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标题: (科普向)万字长文!音频重放系统的构成、特性与选择(下篇) [打印本页]

作者: endgame    时间: 2024-9-8 10:15
标题: (科普向)万字长文!音频重放系统的构成、特性与选择(下篇)
本帖最后由 endgame 于 2024-9-8 10:15 编辑


平板耳机电声科普杂谈(二)——音频重放系统的构成、特性与选择(下篇)
上篇链接在此

支持4.4平衡耳机输出


蓝牙版本背面多了一个接天线的小插座

比如时钟吧,解码性能好不好,时钟影响很大,“声音背景黑不黑”“细节,尤其是低频细节有没有”,都和时钟有关系。现在的机器,飞秒时钟已经很普及了,AccuSilicon太能卷了,高性能晶振越来越便宜。但这玩意不是花钱就行,还得会用。怎么用?X1sGT的方法是——数字锁相环,通过MCU控制,发送给USB界面、解码芯片等部分。这就不是谁都能行了,EF400为啥不谈数字时钟,HIFIMAN难道不知道时钟的重要性吗?

这种测试图很多人不会看,横坐标是“与标称频率的偏差值”


aune他家还有个高端牌子Titans,已发售的产品大多是数字信号类的

分立晶体管耳放的技术门槛没那么高,但比较占地方(金丝雀二代没有平衡耳机输出,可能也是空间不够),X1sGT内部做成两块电路板叠叠乐,解决了这个问题。为什么用分立晶体管?两个原因——大型耳放为了功率,散热也比较好做,小型机器为了音色表现,听着舒服,近些年流行分立晶体管运放(Discrete Op Amp)也是类似的原因,虽然参数看着没那么极致,听起来是真不一样。


分立运放有多种封装,BURSON是DIP-8规格的



Accuphase的前级,懂点电路的话能看出来,也是分立运放


我们可以找一个Live版的古典室内乐录音试试,因为是现场录音嘛,听起来应该是有纵深的,很活跃的,有临场感的,不乏味的。所谓的数码味,就是上述几项的反义词,听歌跟看照片似的,就一平面,再配上耳机,好家伙,声像在脑袋里面来回穿梭,可不越听越别扭嘛。
科HI风格的入门机容易出现这个问题,就是很枯燥乏味的感觉,没有乐感,听啥都一个味。有人说这样才是“原汁原味”,额,D90 III、DX9、K19也很科学吧?好像不是这样的。当然了,拉胯的道路上强中自有强中手。“猛糊”风格的EF400更要命,暖糊的菜鸡R2R加上暴力输出风格的耳放,确认了,是听多了能把我送走的“神器”。

3.流媒体网播

网播是一个简称,全名“网络流媒体/串流播放器”,英文名Network Audio Streamer。与PCHIFI相比,硬件差异不大,都以解码器为音源核心。选择哪一种,取决于你的使用场景,网播可以用手机/平板远程遥控,像客厅、卧室、影音间等不方便用电脑的地方,网播是很好的选择。而且它还顺带解决了两个让PCHIFI玩家不爽的问题——1.电脑内部干扰多,不够“干净”,优化困难。2.电脑中的风扇、机械硬盘有噪音,听着闹心。这么一算,网播可真是个好文明



仙籁M1T V2版本,机内有改动,外观没变



网播系统由三部分构成——媒体服务器(Media Server)、媒体渲染器(Media Renderer)、控制器(Control
使用Roon软件的网播系统复杂一点,四部分——Roon Core、Roon Server、Roon Bridge、Roon Remote,后面三个是一一对应的,多了一个安装软件主体的Roon Core。
看着有点迷糊,不要紧,今天我就帮大家捋清楚到底是怎么回事。

媒体服务器(Media Server/Roon Server
功能是——负责存储和发送音乐文件,常见选择有三种:1.网络服务器,付费买账号就行。想用得舒服一些,就选择和硬件厂商有合作的流媒体,比如仙籁,就和QQ音乐合作推出了“仙籁至尊”。2.本地服务器,可以是局域网中的NAS,也可以是安装在网播机器上的硬盘。3.家用电脑兼职服务器,我用的就是这种方法——foobar2000软件+UPnP插件,具体操作如下:
1. 安装foobar2000软件,英文或汉化版本均可。
2. 下载foo_upnp插件,安装到foobar2000中。
3. 打开foobar2000,点击“文件”-“工具”-“UPnP”-“Server”,启用媒体服务器。
4. 手机端网播控制App中开启UPnP功能,选择foobar2000服务器,即可看到播放列表中的音频文件。
(使用过程中,电脑不能关机。不喜欢foobar2000的话,也可以用JRiver。考虑到赛博文盲太多,我还是推荐支持中文且免费的foobar2000。这种玩法同时兼容PCHIFI,就是多安装一个插件的事。)



这张图应该能看懂吧?按照上面的说明操作即可



媒体渲染器(Media Renderer)/Roon Bridge
大多数售卖的网播机器都属于此类,它是信息传递的“桥梁”,左手接收服务器发送的音乐文件,右手通过USB、同轴等传输方式将数字信号发送给解码器。

实际产品可以分成两类
1.纯网播,俗称网播转盘”“网桥,厂商为了方便用户使用,通常也支持数据存储,方式是内置或外挂硬盘。它们只输出数字信号,需要另配解码器使用。dCS Network Bridge、仙籁M1T都是此类产品。
2.网播+解码/网播+解码耳放,也就是——支持网播功能的解码器和一体机,比如矩声X-SABRE3、dCS Bartok。



机架左上角就是dCS网桥,不知道为啥,停产了


仙籁M1T V2,纯网播转盘,小型化的机器


V2版本后面板与初代不同,用USB还是数字接口,软件上可以控制切换


矩声的前代旗舰网播解码器,软件不错,就是屏幕太小


铝合金CNC外壳,支持wifi


巴托克自带的耳放推动圈耳机还不错,平板有点不够劲



两类产品没有高下之分,我现在桌面上常用的机器是Lynx Hilo和飞傲K19,都没有网播功能,所以选择搭配仙籁M1T组成系统。从零开始的话,网播解码器或网播一体机更省事。唯一需要注意的是——网播不仅看硬件,也看软件,这方面,仙籁、矩声都做得很不错。国外品牌的话,Linn的资历最老,但他家只有一体机。(老款解码器机内增配网播功能,难度没有很多人想的那么大。Engineered等供应商有零售的网播卡,CH Precision用的就是他家的方案,但没有软件支持,并不好用)



engineered,很出名的网播方案供应商之一,还提供解码器代工设计等服务


控制器(Control/Roon Remote
网播系统中的“遥控器”,负责机器参数设置、信号流程控制、媒体库选歌等功能。通常是手机或平板,安装Roon Remote App(他家官网可以直接下载APK应用程序包)或硬件厂商提供的App。我用的是仙籁M1T,它的专属软件叫VitOS Orbiter,可以直接接入QQ音乐、Tidal、Qobuz等网络服务器,不会用的话,官网提供了详细的使用说明书。


网播的价值,一部分体现在软件上


本地服务器情况稍微麻烦一点,走的是UPnP/DLNA网络协议,有时候需要配合第三方App使用仙籁推荐的是BubbleUPnP和mconnect,除此之外,Technics Music App、Linn Kazoo等其他厂牌的App也可以试试。很好玩吧,其他品牌的App也能用?是的,“MPD内核相同,只换了个外壳”的操作并不少见,基于Linux的网播中,Moode和Volumio系统是主流,通用并不意外。

最后说一下——Roon Core是什么?
使用Roon软件的网播系统有点特殊,必须找一个硬件主体把Roon软件装进去,这个硬件主体就叫“Roon Core”
常见的有三种:1.安装了Roon软件的NAS,2.安装了Roon软件的家用电脑,3.Roon Core专机,比如——Roon Nucleus系列、仙籁Z1,它们的本质是“一台做了针对性优化的NUC(低功耗的迷你电脑)”。
这类专机使用起来很方便,内置硬盘可以存储音乐文件,当做本地服务器使用,具有USB音频输出功能,可以直接连接解码器。也就是说——它的名字叫“Roon Core专机”,实际上同时具有Server、Core、Bridge的功能。

很多人说网播上手难度高、不稳定、不太好用,其实是软件没玩明白。
三个原因——1.厂商软件没做好,或者干脆就不提供软件支持,又没有说明书。2.用户学习能力拉胯,可能还是个英文文盲。3.讨论网播的评测中很多都不说人话,上来就建议买个Roon、组个NAS,好嘛,还没听呢,几千块钱进去了,可不门槛高呗。
前两个问题好解决,选个负责的厂商,选个好用的机器,不会玩就多学习,国内说不明白就看国外的教程,我那个“电脑+foobar2000软件+UPnP插件当服务器用”的办法,就是学来的。
Roon是另外一回事,虽然,“机器通过了Roon Ready认证”是很多产品的卖点,但我们必须明白——网播不一定非要用Roon。比如Aurender就不热衷于支持Roon,为啥?自己做的软件挺好用,凭什么非得给Roon交钱?这道理没毛病吧?
在我的理解中,Roon的唯一价值是——给那些原厂没做软件,但有Roon Ready认证的网播解码器和网播一体机用。玩“纯网播”的话,还是找个好用点的吧,一个连软件都不上心的公司,我没法相信他能做好硬件。


仙籁强调的技术特色之一是电磁屏蔽,M1T采用钢板机箱,而不是常见的铝合金



说了半天没谈声音,没办法,仙籁M1T是纯网播,只输出数字信号,而数字信号的声音差异,这话题就太抽象了。此时,频宽、声场、动态等常见议题是没有意义的,网上流行的说法是“以声音背景黑不黑”来判定,我的看法不太一样,我认为数字源的主要差异是——声音整体风格不同
仙籁M1T是一种很自然的风格,素质很好,该有的都有,精致细腻,但不会过分的紧致,与WEISS INT204很像(也是我最喜欢的USB界面),不挑剔解码,也不构成短板,软件还很好用。
与之风格不同的数字源,我说三个玩家中常见的,1.Hydra Z,声音宽松有韵味,但也很糊,素质达不到主流水平,典型的hufi声。2.Berkeley Audio Design的Alpha USB,声音威猛、大气,素质不差,但音染更明显,辨识度很高,有特色的声音。3.Prismsound ADA-8XR的数字输出,这就是我说的那种“很紧致”的声音,一耳朵觉得素质更高,听起来比较累,不自然,有水准但不是我喜欢的那种。

我这是老版,新版支持数字音量遥控,用处不大


外壳很简陋,但声音是真的好





看到数字隔离芯片了吧?我很好奇,某些人是怎么做到无知又自信的呢?



玩8XR的时候没拍照,凑合看APOGEE吧,也是类似的风格


4.耳机放大器

耳放的定义和大致情况,第一章中已经介绍了——低倍率增益、小功率的线路放大器。早期设计十分简陋,这和当时流行高阻耳机有很大关系。高阻意味着“轻负载”,根据欧姆定律,300欧姆阻抗的HD600,输出1W功率,需要17.32V电压,57.74mA电流。能输出17.32V电压的设备并不多,57.74mA电流却非常轻松,随便一个新款小尾巴就行。那么,这是不是说明——高阻耳机非常好推,容易出好声?


高阻=相对的轻负载,这个概念一定要明白


很遗憾,不是这样的。
动圈耳机的阻抗(Impedance)并非恒定不变,标称阻抗是1KHz频率的测试结果。不同频率下,阻抗存在较大波动,低频有一个谐振峰,此时阻抗达到最大值。HD600的谐振峰出现在80-90Hz频段,峰值阻抗高达500欧姆(大家可以自行查阅inner fidelity的测试结果)。此时,获得1W输出功率,需要22.36V电压,44.72mA电流,而且耳放输出的是交流信号,22.36V电压是有效值,换算成峰值(x2.828)是63.23V,这意味着——耳放供电最低也得70V(电路元件有压降,大型耳放和功放没有“轨至轨”输出的)。

70V供电的耳放?想想都离谱,达不到的结果也很简单——阻抗峰值出现在80-90Hz频段,输出电压不够,声压就不够,低频表现自然拉胯你说,不用耳放行不行?
哎,这不是动圈耳机嘛。咱们主题是平板耳机,平板耳机阻抗曲线平滑,还都是低阻,对前端要求不高吧?
这话说对了,平板耳机阻抗稳定是一个很大的优势。但是,它是低阻,低阻就是重负载,不吃电压吃电流。而且平板耳机灵敏度相对较低,驱动功率和声压之间,又是非线性的关系——驱动功率翻倍,输出声压只增加3dB。

这就尴尬了,对吧?说来说去还是需要个耳放?
没错,只要不是彻底的电声文盲,又有一点逻辑思维能力,就能发现——“玩好耳机是需要耳放的。我现在用的是BURSON Soloist Voyager和aune S17PRO,都是分立晶体管器件、大电流、A类工作状态的耳放,符合电声科学理念,通用性高,又十分有脑放的那种。







有朋友可能会问——电子管耳放是不是更有脑放?
还记得我刚才谈的“阻抗”吗?大功率电子管耳放大多是变压器耦合输出,用变压器就不可避免的存在“阻抗匹配”的问题——一种“线圈匝数比”对应一种最佳负载阻抗。但耳机的阻抗差异很大呀,从8欧到600欧都有,按照哪一种规格做?
信号变压器以次级负载映射初级阻抗,概念不太好理解,简单说吧,参考Lundahl LL2774耳放输出变压器的datesheet,它的最佳适配阻抗只有三种。所以我对“电子管耳放”的看法是——很有脑放,但通用性不够高,而且300B之类直热管做的耳放,信噪比也是个问题,最好试一下能否接受。(平板耳机问题不大,动圈耳机普遍能听到底噪)


静电耳放倒是很适合用电子管


有朋友又问了——为什么非得是分立晶体管?集成芯片不行吗?
集成芯片方案有局限性,咱们先看它的优点——功耗低、体积小、效率高、应用简便,大概这么几条吧,想想它们的反面是啥?推高阻耳机,高压输出做不到,推低阻耳机,大电流也没戏,对吧?芯片的耐压、功耗、散热条件在那摆着呢。应用简便的特点既降低了设计门槛,也限制了设计师的发挥空间。比如耳放的输出内阻,或者说耳放搭配耳机的阻尼系数(Damping Factor),这俩是一回事,集成芯片方案做不到超低阻,通常高于1欧,分立晶体管耳放能做到0.1欧,差了一个数量级呢。
请注意,我并不认为电流电压必须多大多高才能出好声,也不认为耳放必须具有超低输出内阻才能出好声。但它们体现了一种设计上的可能性,是能不能做到的问题,追求高性能的道路上,这件事很重要。


分立晶体管的设计非常科学,做不好是厂商水平问题




声音部分放到下一篇,搭配耳机来谈。今天使用BURSON Soloist Voyager的内部图片,给大家科普一下分立晶体管A类耳放怎么做的,里面都有什么,技术先进性体现在哪里

Voyager采用双单声道(Dual Mono)结构,左右镜像布局,信号流程分为三部分——输入级、音量控制、输出级



输入级的作用是——预增益+信号转换+低阻输出。Voyager支持RCA和XLR两种接口,它们传输的信号不一样,RCA是单端信号,XLR是平衡差分信号,需要进行统一化处理。Voyager是平衡耳放,所以将单端信号转换成平衡信号,后续流程也都是平衡信号的进一步放大。


图片为了展示不同的分立运放,实际使用中,左右声道需要保持一致


音量控制是耳放的灵魂,时至今日,如果还觉得用个RK50DACT电位器就了不得了,只能证明你的认知严重落后于时代。这种“没有使用门槛、花钱就能买”的东西谈不上高水平,成本高并不是问题,翻个倍转手就由玩家承担了。
传统电位器的问题有两个——“精度低、输入输出阻抗不恒定”,替代方案是——“继电器+电阻”和“音量控制芯片”。Voyager用的是MUSES72320芯片(左右声道各一片,也是诸多名机的选择),它的一部分性能取决于外部运放,所以BURSON又把他的分立运放拿出来了。整机左右声道输入级+音量控制,一共用了6颗分立运放,想折腾一下的话,优先更换音量控制部分的,效果更明显。


硅胶圈用于固定运放、防止脱落


红色外壳是V7 Vivid版本


玩分立运放一定看清楚脚位,插反了就烧了



输出级由四组分立晶体管模块构成,其实你可以把它们看做——分立运放的Plus版本更复杂的电路构架,更高的工作电压,更大的输出电流,更高的功耗,以及为了应对这些采用的大尺寸元件。
Voyager用了8颗TO-220F封装的中功率管输出,工作于A类状态。关于这个概念,有两种解释方法——1.输出管一个正弦波周期内的导通角,2.输出管的静态偏置电流。
前者是专业说法,一个正弦波周期360度,输出管导通角360度=A类,导通角180度=B类,导通角介于180-360度之间=AB类。后者是常见的说法——静态电流大于额定功率输出电流即为A类,Voyager标称功率是“32欧负载,平衡输出,8W功率,换算一下,静态电流高于500mA,就是A类了(所以A类放大器都很热,Voyager的散热片位于机身下部)

A类放大器有什么好处?最基础的——解决了“交越失真”的问题,其次,可以有效应对“耳机阻抗波动”的问题。
至于很多人认知中“A类放大器具有甜腻、温暖、厚润的声音,反倒是一个错误的刻板印象分立晶体管、A类工作状态与声音风格没有必然联系,BURSON Soloist Voyager和aune S17PRO都是现代风格的机器,前者饱满大气,后者开放细腻,都不是“暖糊声”。不要听个DIY的Hood1969、PASS小甲耳放,就觉得其他机器也这样,既不是一个时代的设计,也不是一个量级的设计。

上述介绍的都是信号放大部分,Voyager机内三分之一的面积是电源,因为静态电流和额定功率都很高嘛,电源供应必须跟上。




传统设计是aune S17PRO那种,大功率变压器+大容量滤波电容,一目了然,大家都能看懂。BURSON的理念比较新颖,选择170KHz频率、方波模式下的DC-DC电源,称之为“MCPS”方案,他们认为这种设计——电源阻抗更低,并将噪音推高到音频带外(高于20KHz听觉上限,人耳也就听不到了)。
脑放哪一个更高?很难说,各有各的说法,同一个问题的不同解决方案,HI-END功放中也不乏使用开关电源的厂牌,比如Soulution Audio。小信号部分,BURSON用的是传统方案——ADI的高性能LDO芯片,也就是机器内部称之为Silent Power Module的小模块。

听说老款机器可以升级到新版稳压模块

耳放是最能体现厂商水准和艺术审美的机器,没什么定式,跟随时代进步,但高科技的影响不太大,更多的是一种经验的积累和运用。随着资讯发展,今天我们可以用很低的成本DIY一台耳放,甭管声音好不好,基本功能没问题(解码芯片不会用是真的不出声),这就给了很多人一个错觉——买耳放很亏。其实呢,如果你能看明白下面几张拆机图,就会发现——HI-END功放里面也没什么地外科技


Accuphase A48后级,电路依旧是老一套


贵丰的新款纯后级,不太出名,用得多的还是大菠萝和安铁龙


大丹的纯后级,输入级模块与他家其他的很多机型通用



音源到了一定水平之后,差异是很微妙的,放大器不一样,技术参数只是基础,更多的是满足主观需求”“我们想要的声音,由此也衍生出很多局外人不能理解的花活,甚至被看做“玄学”“没有必要的东西”。其实只要去听一听就能明白,你可以说“我们追求的东西不符合HIFI本意”,但脑海中的模拟参数对比,永远无法告诉你什么是“好声音”。



黑胶系统参数没法看,但声音并不差,非常反直觉,有机会试试看,能接受不,能,那就再也不用纠结参数了


拓品的机器参数都很好,但声音却不一样,看参数瞎猜解决不了任何问题



结尾

一不留神,又是1W多字。HIFI科普是一件很费劲的事,必须做到理论指导实践,先说清楚基本概念、常见分类,然后实践印证理论给出切实可行的操作方法,结合实物说明白花钱买的是什么。
本系列第三篇文章中,我会谈谈具体到型号的个人听感和系统搭配,很多人就爱看这个,说半天理论有啥用?不就是买个耳机吗?这个问题取决于你想玩到什么层次,但不管哪一个层次,玩得明白些,总归是更好的吧


作者: endgame    时间: 2024-9-8 10:34
上篇链接 -

http://erji.net/forum.php?mod=vi ... ;extra=#pid35915108
作者: eric_wlpv    时间: 2024-9-8 21:32
期待下一篇。
作者: mildik    时间: 2024-9-9 10:54
楼主,请问k19接 sr11的声音怎么样呢?看很多机器网播功能只是增加了一块板,是不是sr11这个价格就已经属于高级别水准了呢?
作者: truetrue    时间: 2024-9-10 07:37
70v供电耳放?开玩笑了
频响曲线都是恒压测的,不是恒功率
作者: taomeikuangke    时间: 2024-9-14 10:04
本帖最后由 taomeikuangke 于 2024-9-14 10:07 编辑
mildik 发表于 2024-9-9 10:54
楼主,请问k19接 sr11的声音怎么样呢?看很多机器网播功能只是增加了一块板,是不是sr11这个价格就已经属于 ...

SR11没玩过,不好说,以我玩过的来说,比如展示的那个engineered的网播卡(CH解码用的就是这个),零售价换算过来,纯子卡大概2000,配底板2800。


网播=多加一张数字卡,这个认知也不能说不对,但实际上不同的方案还是有区别的

作者: taomeikuangke    时间: 2024-9-14 10:05
truetrue 发表于 2024-9-10 07:37
70v供电耳放?开玩笑了
频响曲线都是恒压测的,不是恒功率

首先,我说的是“阻抗曲线”,而不是频响。其次,欧姆定律给出的结论就是这样,那个测试图因为有版权,我不方便转载,可以自己去外网搜索HD600的阻抗曲线






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