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【研发心得,干货分享 12-10更新】脱胎换骨的新品A1Pro--广州音响展正式亮相

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发表于 2019-11-20 19:56:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 xs_horizon 于 2019-12-10 20:44 编辑

2016年,AKM4497 刚发布时,我们拿到了AKM4497 开发版,并第一次被AKM厂家开发板震惊了---原厂开发板,竟然进行了细致的调音,这是其它厂家DA开发板所极少有的!!!!拿到后就开始了AKM的深度分析,相对于ESS9018合作来说,还是晚了些,但我们还是兴趣满满。
PCB 小.jpg


实测 小.jpg

实测指标

实测指标



拿到时我们就进行了各种详细的测试,因为时间较长了,所以发帖前又测试了一遍,同轴输入,AKM4497 XLR输出,DS3 因为THD 限制(THD+N <0.0004%, <108db)是难以测到AKM4497 本底极限的,但是实际发现,AKM一个通道在24bit下确实达到了DS3的极限(实际值可能更好),另一个通道仍然不知原因(可能时间长了),失真略高。

###大家可以思考一下,这是单片AKM4497,5V正常供电的指标(AKM4497还可以更高的模拟供电以及单声道模式来提高性能),市场有几个AKM4497芯片的产品,整机线路输出做到了开发板的失真水平?? 注意我们的测试失是THD+N (1khz 24bit 44.1khz, 更高码率以及THD(也叫失真度)指标比这个更好,相信厂家会用更高码率数据进行测试获得更好的数据)。
我们认为,不管做什么产品,只要是中高端产品,无论什么型号,已经有充足预算,应该要发挥出芯片的最好水平,而不是为了吸引眼球,用多片,每片只发挥个6成,7成。事实上,每片6成,声音就是6成,不会用了2片,4片就会 6+6+6+6=24成,完全不是的,音响是木桶短板原理。为何连开发板的指标水平都有较大差距,里面有很多的原因与故事的,这也是我这边要讲的。

讲之前,放个结论,收尾再讲,其实这个开发板仍然有很多可以提高与优化的地方!

先讲讲享声与AKM的故事吧!










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 楼主| 发表于 2019-11-26 21:05:37 | 显示全部楼层
本帖最后由 xs_horizon 于 2019-11-27 16:00 编辑

AKM如果观察我写的文章就知道,几年前就有打算出一款产品,基于AKM芯片的移动平衡解码耳放,无奈刚出来,芯片价格过高,跟AKM中国价格没谈好,导致产品价格偏高,所以放弃了。

AKM芯片如果做纯解码器来说,难度更大,并且体验一般,因为它的功能非常简单,而且纯碎,远没有ESS等方便。

但是看似非常简单的功能,要发挥好,确是非常的困难,享声开发的几乎所有DA芯片当中,AKM的芯片要达到理论极限指标,非常难!甚致可以说,可能它是最难的部分。

而其它芯片相对来说,处于AKM与ESS之间。
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 楼主| 发表于 2019-11-27 16:07:03 | 显示全部楼层
其实无论哪个品片,哪款DA芯片,现在量产的,一直更新的都是西格马芯片,西格马芯片好处就是失真做得很好,而且声音也可以做得非常不错,占HIFI 量产DAC 的99%以上。

现在主流的,ESS,akm,包括很久没出新品,刚又出新芯片的CSS,都是目前来说非常主流的芯片厂家,都有比较优秀的代表DA与产品。

ESS从 ESS9028后,好声的产品越来越多,而AKM与CSS更加的悠久。

DA芯片随便需求,支持的位宽与采样率越来越高,而且在高位宽的情况下失真与指标越来越好。

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 楼主| 发表于 2019-11-27 16:31:54 | 显示全部楼层
本帖最后由 xs_horizon 于 2019-11-27 17:22 编辑

很多人说,越新的越好吗?  这个需要先说说现在新的DA芯片提升在哪里呢?

1.基于PLL的数字去抖提升,一般在SPDIF接收时进行处理,核心一家就是的是ESS,因为现在ESS芯片自带SPDIF接收(同轴,AES,光纤)但是ESS的去抖对于一般或差的数字输出确实可以减少劣化,而且锁相环的性能最重要的就是那个主时钟性能,如果主时钟不好,相当于巧妇难为无米之坎,但是好的主时钟是很贵的,到了好的OCXO级,基本上都是几k甚致上万。

2.在高码率,高bit下指标明显提升,因为以前受限芯片的计算能力的限制,更好的滤波器无法应用,西格马转换性能受限计算能力(西格马简单理解跟SRC差不多的东西),所在在24bit或32bit下性能没办法做到更好,最高的采样率也受限。加上功放,前级,电源等模拟电路的指标本身也存在极限,音响是一个木桶原理,光一个芯片好是没有用的,需要周边的材料跟上才可以。比如以前做全直流放大,都是需要调零电路,每个PCB上都需要一个小的调零电位器,每台出厂前必需人为调,都是芯片性能精度与指标不高导致的。

3.非旗舰的HIFi芯片,指标可以达到或接近上一代旗舰水平,但是功耗明显降低,在便携场影的应用更为广泛。

4.旗舰芯片多核趋势明显,而且功耗明显更高,比如4通道,8通道更多,每多一个通道,功耗就要多一倍。



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 楼主| 发表于 2019-11-30 12:43:05 | 显示全部楼层
然而,要发挥一个芯片的全部性能,并排容易,因为芯片性能是很高,但是整机指标是很难做出芯片指标的,因为不仅仅要模拟滤波,放大,失真只会一点点变大,所以整机指标必然要比芯片指标差不少。

比如AKM4497开发板,最好的XLR输出,也只能达到109db左右,跟芯片指标相差为倍数关系。

这种问题并不是芯片造成的,除了要对芯片的设计要有极高的理解,而是芯片的外围电路失真要比芯片指标还要好,才能做到,这种成本是非民用HIFI所能承受的。

反过来说,如果哪怕一片AKM4497或者ESS9038,整机失真只能达到0.0005%, 其实效果是严重打折扣的,甚致有可还不如一片CS4398芯片做出的整机失真为0.0005x%,因为最好的24bit 或32bit下的失真,哪怕是一片AKM4497或者ESS9038pro,都只跟CS4398差不多,那16bit下有可能劣化更大,这才是重要深思的问题。

这也是为何享声为何要坚持,哪怕是旗舰机型,仍然要用以前的旗舰芯片第一个原因。

第二个原因就是,曾经的旗舰芯片,有大量的经验可以参考,有充足的时间去研究,享声任何一个产品中的模拟DA部分,都有着四年以上的研发经验,无数次的调优与优化,与芯片厂家的深度合作,同时参考大量的名机,了解一些原厂都可能不太清楚的“缺陷”以及真正影响声音的技术,这也是为何敢在旗舰产品用一些曾经旗舰DA芯片的原因。

第三个原因就是之前提到的功耗比,AKM4499或者ESS9038pro固然指标逆天,但是要发挥出来的成本非区区几万的产品可以承受,光电源与时钟都是难以置信,否则AP和DS3这类的产品,动不动就10多万,几十万的。一个可以作为参考理想电源,滤波器,时钟,光元件成本就跟一台hi-end产品价格差不多。之前的旗舰芯片DA产品,在那个要充分发挥,跟现在要充分发挥AKM4499与ESS9038pro一样,哪怕是hi-end产品,基本上也不太可能用官方开发板的周边电路,没有70%,也有50%以上重做,比如滤波器重写,SPDIF重新开发等等,非常复杂的分立电源设计,才能算基本榨干芯片性能,达到一个很好的效果,造成动不动价格几十万,甚致百万的原因。 虽然现在电源芯片,时钟,包括一些元件的精度大幅度提升,要榨干这些芯片已经不需要非常高的成本了,但是商业的原因,谁会去用那些上一代旗舰芯片呢? 然而大家不知,AKM4499,ESS9038pro的功耗数倍增长,周边电路的要求也是指数级的上升,实质用一般的周边电路也只能在开发板水平左右,加上有些芯片根本没开发板或者开发板没有参考意义,所以想一般的成本发挥一个当今旗舰芯片,自然不太可能。
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 楼主| 发表于 2019-11-30 12:48:36 | 显示全部楼层
本帖最后由 xs_horizon 于 2019-11-30 13:05 编辑

正因为这些原因,加上这个产品并非参考级的产品,而是一个应用产品中的旗舰产品,所以我们并没有使用最新的旗舰芯片,甚致不是AKM4497.我们仍然做到了超越大多数在产AKM4497芯片产品的整机性能(24bit下的失真THD+N)。
QQ图片20191130124905.jpg

其实AKM芯片指标要“榨干”非常不容易!可以说通过研发这么多DA芯片产品,各个芯片有各个芯片的问题,看似简单的开发板,与官方参考,并不能避免你掉坑,哪怕官方参考板,有些指标出来了,声音又不好,哪怕一样的电路,如果无法理解芯片的真正的症结之处,出来的指标有可能很差。而这种症结,很多都是芯片本身的暗病,比如CS4398模拟地与数字地在芯片下最好是完整,不要切割,AD1852反而最好要有要一点分离,这就是一些厂家芯片的“暗病”,事情上是厂家没有说出来的。AKM的“暗病” 其实更多,因为技术保密就在说了,这也是造成AKM芯片的很多厂家,整机指标并不高的主要原因。
当然不仅仅芯片指标上的坑很多,声音的坑更多,我们都指标,指标出来了,不见得听感就很多,不见得密度就很好,主要是因为指标只能反应声音一部分,当然指标很差,声音也不会好到哪去,这也是为何我认同部分业界的说话,能把机器当仪器做,至少是科学的,专业的。

当然必需要清楚,指标是有限的,无法反应全部技术,艺术代表的一个产品的个性与风格。

比如全频的相位失真,其实并不好测,声音的信息量,密度也是如此,所以必需要结合听感与指标一起优化。

当然享声做DA已经快十年了,自然有自身的东西,通过四年的研发,也知道AKM芯片的问题与暗病,更知道AKM开发板的很多可以提高的地方。


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 楼主| 发表于 2019-12-10 20:22:31 | 显示全部楼层
这里最重要要讲一点就是功耗效率,众所周知,hi-end 对电源要求是非常极端的,动不动近10倍的余量而且要求低噪声是非常正常的,这在消费类是不敢想象。

这也是为何高端的HIFI用极致的线性电源,甚致超级电容,甚致大量并联的超低内阻电池的原因,从享声的产品来看,越高端的产品,其实功耗变化不大,但是电源越来越极端,比如真实功耗才不到10W的D300REF,理论最大瞬音放电电流可以达到200A,这对于一般的HIFI产品是不敢想象的,这也是它为REF产品的原因。

但是就是因为D300REF功耗很低,所以在巨大的放电电流下,它能达到极宽频的低噪声,如果REF是一台后级,那 5V*200A=1000W, 这个瞬态放电往往又是一般的,毕竟才几倍的余量,太少了。

所以如果一个产品,要好声,一定要看它的瞬态余量比=瞬态功率/实际稳定功率,D300REF达到了100倍(1000/10),所以它能成为REF的重要原因之一。

如果要达到如此的瞬态余量比,一个方法就是加大超低噪声的电源成本,这个直接跟功率相当,也是产品的最核心的成本之一,另一个方面,就是降低产品的实际功耗,如果D300REF不需要为屏以及USB硬盘供电,D300REF功耗将会降低5W左右,此时的声音会更好,这时就是瞬态余量比提升了一倍的好处。

像A1Pro 这个定位于A1系列旗舰的产品,我们并不盲目的追求,更多的通道以及更大功耗的产品,每增加两个通道,功耗会增加一倍,如果还要保持相同的瞬态余量比,那电源成本会增加一倍。增加通道有意义吗? 有一定意义,比如增加在24bit下的动态比(略微提升2~3db), 但是带来的负作用就是功耗增加一倍,如果连两通道的指标都无法榨干,4通道,8通道就更谈不上榨上,更没有意义了。

从声音角度出发,我们认为,能把两通道榨干,同时在二通道下,功耗最低,这样可以最优的提升瞬态余量比,从而达到一个无法更为理想的声音,综合成本反而能够控制,最终的声音更加的理想。

事实证据也是如此,AKM芯片对电源要求极高,特别是瞬态余量比,除了影响听感,而且影响失真,所以我们通过对模拟电源功耗提升30%功率,同时对滤波电路增加10倍的电容容量,从而达到了整机非常好的失真指标,听感上也明显体现出来完全体现出AKM芯片好声的一面,真实,饱满,富有感情!


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 楼主| 发表于 2019-12-10 20:37:43 | 显示全部楼层
a1pro_s(1).jpg
第一次提出A1系列,其实源出之前的一次投票:http://old.soundaware.net/forum.php?mod=viewthread&tid=2835

小体积,强功能,简单实用,好声音 是很多音乐爱好者,烧友的重要应用场景,只凭A1是难以满足更多烧友的需求,所以提出了A1系列的概念。

所以将来绝不仅仅于A1Pro,可能随着时间的变化,还有更多的A1产品。

作为A1系列的旗舰,A1Pro 代表着A1系列中的最高水平,所以它的设计定位也很高。

它几乎采用了70%的 A300电路部分,同时进行了优化,并且为享声独自开发的,全直流,全平衡,全对称的放大电路。

A1Pro的滤波与放大电路,并没有采用AKM官方的参考电路,虽然官方的参考电路也可以,但是有一个问题就是,全部采用耦合电路进行隔离直流输出,这对信息量是一种重大的损失,同时也会导致比较明显的相位失真,作为这个系列的旗舰,我们是不能接受的。曾经大家看到过以前很多hi-end产品内部图,一般来说是通过带电位器的调零电路或者高档隔离输出牛来解决这类问题。这些都是一种很高代价的去直流方式。调零电路是通过两倍对称的正负放大,通过完全相同的电压进行对称消除,因为元件精度问题,所以需要每台进行调零电阻。另外的高档输出牛,价格也是非常昂贵,但是其实指标一直是不太理解。A1Pro的经验是完全基于A300的经验而开发,能过采用仪表级的参考级高精度四倍的完全对称放大电路,来进行正负直流消除,从而不需要额外的调零电路,又能获得理想的输出效果,直流输出量比绝大多数耦合电路都要低很多,获得最原始,真实的声音。



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 楼主| 发表于 2019-12-10 20:42:22 | 显示全部楼层
本帖最后由 xs_horizon 于 2019-12-11 15:13 编辑

A1Pro的提升并不仅仅如此,因为采用了最新的解码的明显提升,增加了192khz的同轴与光纤输入,全平衡的XLR输出,输出电平也提升到了 XLR 4.8VRMS以及 RCA 2.4V RMS,得益于内部的放大电路的重新设计,使得RCA的声音达到了XLR水平。A1Pro同时在A1的基础上,模拟供电功率提升30%,整机电源处理更加豪华,同时内置享声定制的200元发烧保险丝。
这一切的设计使得A1Pro的声音相对于A1脱胎换骨,声音密度与控制力大幅度提升,同时经过长时间的效音与调整,声音风格饱满而真实,极富情感。

背面.jpg

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 楼主| 发表于 2019-12-10 20:45:06 | 显示全部楼层
A1Pro耳放版融合了下一代旗舰产品的耳放电路,采用了全直流,全对称,多管并联的大电流,Ultro-Low 失真的全屏蔽电路,负载失真达到了0.0007x%以及较低的底噪,单端输出远优于A280,4.4全平衡输出性能非常接近A300,同时提供4.4转卡侬接口。
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