有頂級(jí)芯片,你的hifi手機(jī)聲音就無(wú)敵了?做夢(mèng)
編者按:“到了現(xiàn)在DA芯片其實(shí)已經(jīng)不是決定DAC聲音的好壞最關(guān)鍵因素了,關(guān)鍵在于設(shè)計(jì),材料與經(jīng)驗(yàn)。”
本文已獲得作者授權(quán),文中言論不代表乙迷觀點(diǎn)。
作者:xs_horizon
“這是第三篇分享,我不得不說(shuō)一下為何發(fā)WEIBO作為固定分享的原因,這幾年我分享了很多關(guān)于數(shù)字音頻技術(shù)的內(nèi)容,有些隨著產(chǎn)品介紹,而大部分是在享聲群內(nèi)。第一篇分享前很多用戶給我建言,有時(shí)間在群內(nèi)分享,為何不能整理出來(lái)分享給更多的燒友朋友??其實(shí)之前也有朋友建議我形成分享系列,但是個(gè)人時(shí)間實(shí)在有限,都是隨性而發(fā),加上中文水平實(shí)在有限,外企的近十年,連中文打字的五筆字根都忘了,這次在群友的強(qiáng)烈批評(píng)下,于是下定決定,非節(jié)假日以及特別情況(出差,生病等)盡量每周隨手一篇關(guān)于音響,數(shù)字音頻相關(guān)的分享,xs_horizon的帳號(hào)發(fā)出,歡迎大家批評(píng)與指導(dǎo)。任何轉(zhuǎn)發(fā),必需要引用本人信息?!?/p>
首先說(shuō)一下淺談,因?yàn)槭菍懡o音樂(lè)發(fā)燒友看的,他們不是專家,太深的技術(shù)并不關(guān)心,所以也沒(méi)有必要講得太細(xì),如布線怎么布可以少2db等,再一個(gè)原因是我之前想預(yù)告分享DA芯片,結(jié)果惹來(lái)很多嘴仗。其實(shí)音樂(lè)發(fā)燒友只是需要對(duì)DAC這個(gè)東西有一個(gè)內(nèi)部功能上基本的了解,以及DAC這一個(gè)行業(yè)目前的發(fā)展?fàn)顩r,當(dāng)然還有希望知道些選擇DAC的方法等,這就是這個(gè)淺談的目的。
說(shuō)一下解碼芯片與解碼器的關(guān)系,解碼器必需要有解碼芯片,簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)解碼芯片是解碼器中必不可少的一部分,但是解碼芯片只是解碼器中的一個(gè)部分。
以下為最簡(jiǎn)單解碼器的內(nèi)部功能圖(以電壓型DA芯片為例,電流型需要一個(gè)電流電壓轉(zhuǎn)換工作,部分DA芯片,包括了spdif接收芯片功能,如ESS9018),當(dāng)然部分解碼器還有很多其它功能,如耳放,前級(jí)等等。

這里面說(shuō)明一下,DA 芯片的指標(biāo)與Mclock(主時(shí)鐘)很有關(guān)系,有些Mclock是獨(dú)立的時(shí)鐘,如ESS9018,有些DA芯片MClcok是由接 收芯片送到DA芯片,如DIR9001,WM8805,CS8416等。 所以對(duì)于DA芯片來(lái)說(shuō),無(wú)論一體機(jī)還是解碼器,基本上都是IIS通用的音頻標(biāo)準(zhǔn),一體化播放器DA芯片的IIS和主時(shí)鐘盡量要與播放轉(zhuǎn)盤是一致的,但是獨(dú)立的解碼器如上是通過(guò)同軸,光纖,AES接收后,主時(shí)鐘并不同步,需要從 SPDIF信號(hào)中還原時(shí)鐘信息的,所以SPDIF接收功能的性能也成為了DAC性能發(fā)揮的關(guān)鍵。
IIS 包括三根線,一根為左右聲道標(biāo)致,一根為位時(shí)鐘線,一根為數(shù)據(jù)線,質(zhì)量的高與低,主要看時(shí)鐘與數(shù)據(jù)是否對(duì)齊,輸出的時(shí)鐘是否非常穩(wěn)定,同時(shí)IIS 噪聲要好一些,關(guān)鍵是要穩(wěn)定,極低的抖動(dòng),實(shí)時(shí)的頻率不要一起漂移,畢竟DA是 一個(gè)被動(dòng)的轉(zhuǎn)換過(guò)程,如果本身一直抖動(dòng),實(shí)時(shí)頻率一直飄移,會(huì)造成聲音的 穩(wěn)定度,解析,聲場(chǎng),密度,透明度都有影響。 這有一個(gè)很好的例子,視頻是由照片 以一個(gè)穩(wěn)定的速度放出來(lái)的,假如照片放的速度一快一慢,這是什么感受。雖然人耳的聽(tīng)音分辯是毫秒級(jí),但是人對(duì)聲音的反應(yīng),10%是靠聽(tīng),90%是靠一定時(shí)間綜合分析,這跟圖像一樣,雖然24幀足夠滿足眼睛的需要了,但是60 幀的感受卻完全不同,這就是腦子的長(zhǎng)時(shí)間的綜合分析能力,這是科學(xué)上的“腦放”。
這篇分享,確實(shí)可能會(huì)存在很多爭(zhēng)議,所有有些態(tài)度必需表明,原因如下:
1. 寫哪個(gè)DA芯片好,哪個(gè)DA芯片不好,抱歉,實(shí)在很不方便說(shuō),不要再為難我了。 但我需要說(shuō)明一個(gè)事實(shí),現(xiàn)在業(yè)界的高級(jí)DAC芯片使用千齊百怪,從來(lái)沒(méi)有見(jiàn)什么統(tǒng)一過(guò),包括新出的高級(jí)DAC,說(shuō)明了什么? 說(shuō)明其實(shí)到了現(xiàn)在DA芯片其實(shí)已經(jīng)不是決定DAC聲音的好壞最關(guān)鍵因素了,關(guān)鍵在于設(shè)計(jì),材料與經(jīng)驗(yàn)。
2. 寫一些DA芯片的實(shí)現(xiàn),抱歉,很多DA芯片內(nèi)部的算法是不公開,即使如ESS一樣,我們有很多資料,也有參加過(guò)小型開發(fā)技術(shù)交流會(huì)等,其實(shí)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)仍然不知, 談DA芯片的外圍與特點(diǎn),大家看芯片手冊(cè)吧,百度一搜完事。
3. 我也不能寫現(xiàn)在爭(zhēng)吵的string da (R-2R是其中一種)與delta-sigma da哪個(gè)好,抱歉,我要說(shuō)一句公道話,現(xiàn)在世界上99%的 DAC是用delta-sigma,聲音卻是百花齊放,什么LP味的,什么數(shù)碼味的都有,在我們的設(shè)計(jì)當(dāng)中,DA的本底聲音對(duì)整體聲音除個(gè)別太過(guò)極端的外 其實(shí)影響極小,甚至可以忽略,具體可以參考享聲Esther M1青春版與Esther M1模擬版。
4. 再說(shuō)說(shuō)DAC相關(guān)的晶振(用于DA芯片的Mclcok 即主時(shí)鐘),好像業(yè)內(nèi)有一個(gè)共識(shí),特別是如ESS9018解碼芯片以及MSB,低頻區(qū)(1~100khz)噪聲是要求很高的(MSB要求更高,1~100khz RMS jitter 達(dá)到了難以置信的100fs以下)。因?yàn)?ESS9018的轉(zhuǎn)換精度(轉(zhuǎn)換精度就是在輸入不管多高位數(shù)有效數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),實(shí)際只能發(fā)揮出最大位數(shù))超過(guò)了20bit, MSB最新的解碼器達(dá)到了 28.5bit(如下圖),ESS9018動(dòng)態(tài)比要超過(guò)135db, MSB可能要超過(guò)150db,所以要在1khz下的指標(biāo)達(dá)到要求,這個(gè)時(shí)鐘的低頻 區(qū)噪聲是必需有嚴(yán)格要求的。但是如果只需要滿足20bit精度,動(dòng)態(tài)比,信噪比都在120db以下的,那基本上絕大多數(shù)音頻晶振都沒(méi)有任何問(wèn)題,甚致主時(shí)鐘如從cs8416等鎖相環(huán)出來(lái)的主時(shí)鐘就完全可以達(dá)到芯片的設(shè)計(jì)指標(biāo)。所以有些解碼器號(hào)稱使用低噪聲飛秒時(shí)鐘對(duì)抖動(dòng)完全消除,并且輸入只要數(shù)據(jù)沒(méi)有錯(cuò),效果是一樣的,俺只能告訴你,是指標(biāo)沒(méi)有影響, 聲音其實(shí)還是哪個(gè)轉(zhuǎn)盤輸入出哪個(gè)聲。做到一定指標(biāo)后,聽(tīng)感上的聲音好壞跟更好的指標(biāo)關(guān)系不是太大, 我一直懷疑失真110db,與THD 是120db同等情況下耳朵怎么聽(tīng)得出來(lái),動(dòng)態(tài)比超過(guò)120db后,如果動(dòng)態(tài)變成了150后,是神馬個(gè)感覺(jué),抱歉 我現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)目前幾個(gè)hi-end頂級(jí)的功放,動(dòng)態(tài)比好像沒(méi)有超過(guò)120db的,而且失真都達(dá)不到100db。LP的動(dòng)態(tài)才不到80db,我從來(lái)沒(méi)有感覺(jué)到動(dòng)態(tài)有什么問(wèn)題呢? 所以指標(biāo)與聲音的感受現(xiàn)在還是真的沒(méi)有對(duì)上號(hào)來(lái),純指標(biāo)黨真要醒醒。況且家庭聽(tīng)音環(huán)境噪聲能有低于10分貝的嗎?意味著家庭里最 真實(shí)的信噪比,動(dòng)態(tài)比,這才是最大的問(wèn)題。所以MSB做出了這個(gè)轉(zhuǎn)換精度為28.5位后,官方宣傳使用了“We believe humans are aware of sound outside of out”Threshold of hearing”這種嚴(yán)重非專業(yè)而且無(wú)法科學(xué)證明的用語(yǔ)。

雖然我只是表達(dá)了我個(gè)人的觀點(diǎn)和事實(shí),但我也非常贊成ESS9018,MSB等先驅(qū),達(dá)到了更高的位數(shù),作為獨(dú)立的DA來(lái)說(shuō),更高的有效轉(zhuǎn)換精度,其實(shí)就是一種能力,對(duì)于專攻DA來(lái)說(shuō),這種追求更高能力的方法非常值得肯定,否則行業(yè)就沒(méi)有發(fā)展了,跟模擬電路一樣,快二年了,就沒(méi)看見(jiàn)什么進(jìn)步。其實(shí)作為DAC,還有另一種作法,就是類似于prism sound的獨(dú)有的多重鎖相環(huán)功能,讓稍差的同軸輸入也能達(dá)到更好的數(shù)字輸出質(zhì)量,解碼器只是一個(gè)非常 普通的AK4395(幾乎是官方開發(fā)板電路),聽(tīng)過(guò)后對(duì)其聲場(chǎng),解析,密度,透明度很是震驚,我綜合聽(tīng)過(guò)很多hi-end解碼器,都是百萬(wàn)級(jí)的系統(tǒng),印 象平平,但是 prism sound 8xr接上一個(gè)不到20W的專業(yè)系統(tǒng)后的效果,同樣的音樂(lè)反而讓我震驚,這也是讓我們覺(jué)得,問(wèn)題并不出在DA過(guò) 程,而且DA接收 的高品質(zhì)數(shù)字輸入質(zhì)量,即IIS+Mclock質(zhì)量。
享聲音響在2012年研發(fā)D100 PRO時(shí)就發(fā)現(xiàn),享聲當(dāng)時(shí)的低噪聲時(shí)鐘實(shí)測(cè)指標(biāo)已經(jīng)不錯(cuò)(如下圖),完全滿足幾乎所有DAC的要求(當(dāng)時(shí)也做了一臺(tái) 解 碼器與D100 PRO相連),但是發(fā)現(xiàn)播放要熱一個(gè)多時(shí)小時(shí)后聲音才能更好(這在D100 PRO大量的評(píng)測(cè)中都提到熱機(jī)與非熱機(jī)巨大差別),后來(lái)我們到南京某軍工托朋友關(guān)系,私自做了一顆超低噪聲,超高精度的OCXO,才發(fā)現(xiàn),低頻噪聲其實(shí)影響只跟DAC指標(biāo)相關(guān)(只要達(dá)到DAC要求即可),達(dá)到指標(biāo)后,跟聲音關(guān)系并不非常大,最后我們?cè)贒100 PRO上加上了一個(gè)小的加熱裝置,使得D100 PRO在非極端情況下,一般30分鐘就能達(dá)到穩(wěn) 定狀態(tài),這在后面的A系列當(dāng)中都有一些應(yīng)用。

最近享聲的高精度與飛秒級(jí)的時(shí)鐘,精度達(dá)到了非常高的水平,同時(shí)噪聲也很接近超級(jí)低噪聲時(shí)鐘,噪聲完全滿足ESS9018的指標(biāo),效果確完全不同,因?yàn)閷?duì)溫度的精度在同等情況下提升了接近30倍,整個(gè)指標(biāo)甚至好于一些國(guó)產(chǎn)消費(fèi)級(jí)OCXO.我們的要求因?yàn)檩^高,導(dǎo)致現(xiàn)在工廠無(wú)法量產(chǎn),只能以做樣的方式每個(gè)檢測(cè)才到達(dá)指標(biāo)。這個(gè)首款應(yīng)用是在Esther M1pro上的效果,同樣的電路,就是不同的FPGA算法與新的時(shí)鐘,即使是一個(gè)簡(jiǎn)單電路的便攜播放器, 第一次聽(tīng)到我們都感覺(jué)到震驚,連ESS CTO Peter(下圖右,中為本人)一耳朵聽(tīng)下來(lái)認(rèn)為more details, separation and transparency total differently, 跟他介紹完實(shí)現(xiàn)區(qū)別后,他認(rèn)為這就是數(shù)字輸入以及clock質(zhì)量不同導(dǎo)致聲音非常大區(qū)別的典型案例。

所以關(guān)于DA部分的分享,DAC的好聲與否個(gè)人認(rèn)為關(guān)鍵在于經(jīng)驗(yàn)與設(shè)計(jì)水平,是一個(gè)系統(tǒng)工程,當(dāng)然首先要做到芯片應(yīng)該有的指標(biāo),這是必要的(不要犯錯(cuò)是基礎(chǔ)),但是不同的DA芯片其實(shí)來(lái)看DAC來(lái)說(shuō)是沒(méi)有太多的可比性的,看看16bit下的所有指標(biāo)即可,接近16bit下的極限都是優(yōu)秀的指標(biāo).因?yàn)槿?何一個(gè)廠商來(lái)說(shuō),單個(gè)DA芯片所占的成本比例,很難超過(guò)1%,享聲是遠(yuǎn)低于0.5%,因?yàn)槲覀冎饕荈PGA完成了大部分關(guān)鍵工作,除了用兩片外作單聲道模式外,性能上已經(jīng)沒(méi)有太多意義,更多的并只是音色上的滿足,其實(shí)因?yàn)樾酒訒r(shí)不同,并太多反而可能會(huì)有點(diǎn)影響解析。對(duì)于DA過(guò)程來(lái)說(shuō),IIS質(zhì)量對(duì)DA至關(guān)重要,然后整個(gè)電源的設(shè)計(jì)也是非常關(guān)鍵,如數(shù)模供電處理等。同時(shí)LPF,模擬放大也是設(shè)計(jì)的重頭大戲,其實(shí)芯片指標(biāo),跟LPF關(guān)系最大。最后要說(shuō)一句就是PCB設(shè)計(jì),特別像高指標(biāo)的芯片,布線水平直接影響指標(biāo)。當(dāng)然對(duì)于音色以及音樂(lè)性的控制,那就方法太多了,電源,數(shù)字濾波器,LPF,放 大電路,耦合,避震,甚至一個(gè)接地點(diǎn)都有影響,所以這都需要廠商設(shè)計(jì)要注意細(xì)節(jié)。
對(duì)于用戶來(lái)說(shuō),其實(shí)耳聽(tīng)為實(shí),多聽(tīng)聽(tīng)頂級(jí)的音箱或耳機(jī)系統(tǒng),而且要多對(duì)比,幾年后自然而然會(huì)有一種體驗(yàn),會(huì)有所獲?,F(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)比較浮噪,包括部 分 HI-FI廠商也是如此,比如追求768khz,追求真正32bit (實(shí)在很抱歉的告訴你,ESS9018真實(shí)的轉(zhuǎn)換精度都沒(méi)有超過(guò)24bit),如果連16bit都沒(méi)有做好,其實(shí)談更高頻率,更高比特是沒(méi)有意義,到了16bit 44.1khz無(wú)損后,理論聲音效果已經(jīng)達(dá)到了頂級(jí)的水平,家電論壇曾經(jīng)聽(tīng)過(guò)張春一老師拿的CD格式文件(下圖為當(dāng)時(shí)試聽(tīng)的環(huán)境),我也聽(tīng)過(guò)24bit的版本,在A200S下已經(jīng)把幾萬(wàn)的CD機(jī)用CD碟片還要好不少?,F(xiàn)場(chǎng)反映,音源保證的情況下,其實(shí)根本不在于高碼或CD格式,而在于如何真正做好每一個(gè)bit的精準(zhǔn)還原,穩(wěn)定還原,16bit的效果做好了已經(jīng)可以驚為天人,不信的話,請(qǐng)大家聽(tīng)聽(tīng)一些hi-end cd的效果,有條件的朋友,也可以試一下真正錄音室的源16bit,44.1khz在A200S 或 D100 PRO與傳統(tǒng)CDP對(duì)比。

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作者:xs_horizon
