据说纹波超级低？耳机用供电单元测试

    泡泡网机箱电源频道2月1日 音频发烧友的圈圈非常有意思，因为这个领域的神器和神人辈出，今天我帮同事测的东西是耳机供电单元，型号是iFi iUSB POWER，这个设备是用来连接DAC解码器的，所以输出的USB口不止有供电功能，也要传输一定的数据，只是我们用测试一般电源的思路来看看这个售价199美元的USB供电设备指标如何。

    本篇测试最重要的结论要参考最后一页的勘误

iFi iUSB POWER

    外观设计挺好看，全铝材质。

电源背面

输入侧

    电源自带了一个9V/1A的适配器，通过外负内正的插头补充供电，B型USB口是接电脑用的，只有接上它放大器才能正常工作，不接时输出侧的USB口不能供电。中间的按钮是调整设备是否接地的开关，如果不接地

输出侧接口

    两个接口都有供电功能，一个上标有音符的是用来接后面DAC的，这些具体用法我们就不去深究了，这篇只讨论它的功能特性。

三个必备的配件

    在测试时白线用来接负载，蓝线用来连接iFi iUSB POWER和电脑，适配器给iFi iUSB POWER供电。

    衡量一个电源的好坏我们从2个方面考察：电压稳定性和转换效率，由于这个电源的线材有限，要测量转换效率需要毁掉一些线，不利于之后耳机频道同事测试，所以效率不测。而电压稳定性好坏只有1个标准：不论在何种状况下电压尽量不变。

    首先是静态负载的测试，我们使用Chroma63107A电子负载阶梯式给电源加负载，从0.1A电流开始，每次增加0.1A电流，直到电压不在合格范围内。

电压变化

    按照USB口的规范，输出电压应该在5.25V-4.75V之间才算合格，如图，这个电源测试中的电压值都合格了，但电压变化幅度从4.9275V降到4.8750V，浮动值1.05%。

测试进行中

    产品介绍文档里有一段【iUSB Power的电压精度为0.5%，比一般的9V干电池更安静】，令人费解的一句话。因为这个设备并不显示、测量电压值，所以谈不上电压精度，后半句用“更安静”来形容电压精度就更有些匪夷所思。写文档人的原意可能就是想强调电压稳电流纯净吧，只能这样猜测。

    如果硬把“精度0.5%”理解为电压浮动值不超过0.5%的话，实测中确实已经浮动1.05%。没有兑现承诺值。另外电压的上下浮动和噪音还是有区别的，测量电压时采样率低，是一个平均值。如果采样率非常高，可以看到微秒级的情况时，我们看到的将是纹波和噪音。而纹波噪音是他们在其他段落描述中承诺的（Vpp小于0.1mV），据此，这句话应该也不是形容纹波用的。

    再退一步说，就算稀里糊涂理解为纹波值小于输出值的0.5%，那么大约就是承诺一个5V输出的电源输出纹波小于25mv，也还不错的指标，不过也没什么，100多块钱的移动电源（这里还包含锂电芯的成本）输出也可以做到1A甚至2A负载下纹波小于25mV，而这可是一个1200多块钱的电源在0.6A下的情况。

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0.6A负载下纹波&噪音

    我们按照宣传资料中的介绍，把输入侧接地开关拨到了隔离档位，测试了0.6A负载下的纹波，不过由于我们的测试设备没有条件做到隔绝噪音（noise），所以我只是大致衡量了纹波（ripple），噪音就没有算在内，可以看到纹波只有1.3mV，虽然和宣传的0.1mV还比较远，但这个表现绝对算得上非常强悍。

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    另外一种测试是看电源在负载变化的条件下电压稳定性，可能有玩家问，刚才不就是负载从0.1A变化到0.6A吗，是的，只是不够快，刚才在每个负载下电源运行2-3分钟，而这次我们要把变化的速度调整到每秒10次-每秒10000次。来看负载从高到低、从低到高变化时电压的波形。

动态负载表现

    我们参考PC电源测试的方法，负载跳变50%的额定功率，比如从10%负载跳变到60%或者从20%负载跳变到70%负载这样子。对这个电源来说，我们默认他额定功率为0.6A，所以跳变值幅度为0.3A。暂且设定从0.1A到0.4A。

    可惜的是这款电源不能以0.3A跳变（电压只有3.9-4.0V），最后放宽到0.1A和0.2A间来回跳电源才能保持电压在规范内。但问题又来了，跳变的频率最高只能每秒5次，也就是5Hz，超过这个速度电压就来不及恢复到均值。

    动态负载中的缺陷：

    这是我见到的反应最慢的电源，一般来说PC电源最差的情况可以在300Hz下反应的过来，好的可以达到1500Hz，而这个耳机电源只有可怜的5Hz。

    动态负载中的优势：

    评价动态负载的好坏还有负载变化造成的电压浮动值，这方面这款电源表现很不错，上冲和下冲的电压只有11mv，Vpp也只有22mv。

    这一页我们用普通的笔记本USB口来看看供电性能如何，这项对比更能凸显采用iFi iUSB POWER的优势，因为它的诞生就是用来代替USB接口来接驳DAC的。同样的测试项目，我们直接看结果。

某品牌笔记本（想看清点大图）

USB口静态负载电压浮动值

    测完吓一跳，普通笔记本的USB口电压稳定性竟然差到这种地步，从0.3A电流后输出电压就不合格了，难怪一些移动硬盘只接一个USB口时没法读写。电压的浮动值达到了17%！相比之前iFi iUSB POWER的1%的浮动值不可同日而语。

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笔记本USB口在0.6A电流下的纹波

    纹波的峰峰值是8.9mV，比采用iFi iUSB POWER的1.3mV的表现差了很多，但客观的说只有输出均值的0.18%，也是表现非常好的水准。

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动态负载情况

    动态负载下的表现在电压过冲的幅值上完败iFi iUSB POWER，已经达到了120mV，而iFi iUSB POWER仅仅只有11mV。动态负载电压响应的速度上普通笔记本的USB口和iFi iUSB POWER的表现相当，都是需要70ms以上才能把电压稳定到均值，动态频率只能设定在5-7Hz。

    由于这个iFi iUSB POWER电源的作用就是用来解决普通电脑USB口接DAC模块后供电素质不太理想的问题，所以我们要把新、旧两种解决方案在供电素质上做个对比。

USB口对比iFi iUSB POWER（越低越好）

    对比之下可以看到iFi iUSB POWER全面胜出，而且改善非常大，除了动态负载响应时间和普通USB口大致相当外，其他项目都好于笔记本USB口一个量级（小数点上好一位）。

    这些供电上的改进能不能在试听时感受到呢，就要继续请我们耳机频道的编辑来为大家验证了。

    测试总结：

    一、电源外观比较好看
    二、额定功率0.6A/5V
    三、电压稳定性较好（1.05%浮动），但没有达到宣传中的0.5%以内
    四、0.6A负载下纹波1.3mV，非常棒的纹波，但没有达到宣传中的0.1mV以内
    五、动态负载下电压浮动值很低，但对负载的反应非常慢（5Hz以内）

    但不要忘了，这个设备是用来代替电脑USB口供电+数据的，普通的移动电源是无法实现接DAC供电功能，它的输出素质远远好于电脑的USB口。

    注意：测试并没有结束，因为后续iFi公司的研发指出了我测试中的错误，这个测试并不能体现产品的性能。

    这篇评测被iFi公司的研发看到，提出了不同观点，看完他们的来信我发现测试中确实存在错误，我测试的很多项目并不能体现iFi iUSB POWER在供电上的特性，而更多反映了线材阻抗上的影响，所以我决定把他们对测试过程的分析放在这里，供玩家们参考，我相信大家看过这个内容后会收获更多的知识，也会对iFi的研发实力有更多信心。

来信全文

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    中文翻译

    亲爱的PCPOP团队，

    谢谢你们对iUSB Power测评。请不要介意，我们觉得这次的测试的设备有限制，因此并不完全表现iUSB Power真实的性能。

    1）电压浮动
    测试电压降时，重要的是要排除的电缆和接点的电阻。如果测试一种高性能的设备如iUSB Power，最好的方法是直接在iUSB Power电路板上用4点测量的方法测试。否则测量的不是iUSB Power本身，但使用的电线和接头。
在照片中，测试用了一条大约12寸长的USB线（图片）的基础上，这条线将产生约82毫欧姆的电阻。此外，USB接头又会增加一些电阻，增加多少将会取决于接头及接点的材料。如果我们要假设USB电缆和接头的损耗在100毫欧姆，然后在测试里减去这因素，那测试结果会是：0.6A的时候是4.9375V，0.1A的时候是4.925V，电压浮动是0.25％，而不是现在的1.05％。

    我们使用Audio Precision测试仪时，用4点测试方法在iUSB Power电路板的测试结果为：iUSB Power动态阻抗（100Hz到直流）= 0.03毫欧姆。这意味着，基本上PCPOP所测量的是USB线和接点的电阻，而不是iUSB Power本身的电压变化。

    2）纹波
    当使用示波器测量在超低纹波的器材时，重要的是要处理好接地环路和环境纹波。即使几毫米外露的接线就可能产生图中示波器所示的纹波，这并不是由iUSB Power产生的。

    图中的纹波有10毫秒（100Hz）的周期性，这代表有不当的接地环路，而不是iUSB Power本身的纹波, 因为iUSB Power在频谱分析仪中并没有100Hz的纹波。要消除这些外来的纹波，可能需要将示波器接上隔离变压器，并采取其它措施，以确保外部的纹波降低到比iUSB Power自身纹波还低，这才能准确测量iUSB Power的性能。

    一般情况下，用频谱分析仪来评估纹波会更准确。此外，还必须采取完全屏蔽的电缆和测试设备和环境，以避免环境噪音而产生的纹波。iUSB Power的纹波用频谱分析仪测量的结果是比电池的纹波还低（电池供电时会产生化学反应，化学反应会产生纹波）。

    3）动态负载
    动态负载的测试给出的结果是和我们上述的分析是一致的：是测试USB电缆和接头中的直流电阻，而不是iUSB Power。 0.1A动态负载跳变结果为11mV，这代表了iUSB Power测试仪器之间的电阻为110毫欧姆。
用Audio Precision测试仪，4点测量的方法，iUSB Power在1000Hz跳变时的阻抗为0.15毫欧姆；如果电流是0.1A，这将产生15uV的纹波。

     总结

    大部分的测试数据显示这次测试的是~100毫欧姆的USB电缆和接头的电阻，而不是的iUSB Power本身的性能。<