在 "USB? 音響? 一些基本的概念.." 的補記內寫到，我拆過幾組不同的 USB 訊號加強線，這篇就是敘述之前的細節。 

再入手一組 USB 訊號加強線後，與手邊拆開的這組比較後，發現是同一家廠商，可是為兩款不同的包裝。 順便把手邊三種不同的訊號加強線(包裝、外型與廠商都不同)都拆開，發現兩組都是同款晶片、同電路板(差別在於一組的作工較細)。 剩下的一組雖把晶片上的訊息整個 ”磨除”，但從晶片大小、 pin 腳連接的零件，推測也使用相同的晶片，只是這組線內是使用不同的電路板。 至於這幾款 USB 訊號加強線的用料有無差別，目前僅知道線材是不同的，電路板上的部分則還沒法判斷。

從手邊知道的資料看來，訊號加強線是使用較平價的 hub 晶片簡化製成的可能性，可是非常高了!  我手邊這幾組都是使用  terminus 的晶片，但都是使用 FE1.1。 Terminus 看它公司網頁上的資料(http://terminus-tech.com/Chinese/company.html)，是家台灣的 IC 設計公司，而其公司產品僅有三款(http://terminus-tech.com/Chinese/products.html)。 所以應該是台灣設計，但 IC 製造地就不清楚了… 

以大家分享的經驗判斷，加 USB hub 應該都是有助益的(但我自己的實驗，則有其它的結果出現，以後再補充)，而 NEC 晶片常常被推薦，從電腦使用者的觀點，大多不外乎是 穩定性 與 相容性 (但這僅是 IC 本身的體質，後天不良還是可能..)。 再加上不少人給予 NEC 晶片正面的評價(指撥放音樂的部分)，而周邊產品( USB hub )實在是太多品牌了，反而較少人會去嘗試其他的玩法(畢竟有人的經驗可借助，何須再花精神與金錢，更遑論可能會踩到地雷?)。

這次若不是 MY-HiEND 的 發燒軟體版 版主 psycho 先嘗試了這實驗(找到新的平價玩具?)，我大概仍會維持非常緩慢的速度前進(因為我還在實驗前端的部分，也未想到這塊)，更不會跳下來參與 MY-HiEND 討論串內的實驗。

把手上這組訊號加強線，好好端詳了一番，這顆 IC 總共用到三組電源 => 5V、 3.3V 與 1.8V，但 USB 只提供 5V 的電，所以 3.3V 與 1.8V 全是 IC 本身自己轉出來的。 之前也有在 "USB? 音響? 一些基本的概念.." 內寫到 USB 線越長會導致電壓準位掉越多 <= 這點目前手邊有實證。 比較三組不同的 5M 訊號加強線，以5M -> 2M -> KECES DAC 的方式連接到電腦後，用電表量DAC上 USB 輸入端的電壓。 其中兩組是 5.05~06V，而第三組是嚇人的 ” 4.76V ”。 電腦輸出端的電壓為 5.1V，所以線材會消耗電壓準位，確實因線材的不同，而有非常大的差異，因此長的 USB 線會影響電源，目前可以確定一部分了!

做了些簡單的測試，發現整組 USB 訊號加強線，在測試裡對於躁感的產生，並不僅受到線材影響。 我用電壓準位掉較少的那兩組作比較(順帶提一下，我開始修改的那組，與這其中一組是同款)，聽感上就有差異了。 而兩款線所使用的 晶片與電路板相同，電路板上用料不確定，線材與接頭有差(鍍金接頭、線材不同與加了消磁環)，比照我隨便抓了條 1公尺長的  USB 線，把一端剪斷再取代 USB 訊號加強線原本 5米線的這組。 花了些時間，試聽了一些曲目，修改後的這組，與未修改的兩組相比，在我的設備上確實有明顯的改變(音場變寬、變深，變高..)，讓我非常的驚訝!  但因為還在試驗，所以尚未有定論 。 <= 這部份應是與線材相關的影響

而我再針對電路板上幾個位置，做了些零件更換，差異則更明顯。 目前的感覺，電路板上修改後的效果，似可產生比縮短線材後還大的影響 。 <= 這部份是電路板上零件修改後的影響

若以後我自己要做來用的話，應還是會用較好的 USB 線來作修改(也可再比較差異)，目前因為在實驗，所以就沒那麼講究。 因此 晶片的不同、線材的不同與電路板的差異，確實能造成不小的聽感差異，但我覺得修改線材與電路板上的零件，應該可以降低躁感 。

目前簡單來說，接下來的計畫有幾個方向:

1. 調整電路板上的電容

2. 把 A 母拔掉，再直接焊 USB 線連接到 B 公

3. 焊接第二組 A 公 USB 線到電路板或連接到 B 公(也可以兩個都做)，拿來外接其他電源

4. 焊接幾種不同的 USB 線長與線款(以手邊有的來比較)

5. 先賣個關子，但與多線串接類似

上面的部分，調整電容最花時間，焊接線材作修改會比較快，有時間我就會繼續嘗試，嘿嘿嘿...

對了! 對了! 之前我還把露天上的拍賣，仔細的翻過一遍，還真的有 NEC 晶片的 USB 訊號加強線還有其他幾款不同的產品，我可能會考慮購入一起比較(大亂鬥...) 。

補記部分修改方式與細節:

修改所需的物品清單
1. 5M USB hub 延長線 x1
2. 源達或今華可購得的 USB 2.0 A 公接頭 x2 與 USB 2.0 B 公接頭 x1
3. 熱縮套與防焊膠帶 (做絕緣、包覆與保護用) <= 非必要
4. KESTER Alloy SN63 PB37 DIA 0.8mm Flux 245 Core 50 焊錫(手邊常用的焊錫) <= 非必要
第三點是順便購入，以備後續的實驗，非必要。第四點是我原本就有的焊錫，也非必要

修改的方式簡單說明:
就是解焊原本 USB hub 上 5M 長的 USB 線，保留原 A 公接頭與 110~120 公分長的 USB 線，再焊接回原本的 USB hub 電路板。 剩餘的 USB 線材，再裁截適量的長度，焊接到新買的 USB B 公接頭與 A 公接頭，再裁截適量的長度，焊接另一組純電源線到 USB B 公上。

所有的焊錫都使用 KESTER 焊錫，所有的線材都是原本 5M USB hub 延長線的線材，電路板上的零件未做任何修改，以求單純化的比較差異。 以目前實驗的感覺，這組 hub 還有潛力可以挖掘...

之前曾寫到 hub 的品質，和晶片體質與電路板的設計有關，以手邊這組 FE1.1s 的電路板設計，讓人覺得可以再改進。 這次更換零件的過程裡，簡述幾個重點

1. 原 PCB 上零件的特性不夠好 => 更換特性更好的零件。

2. 原 PCB 上的零件，仍用的不夠充足 => 增加更充足的零件。

3. 原 PCB 上，因設計的關係，能修改的位置有限 => 沒什麼空間使用音響用料，混用的效果，也差強人意。所以調整的結果，還是有其極限。

4. 原 PCB 上，全使用 SMD 料 => 為了能塞回外殼，這次修改也都使用 SMD 料。

5. 原 PCB 上，某些特定零件，特性很特別=> 修改時，能搭配的料有限。

以之前的實驗，大概有抓到一種還能接受的組合，且還需購買一些特別的料件才能調整好。 而主要花費的時間，是在更換不同零件與用測試不同的音樂。 所以有興趣 DIY 的網友，建議先做好心理準備，哈哈!