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

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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，

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



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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

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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。

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?

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

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

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

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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。

資訊量很大嗎? 才 三分之一 呢

開這串，並不是為了某四五千元的主機板，也不是 Line out 能不能推耳機

底下才是重點。

上面的訊源輸出，若有加負載，用的都是一般金屬皮膜電阻，

要飆車了........



底下是負載用 1.59k ohm 的炭精電阻，

炭精電阻，炭精電阻，炭精電阻，...........



有無發現甚麼不一樣?

上一樓若看不懂，提示，炭精電阻它是帶有電感性的

若還看不懂，OK，那換個負載，上真實的耳機


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

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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

上一樓，放到了一張沒縮的圖.....

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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


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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

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

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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