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一次搞懂!DAC、耳扩介绍与选购建议

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发表于 2017-12-26 16:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
四、五个月前,你购买人生中的第一款万元耳机,买来以后,出外时接手机,回家时接计算机的耳机孔听得不亦乐乎;直到近几天,开始感到不满足,内心想:「这耳机声音……可以更好?」
于是打开网页浏览器,Google 键入关键词搜寻,查着查着看到「DAC」、「耳机扩大器」等过去从没听过的名词,愈查愈一头雾水,搞不懂到底买什么好,却发现价格好贵,好像不能随便乱买。如果你有这样的疑问,本篇文章能助你一臂之力,彻底拨开 DAC 与耳扩的神秘面纱,找到真正需要的器材。
什么是「DAC」?
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DAC 英文全名为 Digital toAnalog Converter,英文直译为「数字模拟转换器」,可从 CD片、音乐档案等载体的数字数据转换为人耳可辨识的模拟讯号。由于模拟音讯的保存较为不易(如卡带容易绞带,黑胶唱片可能会发霉,且有读取次数限制等等),数字载体是现今主流,因此 DAC 在音响、耳机系统中成为不可或缺的存在。
平板计算机、手机看似没有 DAC 的存在,只要能播放数字档案,必然经过译码的过程,基于设计、体积、成本考虑,通常采用多功能的整合芯片,因此质量没有独立 DAC 来得理想。
数类转换的两大蹊径- Delta-Sigma、R-2R
按照架构分成 Delta-Sigma 和 R-2R DAC,由于文章性质关系,简略提到芯片的架构设计,重点放在优缺点分析。
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Delta-Sigma DAC:TI 旗舰数类转换芯片PCM1792A▲
Detta-Sigma DAC 透过输入的音乐讯号转换后(通常转为 6bit)再行输出,由于架构关系,优点是将量化噪讯推到取样频率之外,相比 R-2R DAC 拥有较高讯噪比、更好细腻度和更低的失真,缺点是精确度低,对于 Jitter 更为敏感。
由于成本较低、厂机设计容易,多数品牌推出的 DAC 均属此类,ESS ES9018、TI PCM1792A、Cirrus Logic CS4398、Wolfson WM8741 全都是Delta-Sigma 架构的数类转换芯片。
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R-2R DAC:SoekrisEngineering DAM1021▲
R-2R DAC 优缺点正好相反,通常听感相对自然,由大量的电阻堆砌而成,必须克服匹配的问题,将数十甚至上百颗电阻、彼此配对的误差值压在0.1%以下,那么成本不会低到哪里去。
由于电阻匹配的难度,通常失真不若 Delta-Sigma DAC 来得理想,电路设计更为不易,少数如 dCS、MSBTechnology 等音响大厂采用,造就不斐的器材价格,直到两年前 SCHIIT推出旗舰级的 YGGDRASIL (世界之树),令平价化的 R-2R DAC 成为可能,门坎之高可见一斑。
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Pioneer Hi-bit 32 官方网站介绍▲
除了 DAC 本身架构外,在数字讯号送入 D/A 转换前,运用自行撰写的 DSP 算法先行处理(储存于 FPGA 可程序化逻辑芯片),最常见的处理方式为讯号升频,譬如 DENON 独家的Advanced AL32 Processing、Pioneer 自主开发的 Hi-Bit32 均为典型范例,可判断 DAC 是否值得选购的重要指标。

先从 DAC 界面说起
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以国产电光火石的 Spitfire DAC 为例,提供光纤(Optical)、同轴(Coaxial)、USB,部分高阶机种甚至搭载 I2S、AES/EBU 等接口,此处略过不提。光纤接口主要用于 CD Player 或蓝光播放器;同轴接口在 DAP、CD Player 更为常见;USB 接口供用家连接计算机、手机等多媒体装置。家用音响器材的 USB 接口常使用 type-B 规格、随身器材更多搭载 Micro USB。
讯号输出部分,红白梅花端子的 RCA 输出最为广泛,几乎是每台音响设备的必备接口,部分器材提供 XLR 平衡输出,让用家搭建全平衡系统使用。

耳机扩大器又是什么?
经过 DAC 转换后输出的模拟讯号,通常电压与电流不足以驱动耳机/喇叭,在模拟讯号送入耳机/喇叭前,使用扩大机将模拟讯号放大。
今日市面上的耳机扩大器,按照放大电路的架构,大致分为 A 类、AB 类、D 类三种。A类放大的失真表现最理想,但转换效率不超过 50%,耗电量最高;AB 类扩大机的转换效率在75% 以上,比起 A 类来得理想不少,低音量时的失真表现接近于A 类放大的性能,缺点是随着音量提高,失真随之上升。
D类放大是近年发展蓬勃的电路架构,优点是转换效率极高,普遍落在 90% 以上,功耗控制最为理想,缺点是失真与噪讯通常较高,这问题随着技术的发展逐步解决。
管机与晶体机各有优劣
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按照扩大机的电路设计和组件,可分为真空管机与晶体机,在建构耳机系统时,两者孰优孰劣,没有绝对的答案。一般而言,真空管机的总谐波失真比起晶体机来得大,多为偶次谐波失真,虽然管机失真较高,但音色温润、甜美,听感会更为舒适;晶体机提供更高的效率、具备低失真、高瞬时反应速度,在大动态、速度感要求高的音乐类型,晶体机拥有极大优势。
依据架构不同,管机、晶体机也有不小的声音差异,好管机能有「相对良好」的瞬时反应,晶体机音色也能设计得温润、甜美。如果取两者优点,以真空管作为前级放大、晶体组件为后级放大的管晶混合扩大机,不失为一种选择。
简谈耳机扩大器界面
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电光火石的 Beyond HD 耳机扩大器为例,可见器材背板上,搭载一组 RCA 输入供连接DAC,正面设有 6.3mm 耳机孔,让你接驳心爱的耳机,部分器材增加 XLR 平衡输入和 XLR耳机输出,可搭建全平衡耳机系统▲
DAC/耳扩一体机 - DAC与耳机扩大器的混合体
说来不稀奇,一体机整合 DAC 和耳机扩大器,优点是节省空间,可以共享变压器,电路组件位于同一个机壳内,相较独立 DAC 与耳机扩大器,设计必须更加讲究,否则数字电路和模拟电路间可能相互干扰,导致声音质量下降。
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CHORD Hugo 2,只要接上 USB 线材,以耳机孔连接耳机,即可聆听音乐,相较分体式的DAC、耳机扩大器来得省心省力▲

DAC/耳机扩大器的购买准则
1. 输出功率(耳扩):耳机扩大器的输出功率关系到耳机能否被正常驱动,因此至关重要。在输出功率的标示上,通常以 mW/Ω为单位,可推断耳扩与使用的耳机能否正常工作。

2. 是否为独立供电(DAC/耳扩):电源质量是否干净、电流供给是否稳定直接影响器材的讯号输出质量,一台 DAC/耳扩的电源也不容忽视;以随身器材来说,由于使用电池供电,声音质量比 USB  供电器材更有优势,家用器材亦如此,只差在电池换成市电。
3. USB是否为异步输入(DAC):Delta-SigmaDAC 对于 Jitter 较为敏感,不以手机端、计算机端的 Clock 为准,而采用 DAC 内建独立的 Clock 来校正时基误差,声音定位、结像都能大幅改善。
4. 听音口味(DAC/耳扩):直接试听是最可靠、最可能买对产品的方式,毕竟听音乐的是耳朵,选择合乎听音哲学的器材至关重要。
给新手选购器材的建议
我是一名新手,应当如何选购器材呢?无论家用或者随身器材,可以先考虑 DAC/耳扩,一来操作简便,二来不必担心 DAC、耳机扩大器的调性是否相合,以及连接线材的搭配问题等,声音完成度也有相当水平。文章最后,DA 和耳扩介绍告一段落,祝大家都能找到理想器材!

发表于 2017-12-26 17:18 | 显示全部楼层
解释的很到位~~,不过现在很多人都是用播放器+解码耳放,或者播放器+解码耳放+耳放这种组合,这样不就两次解码,二次放大了吗?一直很奇怪。。。
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发表于 2017-12-26 18:08 | 显示全部楼层
没那么复杂,直推就已经很好
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发表于 2017-12-26 18:25 来自手机 | 显示全部楼层
内容挺好,不过初学者估计理解有困难
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发表于 2017-12-26 18:40 来自手机 | 显示全部楼层
喜欢科普帖子
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发表于 2017-12-26 21:41 | 显示全部楼层
本帖最后由 ming2017 于 2017-12-26 21:45 编辑

等于什么都没讲。
要玩深了,得先把高数,大物,数电,模电,数通,模通搞一遍,随便玩玩就听个响,没事就盲狙,好听的就留下,难听的就出掉。
就拿解码器来讲,从yua远古的1540到现在的9038,够大家玩了。


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发表于 2017-12-26 21:50 | 显示全部楼层
jersy1800 发表于 2017-12-26 17:18
解释的很到位~~,不过现在很多人都是用播放器+解码耳放,或者播放器+解码耳放+耳放这种组合,这样不就两次 ...

解码耳放的音频输出口不是功率输出口,大致相当于解码器的输出没有经过放大器,内阻较高,可以直接接别的放大器不会引起巨大的失真。
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发表于 2017-12-27 09:15 | 显示全部楼层
我有个疑问,CD机出来的是数字型号还是模拟型号。后面的解码器是解码数字型号还是解码模拟信号?
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发表于 2017-12-27 10:12 | 显示全部楼层
a3316069 发表于 2017-12-27 09:15
我有个疑问,CD机出来的是数字型号还是模拟型号。后面的解码器是解码数字型号还是解码模拟信号?

模拟信号为什么还要解码?解码不就是将数字信号解码为模拟信号吗?
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发表于 2017-12-27 10:45 | 显示全部楼层
sieft 发表于 2017-12-27 10:12
模拟信号为什么还要解码?解码不就是将数字信号解码为模拟信号吗?

但是CD机后面唯一的一对rca输出口接合并功放上就能直接用了。都不用解码器。。。。
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发表于 2017-12-27 11:01 | 显示全部楼层
a3316069 发表于 2017-12-27 10:45
但是CD机后面唯一的一对rca输出口接合并功放上就能直接用了。都不用解码器。。。。

有lo,出来的是模拟信号,谁告诉你rca出来的是数字信号呢?
说明cd机内置了解码器,才有lo的。
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 楼主| 发表于 2017-12-27 11:11 | 显示全部楼层
nosounds 发表于 2017-12-26 18:25
内容挺好,不过初学者估计理解有困难

小麦也在学习中,大家一起努力呢
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 楼主| 发表于 2017-12-27 11:11 | 显示全部楼层

那以后小麦多登,大家多支持哈
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