什么是DAC?
其实发烧圈中常说的解码器并不是真的用来解码的,而是用来做模数转换的。
解码器工作原理图
解码器工作原理图
输入DAC的数字信号又是什么?
I2S,全称为集成电路内置音频总线,是飞利浦公司发明的一种数字音频设备之间传输数字音频的总线标准,广泛应用于几乎任何音频产品。通常,DAC会将I2S数字信号转化为对应的模拟信号。这一过程即数字模拟转换。而I2S又是怎么得来的呢?要回答这个问题,我们要回到整个音频回放链路的开端,即音频源文件。就PC和数字播放器/数字转盘而言,音频源文件通常为MP3,FLAC,APE,WAV等。其中,绝大多数音源文件均属于压缩文件,即便是FLAC和APE也属于压缩文件格式,只不过属于无损压缩,而MP3则属于有损压缩。这里举一个简单的例子,对于Windows系统的压缩文件而言,需要解压缩之后才能再运行。而对于这些音频文件而言,也需要解压缩之后才能成为DAC可以识别的信号。而这个解压缩音源文件的过程就叫做解码。这一过程通常发生在播放器、手机、PC、CD机等“转盘”或具有“转盘”功能的模块内。而通常,“转盘”与DAC之间通过数据线连接。常见的数据协议为SPDIF和UAC等。而这些数字信号通常会在DAC整机内部最终转换为DAC芯片/模块可以识别的I2S信号。SPDIF,全称索尼飞利浦数字音频接口。是索尼公司和飞利浦公司联合推出的一种音频传输协议。SPDIF又可以分为光纤和同轴,它们所传输的信号是相同的,只不过载体不同。UAC,全称USB Audio Class。是一种通过USB传输音频的协议。
音乐文件转换到I2S过程
音乐文件转换到I2S过程
也许在这里有人会有疑问,就算解码和数模转换是两个概念,但是知道这些又有什么用呢?
其实说了上面这么多,就是为了区分解码和数模转换这两个过程,因为这两种过程的评价方式是有所不同的。对于数模转换过程,也就是DAC,这一过程通常只是将I2S信号所承载的数字信号转换为对应的模拟信号。DAC最终输出的模拟信号,通常受到以下几个因素的影响:
DAC的频率
转换过程的非线性误差
转换过程的噪声
DAC芯片外围电路设计
DAC的动态范围
DAC的输入信号
其实不难发现,如果对于给定的频率和动态范围的音源,对数模转换的最终输出信号的评价依旧是常见的非线性失真、噪声、频响等。不论这些噪声和失真究竟来与I2S、DAC芯片还是整个电路。
1.AK4490(AKM)
这个是当红炸子鸡,采用这颗DAC的播放器有AK320、AK380、KANN、FiioX5III、凯音I5等。这块芯片在Digikey的价格是2.34美金,大概价格是18元人民币。性价比非常高,PCM最高支持32bit/768kHz,DSD256。而且THD+N达到了-112dB。声音给人的最大印象是是亮和甜,很讨好耳朵。
2.WM8740(Wolfson)
一颗暖声DAC芯片,曾经风光无限。老烧手上肯定不会少用8740做的播放器或者解码器。代表产品有FiioX3、iBassoDX50、AK100、AK120等。因为价格低廉,这颗芯片还能在一些千元内的产品找到。这颗芯片支持24bit/192kHz,THD+N是-102dB。不支持硬解DSD。在技术参数上已经落伍,再加上Wolfson被Cirrus收购。8740也逐渐的退出历史舞台。
3.CS4398(Cirrus)
如果说AK4490是当红炸子鸡,那CS4398就是万年老二,刚被AK4490暴打了一顿。价格上10块人民币出头,支持24/192,DSD128,THD+N达到-107dB。咋眼一看都比AK4490差一些。但作为一颗老旗舰存活了超过10年,没有一两招看家本领是不行的。CS4398以他别具一格的声音讨好很多人的耳朵——低频弹,高频顺。代表产品有旷世QP1R、享声MR1、AK240、iBassoDX80、QA360等。
4.PCM1792A(TI)
这是接近退休的老干部,但一说价格还是会吓死一堆人。目前市场价还需要50块人民币左右,TI的东西就是保值。支持24/192、DSD256、THD+N是-108dB,音色上以浓郁温暖著称。用这颗芯片的有Fiio的X5二代、金菊花、opus 3。
5.ES9018S、ES9028PRO、ES9038PRO(ESS)
这是两代产品、但我们可以放在一起谈。如果论指标,就算ES9018S都可以秒了上面所提及的,THD+N是-120dB,到9038PRO、THD+N更是达到了-122dB。
这个系列的DAC是ESS的AudiophileDAC系列。特点就是内置8路DAC(之前提及的都是2路),指标最高,解析力出奇的强,价格也是贵到吓死人。9018S是一百多人民币,9028PRO是两百多人民币,而9038PRO据说是60美金以上。目前真正用到9018S的播放器有ibasso的DX100、HIFIMAN的HM901,而用到更贵的9028PRO只有ibasso的DX200(两颗)。
6.ES9018K2M,ES9028K2M,ES9038Q2M(ESS)
这个系列手机用得比较多。ESS网站上也做了归类。
上面的AudiophileDACs是9028PRO、9038PRO这一类;MobileDACs是后缀带K2M、Q2M的,也就是大家叫的阉割版,代表产品众多手机。所以,在关注DAC芯片时我们也要注意,9018K2M、9028K2M、9038Q2M和9018S、9028PRO、9038PRO完全不是一个数量级概念!
第二部分:指标
定义一片DAC芯片好不好究竟靠的是什么?答案很明显、指标数值。指标高的当然售价也不低,指标低的售价不会高。一般我们能了解到的指标有失真度(THD+N)、动态范围(DNR)、信噪比(SNR)。
DAC的作用就是把数字信号还原为模拟信号,还原度高不高就得看失真度(THD+N)。失真越低,还原度就越高,越是接近实际录音,这是很简单的道理。
从第一部分我们可以看出9038Pro的失真度是最低的(-122dB),排第二的依然是ESS家的9028PRO。
至于动态范围(DNR)、测试的方法是给DAC加-60dB的信号测THD+N。如果这时测得的THD+N是-65dB、那么DNR就是125dB(用测试信号-60dB的60、和THD+N-65dB的65相加得出125。)说白了测试的还是THD+N。信噪比就是最大不失真信号和本底噪声的比值。有很多烧友认为指标没用,这个我们就不争论了。认为指标没用的用WM8740就行了、没必要折腾。
有些播放器厂家喜欢吹嘘DAC芯片的指标性能,我认为这事挺狗血的。DAC芯片的指标性能是留给DAC厂家吹的事情,做为播放器厂家应该是贴出自己产品的测试指标!可能大家会问DAC芯片的指标不就是播放器的指标吗?我明确的告诉大家:不是。怎么把DAC的性能发挥好才是播放器厂家该做的,而事实确实就有厂家可以ES9018S做出-90dB的THD+N。
以上介绍了主流的DAC芯片和一些相关的产品,这个和自己钱包里的丰敛有关系,市场上产品多样,找一款适合自己的厂机是不错的选择。
当然除了厂机,更多的是大佬们自己DIY的神机,他们技术精湛,确定芯片后能自己设计研发PCB板,组织配件,焊接调试,最终装机出成品,而且品质优良。
大佬打造的pcm63成品DAC
大佬打造的pcm63成品DAC
但是市场上良莠不齐,也有许多假大师,希望各位仔细分辨。
下面介绍一款CD机解码板改造的解码器
这款解码器选择的是天龙DCD1300的拆机主板,这款CD机的解码器是pcm54hp,是上世纪80-90年的主流产品,16bit芯片,由于是CD机解码板,需要改造,与数字输入板联接,连接后就可以输出美妙的音乐了。
解码器分为三个模块,既解码板,输入板,电源。
天龙DCD1300的拆机主板
天龙DCD1300的拆机主板
天晓的输入板
天晓的输入板
主板时钟数据部分改造
主板时钟数据部分改造
主板电源输入改造
主板电源输入改造
最终装机图
最终装机图
由于是天龙CD机解码板,解码效果很好,不会比厂机差,这个也是一种很好的选择。
其实我觉得声音这东西比较玄学,没有必要较真,多看多听,就能找到你的那台。
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标签:pchifi,PCHiFi,DAC