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【技术干货】xs_horizon分享十二:再谈DA芯片的那些事

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发表于 2019-1-24 11:24:56 |显示全部楼层
本帖最后由 soundaware 于 2019-1-24 11:27 编辑

最近我们行业又开始普及新DA芯片高指标的工作,作为有着近十年专注高保真数字播放器厂家,也作为DA芯片的使用厂家,也来谈谈享声对DA的态度。

如果你是老烧,基本都可以不要看了,你们肯定知道现在烧友家用有多少带着古董DA芯片的Hi-end产品,你们机器的指标对于现在ess9038pro,akm4497,cs43198来说是多么的LOW,多么的烂,声音可能是多么的好。如果你还要关注,我相信你也关注这些新芯片,我个人建议你们如果已经有了老DA芯片的hi-end产品,这类新型片的产品,如果想买,时间才是最重要的经验(请理解我的处境),希望大家能明白这个意思。

如果你是初烧,我几年前写过一个DA的浅谈(比较感性),你们先看一下吧:

【干货】xs_horizon 分享之三:浅谈DAC (解码器)

如果看不懂,那我就讲点白话吧,这个可能浅显易懂。

DA芯片是什么个东西呢,其实就是把满足音频标准的数字信号转成为非常微弱的模拟信号。音频数据是什么呢,其实就是来源于各位同学的音频文件了。

决定最后各种模拟输出的性能是什么呢,就是各位的音频文件的位数以及采样率了(有损压缩除外),位数以及采样率是什么?请看下图:

图片2.jpg


看到左边的16bit,44.1KHZ了吗?它代表的指标是这样的,这个文件放出来的信噪比不会超过98db,失真是在0.001%及以上,动态比也不会超过98db,频宽不会超过22.5khz。那大家肯定发现有些CD机指标超过这个的,我想告诉你,这CD机带USB或其它输入功能的,因为这些接口支持24bit,所以为了好看,绝对是拿24bit 测的。这些话,如果涉及到的厂商,在此先表示歉意,这些如果能讲还是要讲的,毕竟信息相对透明才是长远之道。

好了,说了这些,那位数(如16bit,大家也见过24bit)以及采样率是(如32khz,44.1khz,48khz,96khz,192khz我来说说两个代表吧:

16bit的指标:动态比,信噪比,失真不可能超过98db!!
24bit的指标:动态比,信噪比,失真不可能超过144db!!
32bit的指标:就不说了吧,说了现在的DA也实现不了。

再说一下失真百分比与db的简单转换关系,100db即0.001%,自行推导。

关于采样率,那就好理解了,就是音乐文件最大能重放出来的频率宽度,最大的理论频率宽度=采样率/2. 所以CD格式最大频宽=44.1khz/2=22.5khz,192khz最大频宽为192khz/2=96khz,人耳的极限是20khz了,高于20khz靠感觉!

但是要重要说明的是,有两个指标是跟音乐文件无关的,一个是底部噪声,一个是分离度大家如果注意观察10年前的纯CD机指标,哪怕上面的失真只有97db(0.001x%),分离度是可以高于100db以上,底噪更是达到了-140db! 底噪是什么个东西? 就是机器的本底噪声,在你没听歌,或者暂停/停止时的负载底噪。在便携播放器上,底噪就是跟这个相关的!跟信噪比等并无关系,CD格式信噪比才98db不到,难道你在CD格式停止时能听到底噪,而24bit停止时听不到吗?
   
现在把音乐的理论极限指标说完了,再说这个DA了。我们现在的所谓的AP,DS3的音频测试仪就是测试这些DA+必要配合电路(LPF+放大+电源等)出来的指标,说直接一些,只要音频数字输出不至于太差(数据不要错,时钟不至于太烂),像现在非常有限的几个模拟指标相差不会很大。那反过来说,是不是数字输出就不重要了呢,只要你耳朵正常,好的数字输出是一耳朵对设计良好DA解码器有提升的,那为什么指标不会相差很大呢?因为啊,现在反应出声音的指标公开的实在太少了,简单来说并不能真正反应声音的好坏!但是如果指标太差,还是会严重影响声音的。

这里有一个比喻,就是音频指标如同评价美女一般:一个身高180cm, 体重 65kg, 腰围2尺,年龄22岁, 就说明这个是美女吗?但是如果一个身高160cm,体重 80kg,你相信她还是身材高挑的美女吗? 音频指标与好声音的关系也是如此,因为公示的指标实在太少了。

其实我的那篇《浅谈DAC解码器》当中谈了现在DA的现状,作为数字音频重放当中数模转换的一环,我更想说的是DA指标其实是作为一种功能来说,不想说成一种能力,不是CPU i5,i7极限速度的区别,因为人耳是有极限的,说能力会有误解性。播放16bit,44.1khz时,全球现在在产DA出来的指标都是“一般黑”,因为受音源理论限制了嘛,在这种情况下,大家都是指标非常“糟糕”的。如果到了24bit (32bit我就不谈了,那是噱头),情况就不一样的,ESS9038pro的功能性就出来了,因为它理论可能真正的转换精度可以超过20bit,达到了122db,达到了成品DA的最高水平,但是24bit离理论144db是不是还差不少呢~~。至于其它DA芯片,肯定内部的转换精度都在20bit左右了,指标都能看出来。

但上面的可能并不是重要的,我想说一下很可怕的事情,就是研发妥协,可能烧友不太了解的,也是决定最后价格的,就是如何对芯片进行充分发挥!!比如同样的TI 1972芯片解码器,从2000RMB到50万RMB的都有,都是这个芯片的解码器啊? 难道这不到100块人民币的芯片最后做成解码器要这么难吗?当然难,音频无真正的END,说明要达到极致是无极限的,付出多少成本都是难以企及的,所以妥协就是省成本,只是看厂家妥协的在哪里了,这些肯定不会公布出来的,但到声音上,就看厂家的良心了,厂家是专业的,至少会听吧,怎么个妥协法其实才是最大的艺术!这些信息对烧友来说是永远不可能对称的,只有靠品牌对声音的底线与产品的定位了

说享声一个真实的故事吧,也就是MR1研发结束时,我跟AKM上海负责人谈合作,项目是基于AKM4497做一款2000多元的便携USB DAC+平衡耳放,因为定价比较低,所以要严格核算成本。大家都知道AKM4497是一款旗舰DA芯片,价格自然不太便宜,对于一个2000出头的产品来说,这就是一个最大的成本了,所以在预估这个产品至少每年1万台量的情况下,只能要求AKM出售价打折。当然最后谈了几轮没成的原因,是AKM日本方最终认为akm4497是新出的旗舰,这么低卖有点影响芯片的定位而放弃。如果这款产品出来,说说我对这款产品的声音定位,即HIFI入门级,指标跟开发板也接近,跟A300的内置解码是完全不可比的。如果我不用AKM4497等旗舰DA芯片,其实选择的非常多,同样的价格声音以享声的能力可以做到还原度更高,成本可能还低的USB便携解码耳放。因为我们把省下的近200元芯片成本,用FPGA做多次锁相环去抖+10多元的DA芯片,这是常见超过2W高档解码器用的技术,得到的信息密度与还原能力会明显更好!但我们相信,这个销量没有akm4497高,这就是市场与现实。


可能你会觉得我是自说自话,但是如果你有头脑,反过来想一下,对于一个旗舰产品,一个解码芯片占整机价格是多少? 旗舰解码芯片购买与厂家技术支持是不是有门槛?同样的芯片,甚至就这几个指标几乎一样的情况下,一个是旗舰产品,一个是入门产品,声音能一样吗?为何一个高档DA芯片要几年后,甚至5年以后才会有让烧友公认的顶级解码器的产品出现?

所以,只拿DA芯片说事的烧友或一些宣传,该歇歇了~~~

不拿DA说事,拿指标说事,又如何?

比如机器模拟输出的信噪比,动态比,最低失真? 刚你不是说过,指标太差就有问题了,你这机器信噪比才120db不到,我这9038pro的机器都做到了130db+, 那你这个机器不行啊?

这话问出来,其实在认知上是有一些偏差的,这个指标其实就是芯片造成的指标差别!AKM4495芯片人家的正常信噪比只有120db啊(正常供电),机器做得再牛,也只能接近啊,所以117,118db的信噪比这是非常优秀的了,因为换一个DA芯片,可能这个机器指标还比你的更好呢?请大家不要忽略一个关键事实,一个ESS9038pro的指标才做到123db,而一个akm4495的产品做到了118db,如果看妥协程度比来说,ess9038pro芯片的这台机器妥协度是((140-123)/140db)=12%,而采用akm4495的播放器的妥协度才((120-118)/120)=2%, 你觉得谁的妥协大? 谁在发挥芯片性能?在全晶体管下(胆管谐波大,失真大,这是公知的),大家都看的公开基本指标都开始妥协,可想而知其它声音的方面了。因为这种妥协不仅仅是24bit格式上, 16bit很大概率也会对等妥协的,这才是真正可怕的。

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