【2018-3】从CHORD DAVE谈起没有前级的数字音量控制（更新X22的ES9038pro数字音量...

gebegebe · 发表于 2018-1-31 18:43

本帖最后由 gebegebe 于 2018-3-29 09:48 编辑

声明：此文抛砖引玉，欢迎交流探讨，相关从网络获取的数据仅供参考，不负有任何责任。

随着DAC芯片厂商内置了数字音量控制，比如CHORD、ESS、AK等，很多解码器厂商也推出了带有“数字前级”的解码器，比如CHORD 、Mytek 、Weiss、谷津等，那么所谓的“数字前级”是什么？和传统模拟前级的优劣在哪里？

甚至有文章居然写到“官方自信宣布DAVE的数字音量，即使用到最大程度的衰减，其信息量与透明度可以超越任何模拟前级。”（来源http://www.隔壁.com/thread-379773-1-1.html）

要知道好的前级价格不菲，几万甚至几十万的都有，那么究竟数字音量控制是何方神圣？

先了解下音量是什么。

声音是由声波构成的，声音的响度是由声波的振幅决定的，在电声转换系统中，用电压来记录声音振幅，也就是说在HIFI系统中音量或者说是响度是由电压（电平）决定的。

我们的录音文件就有有采样位深，比如16bit 24bit，bit在这里是二进制的位数，16bit代表二进制的位数是16位，换成十进制就是65536。为什么要用二进制，因为集成电路是0、1的逻辑电路。

而响度的计算单位是db，根据换算，1bit=6db，既电压缩小1倍，响度减少6db，也就是说16bit的录音文件最多可以记录96db的动态范围，假设一个发声体最大发出了100db的声压，那么这个录音文件在录下了100db音量的同时就只能录下4db的弱音，低于4db的弱音它就录不到了。

假设一个16bit录音的最大电平是2V，那么它所记录的最小电平就是2V/65536=30uV。

对于数字音乐文件，通常默认最大音量为0db，衰减通常是负数，比如-10db，-20db。

传统的音量控制采用的是模拟电位器来调节音量。最简单的就是可变电阻，初中物理就学到了V=I*(R1+R2)。

常见的电位器分类

http://www.51hei.com/bbs/dpj-52765-1.html

传统电位器
分档式电位器
继电器电控衰减器
电子音量控制器

简而言之，模拟电位器通过改变电阻改变了输出电平。

对于数字音量控制，很多人还比较陌生，其实也很常见，EQ均衡器也是相同的数字信号处理（DSP），只不过EQ改变的是局部频段的音量，而数字音量控制改变的是全频的音量。

数字音量控制并没有使用电位器，而是直接改变数字文件，比如原本一个音量的数值为65536（录音的最大值），在－45db时，65536*0.005604=367.263744，但是一个16bir的DAC只能记录65536个数，精度为1，那最小误差的做法就是367.263744看做367，会出现0.263744的误差。而如果是32bit的DAC，它就可以记录4294967296个数，如果最大数值依然为65536，那么最小精度变为了1/65536=0.000152588，也就是367.263744不会被误差成367，而是误差成367.263744±0.000152588，精度大大提高。

其他例子可参考谷津的说明，简而言之，16bit的DAC会有较大误差，32bit或更高的位数，可以大幅减少误差。
http://www.erji.net/forum.php?mod=viewthread&tid=1939458

看起来事情得到了较好解决，但是还有一点，DAC的底噪问题，可以参考下图ESS关于模拟前级和数字音量控制的图示。

假设DAC的输出电平是2V，如果16bit录音文件在0db输出时，最大输出2V，最小输出时2V/65536=30uV，而如果衰减-45db，最小输出30uV*0.005604=0.16812uV，而这个DAC的底噪是1uV的话，那么底噪都远大于最小输出电平了，实际也等于缩小了动态范围。而传统的模拟电位器是通过改变电阻来改变电压，会同步衰减DAC的所有声音（包括底噪），原本DAC的底噪是1uV，那么DAC所带来的底噪就是1uV*0.005604=0.005604uV了，几乎没影响，而模拟电位器只受自己的元件底噪影响，如果模拟电位器自身的底噪小于DAC的1uV底噪的话，那么就好于DAC的数字音量控制。

当然，ESS在PDF中自吹它的底噪低至-135db，但官方给出的指标通常是极端条件下的，在DAC厂家设计了模拟线路和滤波后，真实的底噪并没有宣传的那么好。

下图是某前级制作者的THD数据图，有传统的前级比如金嗓子C-2820、PGA2320(不是实测）和他自己的模拟前级，作为参照的则是lyra2/weiss dac202/es9018的数字前级。

看图可以看出对于普通的数字和模拟前级，受底噪影响，THD和音量呈线性关系，底噪较低的THD参数也好。但某模拟前级的底噪会随着音量衰减而减小，这样虽然在0db时THD不如ES9018，但随着电平衰减THD则可以反超。

由于金嗓子C-2820、PGA2320不是实测，只是根据手册计算，所以是否模拟前级都有这一特性还不清楚。

总而言之，无论数字前级还是模拟前级，都需要尽量减少底噪，模拟前级的底噪是有可能随着音量衰减而减小的（具体原因不明），而DAC的底噪是固定不变的。

还需要考虑的是，目前的32bit DAC(ES/AKM系列)和64bit DAC（CHORD）只是分辨率达到了较高水平，说明软件算法的能力，但还要考虑DAC/ADC的精度，也就是误差总是存在的，具体的有效位数可以参考链接里的公式https://e2echina.ti.com/blogs_/b/adcdac/archive/2015/02/03/adc-i

分辨率高的DAC并不一定精度也高，如果误差较大，那么在实际的输出结果就不会和计算结果一致，当然无论是否计算，DAC的误差总是存在的，但因为数字音量计算是衰减得小数，基数变小，那么误差就会放大。

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主观部分，笼统一说，

数字音量控制的优势是偏凝聚，强音，清晰感和实体感强，声音比较沉稳，背景黑，主体更加突出，缺点是偏干硬，弱音显得少。
模拟前级的优点是弱音信息丰富，声音更流畅，但整体容易发虚，发散，空松。

Manhattan说明书上写的是，根据他们的listening tests，建议较大的衰减（＞-20db）使用模拟前级，较小的衰减使用数字前级（＜-20db），衰减在0至-6db的audio resolution和by pass是一样的。

其实每个数字前级的声音并不一样，但其实也依赖软件，比如QV就很有意思，PC端的foobar数字音量并没有锁死，可以和内置的数字前级一起控制音量，二者的声音就差异明显，内置的数字前级就更有模拟味。

测试的带数字前级的解码有谷津QM、QV， CHORD HUGO2、DAVE， Mytek Brookyn+、Manhattan。作为参考的模拟前级有SRM-717 SRM-T8000 Luxamn DA250 Linear 5 HA5050以及Brookyn+、Manhattan自带的模拟前级。

有一点需要注意下，Manhattan连接带有by pass功能的SRM-T8000，数字前级模式下，听觉底噪声较小，而模拟前级底噪较大，在较高音量下听觉底噪更显著。而Brookyn+使用自带的后级，自身的数字前级的听觉底噪的大于模拟前级，和曼哈顿有点相反，比较有趣。

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数字音量控制本身不使用电位器，但不意味着不可以使用电位器，数字音量控制+模拟电位器调节电平是可以同时进行的。

举个例子，数字输出电平减少6db,同时模拟电位器衰减6db,那么总的结果就是-12db。

tianluo4sc · 发表于 2019-10-28 10:05

学习下技术贴扫盲 ..

gebegebe · 发表于 2019-4-11 10:22

foobar还有个前级增益设置，估计还是数字音量?

gebegebe · 发表于 2019-3-31 10:22

2手处男发表于 2018-9-1 23:30
求大佬对比一下用DAVE(hugo TT2)数字前级调音量和耳放V281 430HA的前级调音量以及Drawmer MC2.1(1.1)这种控 ...

不过我用过430HA当T8K的前级，可能是线的原因感觉效果不怎么好?

2b青年爱发烧 · 发表于 2018-10-30 01:04

参考我以前发的帖子
http://www.erji.net/forum.php?mod=viewthread&tid=1910066

kingcole · 发表于 2018-10-23 22:52

手上在用的剑桥azur 851E前级里面左右声道各使用了一片ti 的DAC8812 做音量控制，不知算数字音量还是模拟音量？

gebegebe · 发表于 2018-10-21 19:14

lobo727 发表于 2018-10-21 17:00
其实宣传人耳听不出，用不到的部分纯粹浪费钱，LP 黑胶才整个动态不到70DB

人耳很灵敏，大部分人可以听到很低的db数。

lobo727 · 发表于 2018-10-21 17:00

其实宣传人耳听不出，用不到的部分纯粹浪费钱，LP 黑胶才整个动态不到70DB

gebegebe · 发表于 2018-10-21 09:30

kevinkin 发表于 2018-9-19 18:04
刚好前段时间碰到过一次，9038芯片的解码，我不小心关了一点数字音量没发觉，在音箱系统上总觉得声场小，后 ...

那说明这个数字音量不行啊，一般小一点影响很小。

kevinkin · 发表于 2018-9-19 18:04

刚好前段时间碰到过一次，9038芯片的解码，我不小心关了一点数字音量没发觉，在音箱系统上总觉得声场小，后来才发现是这个问题，调回来声场正常了。耳机系统上这个问题不明显。

gebegebe · 发表于 2018-9-19 09:07

lobo727 发表于 2018-9-19 08:38
继续吹,物理极限就在那里,大厂现在也搞这种玄学,试问谈这些之前是否应该先谈谈自家后级的本底噪声问题?全文 ...

和后级有啥关系？说的都是前级。比如讨论CPU的好坏，和内存有啥关系？

lobo727 · 发表于 2018-9-19 08:38

本帖最后由 lobo727 于 2018-9-19 08:39 编辑

继续吹,物理极限就在那里,大厂现在也搞这种玄学,试问谈这些之前是否应该先谈谈自家后级的本底噪声问题?全文总结就是说: 我家软件很牛B,买我的吧

gebegebe · 发表于 2018-9-19 08:35

2手处男发表于 2018-9-1 23:30
求大佬对比一下用DAVE(hugo TT2)数字前级调音量和耳放V281 430HA的前级调音量以及Drawmer MC2.1(1.1)这种控 ...

DAVE在买430HA之前就出了...TT2如果买的话再说吧

2手处男 · 发表于 2018-9-1 23:30

求大佬对比一下用DAVE(hugo TT2)数字前级调音量和耳放V281 430HA的前级调音量以及Drawmer MC2.1(1.1)这种控制器哪个好些？

gebegebe · 发表于 2018-9-1 23:07

gebegebe 发表于 2018-8-27 15:39
从成本来说，数字音量控制是必然的趋势。

到目前并不普及，因为对芯片的要求反而高。

gebegebe · 发表于 2018-8-27 15:39

从成本来说，数字音量控制是必然的趋势。

gebegebe · 发表于 2018-7-5 23:31

linktaotao 发表于 2018-5-4 02:30
矩声9038的数字音量怎么样？？？能否直接加后级推箱子

不清楚。当然可以，数字音量的原型就是电脑软件的音量控制。

TWOS · 发表于 2018-6-11 08:58

本帖最后由 TWOS 于 2018-6-11 08:59 编辑

9038的数字音量和9018差别？AK的播放器是数字音量吗？新出的SE100是ES9038的芯片。

linktaotao · 发表于 2018-5-4 02:30

矩声9038的数字音量怎么样？？？能否直接加后级推箱子

gebegebe · 发表于 2018-5-3 12:09

gebegebe 发表于 2018-3-10 09:01
RME ADi2 DAC也是数字前级，FPGA 42bit处理，我有兴趣买，但它的参数只能说一般，但专业厂可信度较高

最后还是没买...

gebegebe · 发表于 2018-5-3 00:08

Allucaneat 发表于 2018-2-2 16:26
完全看不懂啊，不过自用dave感觉贼鸡儿好听。

并不难理解啊

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