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顶级1Bit和多BitDAC的比较DeltecPDM2对擂EAD7000-【新闻】

发布时间:2021-04-05 22:35:39 阅读: 来源:过滤器厂家

顶级1Bit和多Bit DAC的比较——Deltec PDM-2对擂EAD7000

Bitstream是PHILIPS自己在1989年发明的1Bit转换系统名称,这种系统能非常高速地将CD上的16Bit数据转换成真正的1Bit数据,它的好处是可以用一种独有的"真实"数码转换器,最后提供接近完美的音质效果,它所用的技术是一种转换式电容网络,将数码信号直接变成模似信号。

在PHILIPS未完全成功发展1Bit的D/AIC之前,市场上的CD机无论是顶级或是平价廉宜的机种,D/AConverter(变换器)都是以多Bit方式进行,由于在设计上是采用16个或以上的精密电阻以及相同数量的开关去进行D/A转换,因此严格上来讲各个电阻的精度都直接或间接产生影响而左右音频重播之线性,就算能匹配到百分之百的电阻值,也难以通过温度差这一关,试想要在一部CD机内加设一个绝对恒温装置,又要投入多大的成本?是否有音响厂家这样做还不得知,况且除了这直线性差之问题外,多Bit CD机之过零失真是一个无法正面解决的问题,日本DENON(天龙)的Lambda及TEAC(第一音响)的ZDⅡ线路虽然都能从理论上解决了过零失真的问题,但却也不能从正面去处理,这样的原因使很多资深发烧友认为CD机的音质仍然未能超越高级LP唱盘的音色。

尽管多Bit存在过零失真等弱点,但它是否已经发展到极限会被1Bit所取代?相对来讲,1Bit可以用更低的成本去制造平价及中高价CD(现市面大多数高中价以下的CD机均是1Bit制成),很多专家也认为1Bit没有多Bit的温度影响,它是一种PWM型式,的确可以免除多Bit的每一个Bit要求的精确度。Hi-End榜上的名贵机种如Mark Lecinaon、Wadia、THETA等等都采用多比特制式,在听觉上很多烧友也认为多比特是一种较为全面的D/A重播方式,尤其在速度及动态对比度上多Bit似乎更符合高传真之道。很多厂家在宣传新产品时总是扬其优点隐缺点,1Bit和多Bit都各有各的好处,但它们的骨子里又是否完美?实际上很多制作都有一个妥协,问题是这种妥协究竟是何种程度而已。

至于1Bit和多Bit的特性和工作原理的优劣,相信不少烧友都已有大概之认识,在这里也不打算详谈。不过无论是1Bit也好,多Bit也罢,高倍取样的DAC无论在音质上,尤其是分析力上,均比低倍之DAC为佳,这是一个不争的事实。在这方面多Bit有个最好的例子就是笔者那部EADDSP-7000内部之4倍取样和8倍取样的比较,而1Bit中256倍取样DAC虽然在音质和分析力方面已有较佳的表现,代表作是Audio Alchemy DDEV1.0和MECROMEGA DUO BS 及DeLTEc PDM-1,但相对于第五代PHILIPS Bitstream芯片SAA7350的384倍超取样来说,就有明显听得出来的区别。

说到这枚SAA7350 Bitstream芯片的区别,笔者就不禁想起前一段时间本地资深烧友詹君购入的英国Deltec PDM-2解码器后在寒舍中神聊之表情。这个朋友也是1Bit制式的拥趸,前几年购置日本SONY的1Bit靓机CD-55XE后,不曾换过,为了"动员"笔者弃多Bit转投1Bit阵营,詹君可谓劳苦功高,CD-55XE曾借给笔者1个多月,现在,新宠Deltec PDM-2又扛至寒舍与笔者那部EAD7000解码器挑战。

日本曾经在PHILIPS推出1Bit之后不久也推出了普遍采用低比特为3.5Bit(俗称4比特)的MASH D/A转换系统。它跟PHILIPS芯片不能通用,这对PHILIPS构成一定的威胁,实际上PHILIPS以O.E.M方式(一种经营发展方式)供给其他音响厂芯片。但这些音响厂家在使用上获得十分成功的例子不多,主要是RF捡拾射频辐射干扰问题,这也是Bit-stream使用中影响音质的一大难题,PHILIPS当然在发展中每一次将他们的芯片升级时都试图将此问题减至最小,从第一代的平价1Bit CD广泛应用的256倍取样之SAA7320GP到第二代的改良型但仍为普及版的SAA7321GP,后来又推出完全解决前两者静态噪声之缺点并取而代之的最佳256倍取样IC芯片SAA7323GP(Audio Alchemy V 1.0就是使用它)。第四代的SAA7322GP 是7323型号后普及版,特性稍差多用于中平价CD机及丽声调谐器。SAA7350是在1990年底面世的第五代高性能Bit- stream芯片,当时的售价也是最高的,据PHILIPS厂方称这IC是专为Hi-End D/A解码器而发展的384倍取样集成块。传说其性能虽高,但很多购买此枚芯片使用的音响厂都未能掌握此IC之技术要素,使用时出现的问题很多,连飞利浦都承认只有自己及英国的Delrec公司运用成功,能充分发挥这枚IC的功力。为了配合并发挥SAA7350的潜能,PHILIPS又研制出着名的TDA1547作单独的Bitstream转换器,据厂家资料报告认为与SAA7350前几代芯片不同。是用该芯片时前面,勿须像以往那样的信号处理。但在TDA1547之前须用两枚额外的数码处理芯片,一个作数码滤波器和一个作Sigma Delta调制器达成高倍取样及噪音整形,这两种功能可令音度改善。TDA1547解除了SAA7350的一些问题,使用Bitstream较易使用和取得极高之性能,PHILIPS也提供了他们的设计和忠告以帮助他们的客户成功使用TDA1547.此外,这枚芯片也给予设计家更多的选择来达成他们的改良。

Deltec曾经在推出PDM-2之前出推出过一部最先使用SAA7350芯片的384倍超取样的DAC,命名为PDM-1 Series2,该机是数模一体化型机子,在前年笔者曾有缘见识过,可惜那时"银弹"不充足,对1Bit也有抗拒心,未能拥有。而詹君扛来的"腐蚀"自己的PDM-2更是PDM-1 Series2的全新改良版本,以SAA7350配合TDA1547工作,如图1所示,它的工作原理是未经处理的CD数码数据首先进入一个超取样的数码滤波器,它的输出仍为16Bit形式,然后用SAA7350芯片中的Sigma Delta调制器处理变成1Bit 形成,这个高速1Bit数据系统输出通过TDA1547 1Bit D/A转换芯片,产生一个模似输出,经放大滤波后输送到输出端,Deltec PDM-2就是当年市面上每一款采用PHILIPS最新型Bitstream超取芯片TDA1547的CD转换器。

尽管在詹君喋喋不休的"煽动"下笔者对PDM-2已经有初步的认识,但仍未祥细阅读过它的资料,在他扛来PDM-2的后两个晚上都是在研究有关它的技术及各种测试报告,越看真是越"心动",当年的CD数字技术想想已达到如此高境界(包含自己的那部EAD DSP-7000DAC),而现在那些兼容机DVD的CD音质表现。的确令人怀疑是否能满足一些高级烧友的听音要求?就笔者观点及经验而言,同级别的DVD音质是比不上CD的。

扯远了,PDM-2是一式二件数码模似处理器分体或设计,并不是普通的电源/电路分体式结构。它将TDA1547模似处理,系统单独装在一机体内,另外的数码芯片SAA7350置于另一个箱体内,两个机箱体大小相同,均是铅合金制造,外表为深灰色,面板为Deltec圆边圆角的标准形式,十分小巧坚固简洁美观,只需20cmх30cm的空位即可摆放。以其如此将数/模分体这一点的新颖做法来看,已经博得笔者之好感,多Bit甚至数十数百倍的超取样解码器或1Bit高价CD机在一些资深烧友眼中还存在一定的缺陷,尤其是数码处理器电路产生大量射频(RF)噪音,易在音响频宽内透发互调失真,令信号电平的噪音飘忽,让音质变得相对的干硬枯涩刺耳,PDM-2将数/模分体便轻松地解决这一问题,同时采用PHILIPS当年最新的TDA1547 Bitstream芯片,将敏感的模似转换与有噪音的数码处理分开,使电平低至-130dB时仍保持几乎完美的技术性表现,实际上由-30dB以上的失真为零。在数码处理器面板上有两个旋动动掣和一个绿色电源指示灯,模似处理器面板上只有一个电源指示器,十分简洁,这两部处理之间用一条原厂随机附送的一束含带3条高速20Mbit/s光纤导线顺序连接传送,由它们传送主时钟信号,衰减均衡信号,在左声道数据和右声道延时数据(一个抵消信号)及相等的左声道信号,PDM-2的数据处理器包含有SONY/ PHILIPS数码介面(SPDIF)连接,低时差时恢复数码滤波及一个SAA7350产生Bitstream数据和处理延时的左右声道数据工作。另一个模似处理器中包括两枚TDA1547的参考电路和无源滤波器和衰减均衡以及DHOA32厚膜混体式输出放大器,这两块TDA1547以16倍取样数码滤波工作,总取样达384倍,同时这种数码滤波器有一个18 Bit累积器,具有极高频率的排斥能力,这也是改善数码RF射频干扰的主因,这个电路就是PHILIPS着名的经典DAC-7电路。海外权威及许多烧友均认为它能将SAA7350的数码输出极高效地转化模似信号,经处理后出来的声音亦较多Bit更具真实性,可以使分辨率达到-130dB,而从-30dB起响应失真就为零,这样可以相应地提高乐器分隔度,改善音扬和定位的明确性和使声音更平滑。

经验中确认时钟的偏移或不稳定也会奥妙地令音质产生差异,PDM-2的时钟从SPDIF储存程序解码器指令取出延伸出来后,由一特别的锁相环电路(PLL)控制,这个PLL性能为一个极度低频环中滤波器,将横跨整个音频频域的时差偏移降至20Hz,这一点也改善了乐器的分隔度、流畅性及结实感。

Bitstream PDM处理的音质主要特点是在于时间感和低音的分析力上,这也是普通1Bit CD机与较高质素多Bit比较优时缺点所在,普通的1Bit CD机存在低音较优为松散和缓慢。在发展初期,Deltec便发现1Bit的毛病在于参考电压上。因此,该厂所有的PDM产品均采用供电环路中3多点式低阻抗参考信源,这也是该厂出品的DAC之音质称誉Hi-End界的主要原因。而资料显示PDM-2因应用了更精密的频带参考信源,故能产生极度准确的参考电压,输出阻抗更低,令人像身处现场一样,因而可以感受到音乐的动态而产生忍气屏息的速度感及强劲感。

售价在280000元人民币左右的PDM-2可以锁定任何数码信源,包括卫星广播(32kHz),CD/CDV(44.1 kHz)和数码录音机(48 kHz),并根据输入信源自动转换匹配。该厂所有产品的外壳和其它厂有很大的区别,一律是圆边圆角的流线形,PDM-2也不例外,两个分体外壳都用厚铝造成,成本很高,可见该公司为树立一独特形象,确下了不小心机,而且对减低谐震也有良好表现,以上这些跟笔者那部EAD DSP-7000之厂方产品哲学竟然有些相同。

图3是拆开PDM-2的内部照片扫描图,不见有什么名动天下的补品级元件,厂方称所的产品均是以一种称为"Surface Mount Technolongy"的先进面板焊接技术一溜烟生产,由于在无氧环境下进行焊接,所有的元件的焊点在焊接时,不会起氧化作用,对音色的提高有莫大的帮助,在机内的接线也很小,以减低电路受RF的干扰。采用微型高质素的聚丙烯电容和大量的薄膜电阻,以表面安装(SMD)方式由电脑控制的自动化机械装配。模拟输出放大电路Deltec电路自行研制的DH-032百膜混体式IC,并非平价NE5532或类似其他标准IC,这款D/A转换器共使用了14个独立稳压式低阻抗高性能电源供电,设有4个变压器,进一步隔离数码和模拟电路,有效地改善了低音的控制力、速度和动态。加上无氧环境下焊接的纯净接口,对音质有令人惊叹的改善,尤其是在细致性分辨力及音扬深度上,可称一绝。

虽然,Deltec的上述制造技术不是最新的发明,微型电脑的生产线就是用这些技术,但是显然Deltec放大器和转换器的构造及制造技术比当时甚至今日一般的工业标准高得多。

大长Deltec PDM-2的"志气"后,说回本文的另一主角──笔者那部金光闪闪EAD DSP-7000,自1996年底这部DAC成为笔者重话系统的一部分,它美仑高贵的外表及罕逢敌手的音质魅力为笔者脸上贴金不小。Enlightened Audio Designs本是美国一家名不经传的小型音响公司,当初成立时是由Alastair Roxburgh 和Joho Hagelin两位大学教授用课余时间组成,自从1991年他们推出第一炮产品EAD-DSP7000就获得当代两大音响高人 Jeff Rowland和 Creorge Cardas(两人都是超级LP的拥趸,分别是扩音机王牌Jeff Rowland和线王Cardas的创始人兼设计者)亲口点名称赞后,身价倍增,EAD-DSP7000随后被世界各音响评论家测试获誉无数,被称为价平靓声的代表作。EAD的制品也如Deltec一样,具有一定之哲学及一贯作风,就算你不被它的音质所惑,也会被它的外表所吸引,这家公司的全系列产品包括放大器,CD软盘和DAC解码器面板均是厚达半英寸和镀上24K足金,金壁辉煌,设置简洁是它的由始至今的一贯的设计取向,DSP-7000点是EAD的向Hi-End同行证明他们实力的第一部产品,随DSP-7000之后EAD又推出采用与名品THETA的Data一样采用PHILIPS CD 400LD转盘但经自己改良的和DSP-7000搭配的CD转盘EAD-CD Transport,还有更高质素的解码器DSP-9000……EAD DSP-7000并非只一个版本,1991年美国SCES大展那段时间,面世DSP-7000是没有AT&T石英玻璃光纤输入系统和平衡(Balanced)音频信号输出插座的产品,那时在美国本土售价为1300美元左右。1992年的SCES大展DSP-7000后增添了上述AT&T光纤输入和平衡输出后身价升到2800美元左右,虽然价格翻了一番,但相对市场有众多顶级表现的解码器而言,改良版的DSP-7000仍然显得平宜,在这个价位上似乎其他DAC有如此齐备之设置和豪华外饰。笔者手头这部DSP-7000是齐备AT&T输入和Balanced输出的改良版本。

先从外形看这部DSP-7000,跟Deltec的简朴不同,EAD的产品虽简洁,但面板却是以1/2英寸厚黄铜镀包上24K真金,见者无不稀奇及啧啧称赞,拿托在手中,身子单薄的DSP-7000沉重如一块铁,重量与外型明显不相称,效果又如此惊人,更得发烧界高人评论美誉,为何售价见平?原来该公司的老板Ben潜研佛学,人生哲学观念是与众生同享数码正果。

EAD之"E"乃"Enlightened",若用佛家眼光来说,代表"悟"字,即悟通了音响HI-FI及Hi-End,此品牌高标细看之下也是由中间的奇特三角图形组合成幻真幻假的"莲座"图案。实际上,EAD成立之际,有一盒随机附带的VHS录音带详细示范了他们的不凡之设计哲学,其中也解释为何像DSP-7000这丰富精焊设计内容和豪华极品仪表面板身价平宜的原因,第一个是两位王牌设计师大学教授只是业余时间到EAD上班,但他们能借其正职专业接触最顶尖的科技及元件,不像其他发烧厂家要特别从头做起成本高,故省去其中较大的研究费用,第二方面,当然是来自佛家哲学的商业见解,薄利多销,普世受益。

DSP-7000是一部20Bit设计数/模转换一体化解码器,所用的解码器是着名的顶级Burr Brown的PCM63.这枚超高性能的20Bit IC工作时是由两个19Bit的D/A转换器作推换式互相推动,正极负极的资讯都由两个不同的19Bit各自负责,两个19Bit的输出连接到一起,达成的分析力超过20Bit.在陪伴笔者几乎三年多时间里,可以讲是打遍本地罕见敌手(莫非是山中无老虎,猴子称大王?)像詹君曾要过多部1Bit靓CD或DAC来"动摇"过它,但均没成功。DSP-7000之精华设计是厂方之独有的数码平滑处理ACCULINEAR TM数码电路及相关设施,该电路当时据说是举世无双,王牌线王Cardas的设计师兼老总George Cardas对数码音质有甚多挑剔,但他听过这部DAC后竟然推荐这个解码器说之为最接近极品LP的音质。

时序误差(Jetter)失真是目前公认的造成数码音响音质不佳的"元凶"之一,以主观听感而言Jetter失真引发的误差会使解析力劣化,并且把美好丰富的泛音内容冲淡,因而导致重视的音乐呈贫脊、死板、干硬、干涩受到挤压一般的所谓的数码声,EAD在成立之际就致力研究改善降低这种失真对数码音源重放的影响,其创始人之一兼研究部主任,John Hagelin教授专门主持这顶工作并取得相当成就。Jetter失真主要来源于低比特芯片(Bitstream芯片不能称为低比特)的解析度和缺小数位或设计不当的滤波器,模拟电路设计不良以及接口误差失真等。在普通早期的CD机(16 Bit或小于16 Bit的CD)此类失真高达成千Pico Second(Jetter的单位),制作高级的CD机可降到300-400Pico Second左右,DSP-7000刚推出时说明书上注明也达到200Pico Second左右,改良的DSP-7000已经大幅度减低,接近40-60Pico Second与同期顶级品牌Wadia的高级别解码器相近。

对于从CD软盘接过来的时序误差失真,Enlightened Audio Designs是用上当时只有极少Hi-End厂家使用的具有异乎寻常分析力的大型模件IC CS8412数码接收器,该接收器对错误之误差失真纠正能力十分超强,有能力将塑胶光纤(TOSLINK)、AT&T石英玻璃光纤以及同轴数码线之间的失真分别缩细到近于零,换句话说三种输入中任何一种都非常靓声。这一点笔者在长年使用中也感觉此机神奇之处。EAD这种设计理论及实践跟很多Hi-Tech(高技术)工业数码工程师的见解符合。换句话来解释是如果做得正确,情形也应该是这样的,不单独这样,而且相同设计但级别不同的,高级或中级的CD唱盘机间效果亦拉近。这种说法不是说高级的CD唱盘机效果会被拉下来变成高中级或中级,高级唱机仍然尽其所能发挥,而中级CD机则跃升变成高级机种的声音。为什么会出现这种情况?在一般情况下,高级唱盘的优胜之处是本身的机械能稳健动作,构成较小干扰之正确读码,中级唱盘自然干扰较多比不上高级机种,而EAD这枚CS8412强力接收器有能力纠正数码信息中的误差,使它们重整完成全之信号。也就是说,由于存在这设计,对于EAD DSP-7000来讲不需要太苛刻的高档次CD软盘(事实上,众所周知,唱盘越靓也越好!因为非线性失真不单止Jetter失真)。

EAD DSP-7000外形如图4所示,半寸厚光滑如镜的黄金面板令人爱不释手,但金是柔软的金属,拭抹它更要十分小心以免很容易刮损,而且蚀刻在面板上的英文字母也须较费劲才能看到,按键的识别有点困难,但如果习惯后,那么你可以长年欣赏它的高贵外形。它的后面板输入输出如图5所示,最右边是电脑级3个相电源插座,自右至左是AT&T光纤输入和同轴数码输入和Toslink光纤输入和数码同轴输出,最后是左右声道平衡模拟输出。

DSP-7000机壳是用14Ga厚的钢板制成,整机净重达10kg多,图6是揭开面板后的DSP-7000的照片扫描图,可看见其内部元件用料和排列以及线路板制作比东洋制品高级得多,绝对达到极品水平。海外的一些音响杂志认为它的内部设计水平可以跟极品级Wadia及THETA相比,所用电源环形变压器比Wadia的极品DAC的电源还要大一些,估计可达80W-100W左右!以一部DAC所用电源来看可以说是相当巨大了,很多产自美国的扩音机的变压器是设计给120V和240V电源的,前者是供欧美地区所用;后者供出口到亚洲的,像国内平时供电都是220V左右,遇到用电高峰期时电压有时会跌落到210V左右甚至更多,而此时的机子便难展拳脚了,而到夜深人静时,由于电压回升到标准的220V或更高一点的230V左右时又会靓声得多。一般照稳压的准则而言,电源的变化不应超过±10%,原来240V用220V去供应,勉强够用。DSP-7000的环形变压器供电有两种即100V-120V,200V-240V,竟然有±20%的宽度,适应性十分广。

在线路板左边是多组稳压电源大水塘高速供电系统,见图6之a,稍往后一点靠近电源变压器处有三列IC大阵,中间藏着一个细小的千倍转4倍Sampling(取样)选择掣如图6中的d,发烧友可凭自己的口味来选择其中的一种取样。按照EAD的解释,4倍取样因为比8倍取样慢,使用DAC有多点时间Settle(整理),所以获得比8倍取样更多一些线性的弱音地带,厂方认为这种取样声音的低频密度感比8倍取样要好一点,对于8倍取样由于比4倍取样多倍的速度,能有效地将高频数码噪声推上更远的地带,再使用低通滤波器更为有效地衰减它们,容易做成更干净幼细的高频。

整个线路板中央是所有数码信号输入来的中心交汇区。这部DSP-7000的石英玻璃光纤接收器并不是Wadia出品的AT& T,而是Hewlett PACkard(HP)生产的更好同类产品,机中所有数码与音乐信号和线路板的连线跟不般的制作不同,竟然是Solid Core 16号粗的纯铜单支线。信号先经过图6中的e的CS8412超高强能力数码接收器后,经旁边的NPC数码滤波器,还有Enlightened Audio Designs扬名立万的秘密武器图6中b的ACCULINEARTM纯音乐高速平滑处理器及号称100部IBM私人电脑功力的超取样数码处理滤波器。ACCULINEARTM 的作用,据厂方资料显示,该线路可以协助减低杂噪声及数码信号中的非线性失真,如图7所示,A线代表一般的解码器处理的信号受数码的杂噪声影响,负负相加及正负相消演变成相对刺耳的音频信号,而B曲线是经过EAD之ACCULINEARTM后降低杂音的较为完美的音频信号。

线路板中央后端如图6的f为单端音频输出放大部分,输出电压是不可调的2V.右手边D/A转换器及全A类全平衡音频放大线路,见图6之h,它的正中央有一个12行的DIP拨掣(见图6中c),此掣为平衡增益调节掣,厂方出厂时调好的4V,用户可自行将它转变为8V或12V输出,这样设计对于具有平衡输入功能的前级具有很大帮助。

测试和评论任何音响器材,充实的时间和适当的空间环境显得非常重要,尤其是对那些较昂且名望颇高的产品更是必然。同时玩过高级音响的朋友,也明白这类名器适宜长开,让所有的元件与通道保持一定的温度及导向性,这样可将其潜质尽量发挥。也只有这样,才能对它们作出较为公正的判断。对于EAD DSP-7000笔者断断续续用了近三年,在比较前更是通电长开三四天,无疑已经"瓜熟蒂落",Deltec PDM-2在寒舍从开声到准备比较也足足有一个星期,加上在詹府也工作近三星期,估计已经没有什么问题。测试前一晚,笔者对所有的全部器材均通电通宵"点燃",以期系统能达到一定的水平。

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