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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(上篇)

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发表于 2024-9-6 20:31 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式 来自 广东省惠州市
本帖最后由 endgame 于 2024-9-8 09:46 编辑

转载一篇硬核科普
(原作者:炎栊轩主梼昧狂客)
P.S - 文字贴图已达上限,下篇链接在2楼


上一篇文章讨论了平面振膜耳机的原理结构、技术特色、制造工艺、花里胡哨的创意名词等问题,目的是帮助大家简单了解一下各种概念,方便开脑放毕竟近几年高端耳机市场主力一直是平板耳机,咱们总得知道厂商吹的到底是啥吧?

但是呢,一只耳机显然不是全部。玩HIFI常见的说法是“组一套系统”“某某搭配听起来如何”,对吧,光买个耳机没用,插电脑上能响,但出不了好声
怎么出好声?上强度呗,配一套合适的音频系统就可以了。我今天解决的就是这个问题,从音频系统的层面上谈谈如何玩平板耳机,以及我们经常讨论的HIFI重放系统到底是什么,如何搭配,怎么玩好

音频系统不见得很复杂,使用它们也不需要很懂行,认真看说明书即可

讨论之前,需要先声明一点——我写的科普文章中很多名词同时给出中英文双语,不是为了炫耀学识,而是给玩家们提供一个研究探索的捷径,原因如下:

1.不同语言下,产品名称有很大差别,尤其是专有名词,意译多于直译比如平板耳机的英文名,Planar Magnetic Headphone比较常见,isodynamic headphone就不常见了,但这个词组也是对应平板耳机的。我把不同的说法都告诉你,便于玩家自行查找资料。毕竟有些问题对于缺乏电声常识的玩家来说过于深奥,我有能力详谈,但实在没多少人感兴趣。
2.英文是当之无愧的世界语言,简中网络在HIFI电声方面的有效讨论很少以常见的百度搜索为例,那真是“百度一下,啥也不知道”。排在前面的不是广告就是营销号,而且越是历史悠久的东西越说不明白,为啥黑胶圈一帮电声文盲?我们没赶上黑胶黄金时期嘛,数码玩家就好得多,新手都知道买小尾巴之前看看用的啥解码芯片。

没文化就多看书,自己获取一手知识,有自己的判断,这才算玩明白了

    我给出的英文名词,就是搜索用的关键词,搭配bing国际版和Microsoft Edge浏览器自动翻译功能,绝对能帮你打开新世界的大门,而且你会发现,有水平的高烧大佬没有一个是不懂电声科学技术的。

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一、电声科学视角下的音频重放系统

音频重放系统(Audio Playback System)可以分为几部分?
某个流行的答案是这样的——“两部分,前端和耳机
额,普通玩家是这样的,如果按照电声科学的标准分类讨论,需要考虑的就多了。准确的说是三部分——信号源Source、放大器Amplifier、电声换能器Sound Transducer

信号源Source也就是我们常说的“音源”,它的功能是——将音乐内容从存储介质中取出,并转换为模拟音频电信号。重点是什么?转换。解码器的英文名是Digital to Analog Converter,Converter就是转换器的意思。

听歌用DAC,录音用ADC,功能正好相反

根据D/A芯片选机器,是典型的弟弟认知

常见的音源有两种类型:1.播放黑胶唱片(Vinyl)、开盘带(Open-reel Tape或reel-to-reel tape,缩写为RTR)、卡带(Compact CassetteTape)等模拟存储介质的模拟音源。2.播放数字文件、CD/SACD碟片等数码存储介质的数字音源。
多臂配置的黑胶机确实好看,但要说有多大用,就很难讲了

按照某种流行的说法——模拟优于数字,这句话也不能说不对,有个前提——模拟音源更烧钱,上手门槛更高。三五千的预算,就别考虑黑胶了,听个响的水平而已。虽然我也是黑胶用户,但我从不推荐新手选购黑胶唱机,非要玩玩,可以参考我写的黑胶系列科普文章,今天讨论的系统都基于数字音源。

这里有一个小问题——数字功放、数字音箱(比如GENELEC SAM系列的8351)等产品不需要“转换”的过程,可以直接接收数字信号,它们也需要音源吗?
必须的啊,数字信号哪来的?USB界面来的(USB Audio Bridge、DDC),从音频接口来的(AudioInterface,俗称“声卡”),从CD转盘来的(CD Transport,缩写为CDT),从网络流媒体播放器来的(Network Audio Streamer

WEISS INT204,USB界面

Lynx Hilo,专业双通道AD/DA

山灵 T3.2,CD转盘

凯音 IDAP-6,数播/网播转盘


所以,就有了进一步细分的概念——“数码音源中的数字源和模拟源
模拟源也就是解码器,数字源是负责提供数字信号的机器。不同的数字源意味着不同的玩法和系统构成,比如USB界面和音频接口就属于PCHIFI。使用数字音箱或数字功放的话,只买数字源就可以了(最简单的是电脑主板光纤或同轴输出)。

放大器Amplifier的功能很简单——放大模拟电信号(暂时不讨论数字功放),但具体分类比较麻烦,比如常见的前级(Pre Amp)、后级(Power Amp)、合并式功放(Integrated Amp)等概念,有些朋友搞不懂。
传统意义上的前级(CD机普及之前)指的是——放大微弱电信号、处于功率放大器之前的一种高倍率放大器(增益可高达1000倍以上)。信号输入电压是毫伏mV级别的,搭配黑胶唱头、磁带等存储介质使用,最常见的就是唱放Phono Stage了。当下语境中的前级,准确说法是——线路放大器Line Stage,信号输入电压通常为1-6V RMS,搭配数字音源使用,增益倍率普遍较低(通常不超过10倍/20dB)。

PS Audio的纯唱放,输出电平不可调

它们都只提供电压增益,没有低阻带载能力,不能直接驱动无源音箱和耳机。由于数字音源输出电平都很高(常见规格:单端2V RMS,平衡4V RMS),对于耳机玩家来说,前级不是必需品,除非兼顾有源音箱,但大多数耳放都有前级输出,不追求极致的话,够用了。

后级的功能是——功率放大,简称功放,提供电压增益的同时具有高电流输出的能力(即“带载能力”)。
与合并式功放不同,纯后级的功能非常简单——只负责功率输出,直观的区别是——纯后级不能调节音量,依靠音源或前级控制。说白了还是“追求极致”那套理论,高级货也没啥新招数,只能是分体分体再分体,多卖点钱嘛,不寒碜。(电子分频+多路放大器的玩法倒不是噱头,属于无源音箱系统的终极版本答案,典型代表是B&W Nautilus,需要使用8台单声道后级或4台立体声后级)

我以前用的Mark Levinson No.326S前级和Bryston 4B3后级

问题来了——耳放算哪一类放大器?多种情况,过去流行的和现在不一样,适配动圈耳机的和适配平板耳机的也不一样。
大多数耳放都可以算作前级,提供低倍率电压放大的同时具有一定的电流输出能力,通常在几十到几百毫安之间,有带载能力,但不多,直接推音箱不太行。这种情况很好理解,动圈耳机一直是市场的绝对主力,它们的灵敏度比音箱高太多了。尤其是高阻耳机,同样的输出功率下,HD600需要的电流明显小于K701,哪怕是Graham Slee SOLO这种极简电路的机器,凑合也能听听。

Bryston BHA-1,HIFI厂商按照现代前级构架制作的耳放

但是,随着平板耳机的流行,我们对耳放的要求发生了变化。平板耳机的灵敏度没有动圈耳机那么高,还都是低阻,也就是电声概念中的“重负载”。因此,平板耳机玩家普遍追求高功率、大电流输出的耳放,最大功率能达到几W的那种,比如我手里用的BURSON Soloist Voyageraune S17PRO,就是典型的平板耳机时代的产物。
BURSON搭配final,我很喜欢这套

少数的情况是——某些坑货灵敏度超级低,然后部分玩家还相信大力出奇迹,喜欢力大砖飞的玩法。此时常规耳放无法满足需求,只能上功放了,比较流行的选择是——小功率纯A类合并式功放,比如Accuphase E-650、LUXMAN L-590AXII,额定输出功率都是8欧30W。

凯音 HA-300 一代,既能接耳机,也可以作为小功率合并功放使用

对此,我的评价是——狂暴输出救不了古董和垃圾,大力并不总能出奇迹,耳朵和耳机必然有一个先顶不住,平板耳机线圈过热有可能引起振膜褶皱变形。在保的时候还能和厂商掰扯掰扯,一旦过保就别瞎折腾了,耳机最值钱的部件就是驱动单元。


新款平板耳机,尤其是高灵敏度的款式,不要按照过去的老套路折腾了,没必要

电声换能器Sound Transducer是个生僻词,属于说到本质上的概念性分类,对应到音频重放系统上的产品是——耳机和音箱。


[
耳机单元就是换能器,final这款设计比较奇葩,大尺寸动圈+动铁单元

概念不难理解,换能器——从一种形式的能量转换成另一种,把模拟电信号转换成人耳可闻的声波(麦克风、黑胶唱头也属于电声换能器)。如果你想了解耳机和扬声器的技术构架,查一些专业文献,有时候能用到这个词,我就不展开了。


二、玩家口中的“前端”设备

专业说法是最准确的,也是大多数普通玩家看不懂的。说清楚电声科学概念下的音频重放系统之后,我们再看看通俗的回答——“前端和耳机”。
此时,我们可以说——前端是一个泛泛的统称,包含了不同形态、不同结构、不同功能,排列组合的音源+放大器的统称

它可以是便携设备,比如小尾巴(DongleDAC)、大尾巴(Portable DACAmp)、便携音乐播放器(PortableDigital Audio Player,缩写为DAP),也可以是台机(Desktop)系统中的一体机或多件组合。
这是一个很大的话题,但得益于我瞎折腾这么多年,很多问题都曾单独讨论过,因此我现在要做的就是——按照由小到大、由简到繁的顺序,将它们整合起来,补充一些之前没谈到地方,介绍一下个人感受,提供一套操作性强的指导方案。

1. 便携设备

便携设备是目前HIFI市场的绝对主力,原因无他——价格相对较低、体积小巧、便于携带和使用,而且随着科技的进步,高性能、低功耗、小型化的方案越来越普及
典型代表是——各种新款小尾巴,比如达音科DTC800、飞傲KA13ONIX Alpha、山灵H0(以首字母排序)。其采用的CS43131/43198+SGM8262-2方案相当强力,做出来的成品在32欧负载下,最大标称功率690mW(即146.84mA输出电流),小一点的也有450mW,而且实际成交价最多不过600多元(甚至还附带保护套)。

小尾巴这类产品更新的相当快,也特别卷


具体情况,详细测试后再细谈


这就很夸张了,要知道,这个级别(450-690mW)的输出功率,很多体积更大且内置电池的便携播放器都做不到。虽然我们不能“唯输出功率论”,但对于天生吃功率的平板耳机来说,不能不考虑输出功率是否够用的问题

厂商怎么做到的?是不是虚标?
是否“虚标”的问题,机器全部到手后,我会测试给大家看。怎么做到的问题现在就可以解释——得力于出自SGMICRO的新品运放(2023年发售),对比一下SGM8262-2和OPA1622(初代版本答案)、RT6863(二代版本答案)的datesheet就明白了,SGM8262-2峰值输出电流310mA,低压供电也能达到200mA。(下面这篇文章介绍了其他小尾巴的实测结果和技术科普,为何厂商死磕输出功率?因为这是唯一还能做到明显提升的地方

那么,科技进步后的小尾巴搭配平板耳机行不行?
很遗憾,进步了,但不够大,能用,但不够理想。小型化、低功耗的特性往往意味着简化的设计,便携设备为了能便携,必须做出一定妥协。音质、体积、功耗、成本,几方面挑一个吧。都不妥协?也行,那做出来就是“随身扛”了。啥是“随身扛”?不就是内置电池供电的小型台机吗?大尾巴、便携播放器、随身扛,这些器材的点评可以看下面三篇文章


放在一起拍照,立刻就能明白什么叫“随身扛






为什么反复强调性能”“便携设备的局限性?我就想简单听点好的,有必要这么复杂吗?
我的答案是——耳塞玩家,没必要。大多数动圈耳机玩家,有意义但不是必须的。平板耳机玩家,很有必要

想想看,平板耳机典型特色是啥?1.沉,最低重量400g,2.不隔音,大多是高度开放的设计,3.低阻+相对较低的灵敏度。
又沉又不隔音,出门咋听?就算找个隔音好的封闭式平板耳机,还是照样沉,而且往往更沉一些。单元低失真的特性说来很好,上限高嘛,但前提是——你得能达到上限。这就不只是驱动功率的问题了,录音文件和硬件设备的品质也得跟上吧?不好意思,一般优秀的音频硬件都是体积大、功耗高、结构复杂的设备。


自己算算多了多少东西,这还是不带USB界面的纯解码

2. 台式设备

说到这,我的观点已经很明确了——建议平板耳机玩家选择台机但台式设备也有很多种,不同的玩法有不同的搭配,如何选择?我的答案是——按需办事、看钱办事,我负责说清楚是什么,大家自行决定怎么办

常见的台式设备可以分成两类
1.功能丰富、集成度高、一台机器解决全部需求的一体机其中,既有强调小型化的紧凑型机器(比如aune X1SGT),也有追求性能的大型一体机(比如飞傲K19、拓品DX9)。
2.高性能,但功能单一的机器,需要多件组合使用也就是玩家口中的“分体式系统”。简单点也是三件套起步——转盘+解码+耳放,自由度高,风格多样,可以个性化调整。

两种风格任君选择,但无论哪一种,都有一个共同特点——不太计较体积和功耗。反正是不能带出门的东西,大一点小一点无所谓,供电源头是220V市电,只要空开不跳闸,功耗高低也都没问题。有了这个前提,厂商就可以放开手脚了。好处很明显,接口齐全是最基础的,功率性能也不是问题,各种花活都能往里塞,外观也可以搞得“充满异域风情”。唯一的小问题是——价格上不封顶,万元听个响,说的就是它


分体系统是最好玩的,只要预算充沛,可以充分发挥你的想象力

额,这其实是错误的“刻板印象”,永远不要忘了一句话——科技在进步。20多年前,24bit/192KHz解码器是遥不可及的HI-END象征,今天已经满大街都是了吧?咋的,科技进步的时候没带上你?还是说除了HI-END设备,其他都没法听?


三、台机系统的特性与选择

台机系统如何选择?这个问题可以换个说法——最符合你的使用场景的数字音源是哪一种?
举个例子——假设你的使用场景是“坐在电脑前面听歌”,此时PCHIFI是唯一的最佳选择。你想啊,网播的好处是远程遥控,都坐电脑前面了,优势就没了吧?CD机和CD碟又比较占地方,总不能摊一桌子吧?客厅或影音间的情况就反过来了,此时PCHIFI最麻烦,键盘鼠标没地放嘛。
音质方面,CD机、PCHIFI、网播,都可以很好。就算CD机是公认上限最高、最稳定、最容易出好声的方案也没用,看看下面这台ESOTERIC K1X体积多大,你家电脑桌旁边摆得下嘛?而且这玩意30多公斤,还得找个结实的桌子或器材架。一套音频设备,如果因为不方便导致利用率低下,那么它就不适合你,哪怕能达到HI-END水平也没用。

在产且能称得上优秀的CD/SACD机,基本都是又大又沉又贵的东西

1.CD

CD机是最没什么可说的方案,非常稳定,没啥可折腾的,买完机器再买碟就行了我也玩过一阵子,后来放弃了,主要是我看上的CD转盘有点贵,便宜的又觉得差点意思,配不上我用的解码器,就不折腾了。
关于CD机,我有两条建议——1.CD机要买好一点的,越简单的系统就越挑剔单件设备的品质。何况CD机个人能操作修改的地方极少,除非是大型分体CD机。2.千万别头脑发热,手里没几张碟的话,CD机买回来也是干瞪眼,老玩家都知道——硬件机器只是开始,玩到后期,CD碟总价比CD机贵是很正常的现象。



2.PCHIFI

基础配置是这样的——电脑x1,一体机x1或解码耳放组合套装x1,门槛最低、用户最多的主流玩法。
简单便利,但可以折腾的地方很多,其中不乏一些被半吊子电声爱好者看做“玄学魔法”的东西。比如——数字信号隔离技术,它们广泛应用于USB界面和解码器中,有些厂商把它独立出来,做成USB隔离器,一帮没见识的弟弟就开始大惊小怪了。(给一个关键词,ADI ADuM4165,2022年上市的新款芯片,支持USB2.0 480Mbps规格)


实践是检验真理的唯一标准,先试试再说


拓品的这款USB隔离器体积很小,价格实惠,功耗也不高

按照一些老烧的说法,PCHIFI存在干扰多、难以优化、上限低的问题前两个问题我不知道,上限低纯属扯淡,高性能界面和解码器多得是,只要预算充沛,上限怎么就低了?真正的短板是——音乐文件品质良莠不齐但随着各类流媒体的发展、付费会员制的广泛接受,这个问题也在逐渐得到解决。而且,得力于广大的用户群体,厂商在硬件产品上卷生卷死,性价比非常高,典型代表是各种紧凑型解码耳放一体机,俗称“小台机”,常见的有aune、钰龙、飞傲、高登、拓品、SMSL等国产品牌。


很多人买东西不看性能看信仰,也是挺迷的

我知道,接下来的问题肯定是——推荐哪一个?能不能锐评一下?
可以锐评,前提是——你得能看懂,能抓住重点。数码产品经过多年发展,同质化现象严重,厂商和评测文章宣传的卖点中,有一些是大家都有的,有一些是完全没用的。

大家都有的卖点,一般是功能性的,比如数字输入接口齐全,常规配置都是三个——USB、TOSLINK(民用光纤,也写作OPT)、COAX(S/PDIF规格RCA接口)。


接口这种事,大家其实都差不多

AES接口由于尺寸太大,紧凑型机器大多不支持,然后有的厂商就拿这个做文章了——你看,我这机器支持AES接口,更专业。啥情况啊,AES接口就专业了?同轴和AES传输的都是数字信号,虽然AES更适合长距离传输,但HIFI玩家有几个用10米长数字信号线的?没几个吧?此时同轴和AES的差异完全可以忽略。(民用光纤确实差点,存在两次光电转换。玻璃光纤很好,但支持的机器太少,常见的厂牌有emm labs和Playback Design)

完全没用的卖点,有些是技术崇拜,典型例子是——支持高码率音频文件,比如32bit/768KHzDSD512
首先,机器支持码率上限取决于数字界面和D/A芯片的规格,当今主流方案都能支持到32bit/768KHz,是芯片厂商的功劳。其次,专业音频设备,也就是用于录音制作的机器,主流规格仍然是24bit/192KHz,高码率文件都是后期升频产物(大概率还不知道谁做的升频、怎么做的升频,这么喜欢升频,自己装一个HQPlayer不就行了?)。


Lavry的母带级双声道DAC,很多专业音频工作者可能都没见过,最高码率支持24/192

最后,有一个概念应当知道——数字设备的有效量化精度(Effective number of bits,缩写为ENOB),计算公式如下:ENOB=(SINAD-1.76)/6.02。
计算之后我们发现——全世界所有的DAC,没有一个能达到24bit”的,32bit/768KHz只是格式上支持。因此,我可以下一个结论——盲目追求32bit/768KHzDSD512等高码率,是一件非常愚蠢的事。非要追求这个,也有办法——建议选购emm labs DA2,它支持机内升频DSD1024,新货大概14个W。咋样,来一个不?


emm labs,DSD大佬创建的品牌,技术、信仰统统拉满,唯一的问题——很多高码率/升频爱好者买不起


什么叫“锐评”,这才叫锐评,它的核心是——帮助你对某些东西进行祛魅,而不是骂几句奸商就显得自己多么公平公正。具体产品的话,这两年也发文讨论过,比如拓品DX9、飞傲K19,都是不错的新品,评测链接在下面,感兴趣可以看看。





其实不用我多说,敢卖几千块的一体机都有两把刷子,入门玩家看的多的还是一两千块的紧凑型机器,它们的核心是——较小的体积和较低的成本下如何满足尽可能多的需求
接口得齐全吧?解码水平不能差吧?耳放输出功率要够用吧?比同价位便携机强是必须的。热门机型如aune X1sGT、飞傲K7、HIFIMAN EF400、拓品DX5(以首字母排序)都能满足,唯一例外是钰龙 金丝雀二代,只有单端耳机输出,没跟上时代版本。
这里需要解释一下,不是说耳机平衡驱动就怎么样。平衡驱动的特点有两个——输出内阻高一点、声道分离度高很多,由于平板耳机没有卷绕音圈,对输出内阻不太敏感,何况大多数机器都是低阻输出,可以忽略不计。影响大的是声道分离度(Crosstalk),能听出来的,声音结像、密度、氛围感、大动态表现等等,单端输出和平衡输出有明显差异。这就很实用嘛,可玩性更高,适配的耳机也更多,如果你就是喜欢钰龙的调音风格,加点钱买欧若拉吧。

我手里用的是aune X1sGT,挺有历史的一个机器,已经更新到第八代了。aune强调的技术特色和很多厂商不一样——注重数字时钟+爱用分立晶体管做耳放(他家的小尾巴,耳放部分都是分立晶体管做的),属于软硬兼修才能玩明白的东西。


(未完接下)

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 楼主| 发表于 2024-9-6 20:31 | 只看该作者 来自 澳大利亚
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