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浅谈DAC(解码器)决定声音短长的关键_芯片_指标

admin 2024-11-30 08:07:34 0

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作者:xs_horizon

“这是第三篇分享,我不得不说一下为何发WEIBO作为固定分享的缘故原由,这几年我分享了很多关于数字音频技能的内容,有些随着产品先容,而大部分是在享声群内。
第一篇分享前很多用户给我建言,有韶光在群内分享,为何不能整理出来分享给更多的烧友朋友??实在之前也有朋友建议我形身分享系列,但是个人韶光实在有限,都是随性而发,加上中文水平实在有限,外企的近十年,连中文打字的五笔字根都忘了,这次在群友的强烈批评下,于是下定决定,非节假日以及特殊情形(出差,生病等)只管即便每周随手一篇关于音响,数字音频干系的分享,xs_horizon的帐号发出,欢迎大家批评与辅导。
任何转发,必需要引用本人信息。

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首先说一下浅谈,由于是写给音乐发热友看的,他们不是专家,太深的技能并不关心,以是也没有必要讲得太细,如布线怎么布可以少2db等,再一个缘故原由是我之前想预报分享DA芯片,结果惹来很多嘴仗。
实在音乐发热友只是须要对DAC这个东西有一个内部功能上基本的理解,以及DAC这一个行业目前的发展状况,当然还有希望知道些选择DAC的方法等,这便是这个浅谈的目的。

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(图片来自网络侵删)

说一下解码芯片与解码器的关系,解码器必需要有解码芯片,大略的来说解码芯片是解码器中必不可少的一部分,但是解码芯片只是解码器中的一个部分。

以下为最大略解码器的内部功能图(以电压型DA芯片为例,电流型须要一个电流电压转换事情,部分DA芯片,包括了spdif吸收芯片功能,如ESS9018),当然部分解码器还有很多其它功能,如耳放,前级等等。

这里面解释一下,DA 芯片的指标与Mclock(主时钟)很有关系,有些Mclock是独立的时钟,如ESS9018,有些DA芯片MClcok是由接 收芯片送到DA芯片,如DIR9001,WM8805,CS8416等。
以是对付DA芯片来说,无论一体机还是解码器,基本上都是IIS通用的音频标准,一体化播放器DA芯片的IIS和主时钟只管即便要与播放转盘是同等的,但是独立的解码器如上是通过同轴,光纤,AES吸收后,主时钟并不同步,须要从 SPDIF旗子暗记中还原时钟信息的,以是SPDIF吸收功能的性能也成为了DAC性能发挥的关键。

IIS 包括三根线,一根为旁边声道标致,一根为位时钟线,一根为数据线,质量的高与低,紧张看时钟与数据是否对齐,输出的时钟是否非常稳定,同时IIS 噪声要好一些,关键是要稳定,极低的抖动,实时的频率不要一起漂移,毕竟DA是 一个被动的转换过程,如果本身一贯抖动,实时频率一贯飘移,会造成声音的 稳定度,解析,声场,密度,透明度都有影响。
这有一个很好的例子,视频是由照片 以一个稳定的速率放出来的,如果照片放的速率一快一慢,这是什么感想熏染。
虽然人耳的听音分辩是毫秒级,但是人对声音的反应,10%是靠听,90%是靠一定韶光综合剖析,这跟图像一样,虽然24帧足够知足眼睛的须要了,但是60 帧的感想熏染却完备不同,这便是脑筋的永劫光的综合剖析能力,这是科学上的“脑放”。

这篇分享,确实可能会存在很多争议,所有有些态度必需表明,缘故原由如下:

1. 写哪个DA芯片好,哪个DA芯片不好,抱歉,实在很未便利说,不要再难堪我了。
但我须要解释一个事实,现在业界的高等DAC芯片利用千齐百怪,从来没有见什么统一过,包括新出的高等DAC,解释了什么? 解释实在到了现在DA芯片实在已经不是决定DAC声音的好坏最关键成分了,关键在于设计,材料与履历。

2. 写一些DA芯片的实现,抱歉,很多DA芯片内部的算法是不公开,纵然如ESS一样,我们有很多资料,也有参加过小型开拓技能互换会等,实在内部实现细节仍旧不知, 谈DA芯片的外围与特点,大家看芯片手册吧,百度一搜完事。

3. 我也不能写现在争吵的string da (R-2R是个中一种)与delta-sigma da哪个好,抱歉,我要说一句公道话,现在天下上99%的 DAC是用delta-sigma,声音却是百花齐放,什么LP味的,什么数码味的都有,在我们的设计当中,DA的本底声音对整体声音除个别太过极度的外 实在影响极小,乃至可以忽略,详细可以参考享声Esther M1青春版与Esther M1仿照版。

4. 再说说DAC干系的晶振(用于DA芯片的Mclcok 即主时钟),彷佛业内有一个共识,特殊是如ESS9018解码芯片以及MSB,低频区(1~100khz)噪声是哀求很高的(MSB哀求更高,1~100khz RMS jitter 达到了难以置信的100fs以下)。
由于 ESS9018的转换精度(转换精度便是在输入不管多高位数有效数字数据,实际只能发挥出最大位数)超过了20bit, MSB最新的解码器达到了 28.5bit(如下图),ESS9018动态比要超过135db, MSB可能要超过150db,以是要在1khz下的指标达到哀求,这个时钟的低频 区噪声是必需有严格哀求的。
但是如果只须要知足20bit精度,动态比,信噪比都在120db以下的,那基本上绝大多数音频晶振都没有任何问题,甚致主时钟如从cs8416等锁相环出来的主时钟就完备可以达到芯片的设计指标。
以是有些解码器号称利用低噪声飞秒时钟对抖动完备肃清,并且输入只要数据没有错,效果是一样的,俺只能见告你,是指标没有影响, 声音实在还是哪个转盘输入出哪个声。
做到一定指标后,听感上的声音好坏跟更好的指标关系不是太大, 我一贯疑惑失落真110db,与THD 是120db同等情形下耳朵怎么听得出来,动态比超过120db后,如果动态变成了150后,是神马个觉得,抱歉 我现在创造目前几个hi-end顶级的功放,动态比彷佛没有超过120db的,而且失落真都达不到100db。
LP的动态才不到80db,我从来没有觉得到动态有什么问题呢? 以是指标与声音的感想熏染现在还是真的没有对上号来,纯指标党真要醒醒。
况且家庭听音环境噪声能有低于10分贝的吗?意味着家庭里最 真实的信噪比,动态比,这才是最大的问题。
以是MSB做出了这个转换精度为28.5位后,官方宣扬利用了“We believe humans are aware of sound outside of out”Threshold of hearing”这种严重非专业而且无法科学证明的用语。

虽然我只是表达了我个人的不雅观点和事实,但我也非常附和ESS9018,MSB等先驱,达到了更高的位数,作为独立的DA来说,更高的有效转换精度,实在便是一种能力,对付专攻DA来说,这种追求更高能力的方法非常值得肯定,否则行业就没有发展了,跟仿照电路一样,快二年了,就没瞥见什么进步。
实在作为DAC,还有另一种作法,便是类似于prism sound的独占的多重锁相环功能,让稍差的同轴输入也能达到更好的数字输出质量,解码器只是一个非常 普通的AK4395(险些是官方开拓板电路),听过后对其声场,解析,密度,透明度很是震荡,我综合听过很多hi-end解码器,都是百万级的系统,印 象平平,但是 prism sound 8xr接上一个不到20W的专业系统后的效果,同样的音乐反而让我震荡,这也是让我们以为,问题并不出在DA过 程,而且DA吸收 的高品质数字输入质量,即IIS+Mclock质量。

享声音响在2012年研发D100 PRO时就创造,享声当时的低噪声时钟实测指标已经不错(如下图),完备知足险些所有DAC的哀求(当时也做了一台 解 码器与D100 PRO相连),但是创造播放要热一个多时小时后声音才能更好(这在D100 PRO大量的评测中都提到热机与非热机巨大差别),后来我们到南京某军工托朋友关系,私自做了一颗超低噪声,超高精度的OCXO,才创造,低频噪声实在影响只跟DAC指标干系(只要达到DAC哀求即可),达到指标后,跟声音关系并不非常大,末了我们在D100 PRO上加上了一个小的加热装置,使得D100 PRO在非极度情形下,一样平常30分钟就能达到稳 定状态,这在后面的A系列当中都有一些运用。

最近享声的高精度与飞秒级的时钟,精度达到了非常高的水平,同时噪声也很靠近超级低噪声时钟,噪声完备知足ESS9018的指标,效果确完备不同,由于对温度的精度在同等情形下提升了靠近30倍,全体指标乃至交于一些国产消费级OCXO.我们的哀求由于较高,导致现在工厂无法量产,只能以做样的办法每个检测才到达指标。
这个首款运用是在Esther M1pro上的效果,同样的电路,便是不同的FPGA算法与新的时钟,纵然是一个大略电路的便携播放器, 第一次听到我们都觉得到震荡,连ESS CTO Peter(下图右,中为本人)一耳朵听下来认为more details, separation and transparency total differently, 跟他先容完实现差异后,他认为这便是数字输入以及clock质量不同导致声音非常大差异的范例案例。

以是关于DA部分的分享,DAC的好声与否个人认为关键在于履历与设计水平,是一个别系工程,当然首先要做到芯片该当有的指标,这是必要的(不要犯错是根本),但是不同的DA芯片实在来看DAC来说是没有太多的可比性的,看看16bit下的所有指标即可,靠近16bit下的极限都是精良的指标.由于任 何一个厂商来说,单个DA芯片所占的本钱比例,很难超过1%,享声是远低于0.5%,由于我们紧张是FPGA完成了大部分关键事情,除了用两片外作单声道模式外,性能上已经没有太多意义,更多的并只是音色上的知足,实在由于芯片延时不同,并太多反而可能会有点影响解析。
对付DA过程来说,IIS质量对DA至关主要,然后全体电源的设计也是非常关键,如数模供电处理等。
同时LPF,仿照放大也是设计的重头大戏,实在芯片指标,跟LPF关系最大。
末了要说一句便是PCB设计,特殊像高指标的芯片,布线水平直接影响指标。
当然对付音色以及音乐性的掌握,那就方法太多了,电源,数字滤波器,LPF,放 大电路,耦合,避震,乃至一个接地点都有影响,以是这都须要厂商设计要把稳细节。

对付用户来说,实在耳听为实,多听听顶级的音箱或耳机系统,而且要多比拟,几年后自然而然会有一种体验,会有所获。
现在互联网行业比较浮噪,包括部 分 HI-FI厂商也是如此,比如追求768khz,追求真正32bit (实在很抱歉的见告你,ESS9018真实的转换精度都没有超过24bit),如果连16bit都没有做好,实在谈更高频率,更高比特是没故意义,到了16bit 44.1khz无损后,理论声音效果已经达到了顶级的水平,家电论坛曾经听过张春一老师拿的CD格式文件(下图为当时试听的环境),我也听过24bit的版本,在A200S下已经把几万的CD机用CD碟片还要好不少。
现场反响,音源担保的情形下,实在根本不在于高码或CD格式,而在于如何真正做好每一个bit的精准还原,稳定还原,16bit的效果做好了已经可以惊为天人,不信的话,请大家听听一些hi-end cd的效果,有条件的朋友,也可以试一下真正录音室的源16bit,44.1khz在A200S 或 D100 PRO与传统CDP比拟。

欢迎大家跟帖评论,多多提出你的意见。

作者:xs_horizon

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