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发表于 2017-5-18 12:26:30
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本帖最后由 xs_horizon 于 2017-6-2 11:33 编辑
一、行业背景：
作为享声早期的创始人之一，享声SOUNDAWARE从2010开始由行业的几位资深工程师(架构师/项目经理/研究员等）组建成立一个兴趣工作室，2011年受南大声学所音频处理实验室老师的鼓励与帮助，当年正式注册创立. 一直专注于数字音频的高保真重放的基础性研究与开发,基于FPGA自主开发数字音频的常见各种功能与优化. 于2012年拿到高保真母带重放的专利架构，这在行业是唯一的一家。之后在消费家用HI-FI发烧市场推出HI-FI入门级产品A100，D100，2013推出当时的中档产品2013款D100 PRO豪华，并为部分烧友定制1.5W万的D100 PRO豪华定制版本，2014年推出A200，2014款D100 PRO豪华，2015年推出烧友定制版A200S, 中档产品A280, 入门级的A280C, 2016年推出 D100PRO飞秒以及A200S飞秒版更高一级的产品。期间享声不仅仅推出上述产品，也与众多的芯片厂商建立的深度的合作关系，为一些知名厂商提供高保真的重放解决方案以及提供效音以及优化服务, 同时针对这些芯片提出了自身的一些理解与建议。
作为这7年的享声的研发见证者，也是一名深度音乐爱者，享声SOUNDAWARE 一直专注于高保真的数字音频重放领域，针对数字重放，如果要以极致高保真要求，无论标准本身还是设计上都存在非常大的挑战。比如：
一。数字输出标准：IIS/DSD/SPDIF 这三个协议是连接数字输出与解码芯片的官方标准，然而一个高端DAC的发挥完全取决于这些标准的输出质量，这些标准的共同特点就是，包括数据与数据对应的时钟信息，以及数据与时钟的同步信息。为此，要让后端DA 充分发挥，必要对上述协议有极高的要求。主要要求如下：
1）信号的噪声要低，特别是低频区。 DA芯片的LPF或数字滤波器主要从事高频的滤波，如果上述标准输出低频区噪声较大，会严重影响输出的声音品质，甚致指标。特别是现在最新的DA芯片，1khz下的失真越来越低，要达到官方芯片指标，对上述的输出指标以及主时钟的噪声要求极高。这些都是对电源以及时钟以及芯片本身有极大的挑战。其中时钟有一个情况，同样材质的时钟，频率越高，低频区的噪声越大，所以对支持的音乐格式是否需要更高的频率，也是非常慎重的。
2） 时钟的输出精度要高。精度越高，抖动越小，声音稳定性越好，密度会越大，信息量也会相应提升。早期D100 PRO需要预热后声音更好，就是因为D100 PRO有对晶振进行加热使得晶振工作在一个相对“恒温”的环境当中，从而使得短期输出时钟更稳定。这里强调的稳定，更多的是短期内稳定，对于长期一定的漂移，假如一个22.5792000MHZ，经过5年以后，频率漂移到了22.5792050MHZ,这个是正常的，正如一个声音快一点点罢了，人对极细微稳定的快一丁点点是感受不到或根本不同显的，但对短期的时钟抖动往往更加的敏感。
3）时钟与数据需要高度的同步。时钟再好，如果数据跟不上或延时较大，仍然存在的问题跟时钟不精准一样的道理，所以为何IIS转成SPDIF，不如原始时钟与数据直接在高性能芯片中合成,那是一样的道理。USB DAC的为何优化延时或用低延时专机会明显提升声音的结像,清晰度，控制力等，这不是时钟的问题，而是当一个时钟到来时，数据经过系统中断需要一定的时间才会到来，这样明显会让DA收取数据的稳定性与精度变得很差，跟时钟精度一样，明显影响声音的稳定性，结像，密度等等各个方面。
二。模拟解码以及弱信号放大的问题：模拟DA以及技术本身在十年前已经非常的成熟，但是最近十多年技术，芯片的大幅度进度，出现了ESS9038PRO，AKM4497等更强功能，更高性能的DA芯片，而且电源，时钟，放大芯片，材料技术的巨大进步，使得超越传统的高保真成为理所当然。然而现实并非如此，即使中档产品同价位的，因为烧友的一些倾向性的传统选择，还有厂商的部分迎合，使得很多新的技术，在中国厂商的产品当中并没有很多的出现。所以采用传统思路设计的产品，想要超过传统档次中的经典，本身就是一个错误！ 单声道DA，LPF，弱信号放大，这每一步都需要扎实的继承与创新才可能超越历史的经典。以几个方面为例：
1). 单声道模式：在PCM时代，如果要实现平衡输出单声道，只需要两片DA，让其工作在单声道模式即可，然而在DSD时代，这种做法就行不通，除非把DSD在DA转换时设置成转换成PCM才可以，否则无法工作在单声音模式。所以这必需要在数字输入时就进行把左右声道进行切分，这需要二次开发，没有现有的解决方案。
2).LPF(模拟低通滤波）以及电容：现代DA芯片因为极强的数字滤波器，把模拟LPF的要求降到了最低的水平，但是仍然需要模拟滤波器进行高频的杂散信号滤除。这其中高性能R，C成为了主力，一个100KHZ内的复杂信号经过都会导致各种失真与信息损失，现在高端DA芯片的本底失真已经跟一个mcap 百元顶级电容的失真差不多了，况且LPF的电容本身要求比较紧凑（弱信号，易失真，易干扰），所以只能最新的高精度，高性能材料才能满足这种非常苛刻的要求。
3). 耦合：这是是恒久远的话题，一般高端的专业解码器（5W及以上），是不采用信号的耦合电容的，通常采用非常昂贵的仪器级缓冲与放大电路进行去直，配对，从而控制输出的直流在20mv以内的优秀水平。传统的运放，双片DA本身的巨大差别，使得出来的直流上百mv是非常正常的事情，所以必需要耦合电容或者人为的调直电路才能解决直流的问题。然而上面说LPF的要求高，一般LPF是旁路较多，而耦合电容是串联为主，加上对10~100khz的频响，失真都有更高的要求，容量较大，无疑要求远高于LPF的波波电容。所以高级的前级中的耦合电容现在单个几百上千都很正常，即便如此，高级的前级串入，都很难做到完全的透明，事实上透明度或信息量有可能会略有下降。一个普通的电解电容作耦合，带来的相位，信号，信息量的损失无法估量, 加上现在HIFI材料的选择严重馈乏，使用耦合电容其实是一种自残与无奈之举。
4).弱信号放大：无论自搭三极管电路还是使用现成的运放方案，电路都是相当成熟，最大的变化就是电源以及集成电路的突飞猛进。以前无法想象的问题最近几年都得到了很好的解决，仪表级的集成芯片不那么昂贵了，功能更强，指标更强。电源电容材料的突飞猛进，原来一个AVX的高频低阻的钽电容，原来可以超过一个比它大好多倍的铝电解等等。这都是传统材料厂商，因为社会需求的进步，对于传统HIFI大体积的材料均停止了研发与投入，而专注于新需求，十多年的投入的巨大成果。
三。电源系统：
传统HIFI的电源系统绝大部分集中在线性电源上面。交流滤波，低频线性变压器（根据磁芯结构不同有不同的类别）整流，滤波，稳定等部分。 线性电源有高频噪声少的优势（这样线性电源就不太有很多的高频干扰，所以不会那么的刺激感），然而也存在着很严重的问题，比如线性变压器：
1).低频噪声大。
2).电->磁->电转换速率一般，要电的时候跟不上。
3).体积较大，因为体积限制，自身储能能力有限，每次急需供电，结果因为电磁转换速率的原因，导致输出内阻较高，供电瞬态很慢。
4).交流转直流后对电容容量要求较高，体积要求较大，否则波纹很大。
5).市电的高频噪声还是能够通过辐射到次级输出，而且部分结构的变压器辐射较大。
6). 因为用电器件较多，市电失真较大，甚至个别达到了10%的失真。
7). 变压器的电源只能能过较高的电压转低压，压差全靠散热解决，需要的体积较大，而且支持的国际电压范围较窄。
像传统的线性LDO(线性稳压器）也因为交流电压波动范围较宽，对散热要求较高，占用了大量的体积，挤压了其它空间。加上传统的大电流，高电压LDO(线性稳压器），最近十年几乎已经无芯片厂家在此投入，仍然还停留在十年前的芯片，如 1084，317 等等，即使优化过的串联，并联稳压电路的波纹以及噪声仍然达不到现代高性能，高指标的要求。
在一个良好架构与电路的系统当中，更高一级的电源系统，会有明显更好的透明度，分析力与细节，而且失真更低，控制力更好，更鲜活与真实，这是任何HIFI系统好声音的基础，也是HIFI产品设计时的重点！ 然而，线性电源的行业投入，在十多年前就已经停止了，只余下传统HI-FI在苦苦支撑。
四。音源的巨大变化：
早期主要是LP，CD为主，现在随着CD市场的没落，网络音乐的崛起，如果想听最新的无损音乐，只能购买音乐APP的会员，如果想要听国外的最新的唱片，那更多是能过网络购买并下载，这明显的改变了传统的听音习惯。
在线音乐，音乐文件成为了现在新音源的主要贡献者，这决定了新的系统需要对此无缝的进行支持与兼容，好声音的同时，方便也是非常重要的。
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发表于 2017-6-6 21:00:19
