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[音频应用] 音频DAC剖析---解开HI-FI音质的秘密

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金贝

中国原创歌词基地初级

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DarDiancy 发表于 2015-7-8 15:23:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 DarDiancy 于 2015-7-8 15:29 编辑
: \% U4 R( E) Q
2 V# t" ~: {5 g 无论我们是买MP3、MP4也好,实际上我们的数码播放器最经常使用的就是音乐播放功能,所以数码播放器的音质,一直是消费者的重点关注对象。2 i- d5 X; T/ c
) \/ ]0 P: S( I8 B/ B: ]% z
  什么是音频DAC?
3 p4 i. H$ Q! Z5 h9 Q4 N( N5 B7 @
; f4 [( h3 q5 y
5 s6 k/ |% f. {" H) w音频DAC剖析---解开HI-FI音质的秘密
2 C1 u* `5 h  \/ S/ p4 l& U: d" V/ q, F9 @
  之前,大家普遍认为决定音质的关键是主控解码芯片,这种说法基本正确,但不够精确。事实上,决定MP3音质的关键是主控解码芯片里面的:数字-模拟转换器(英文缩写DAC)单元,以及耳机功率放大器单元。DAC负责把解码好的数字音频流,转换为可推动耳机发音的模拟音频信号,而耳机放大器则把模拟音频信号放大到可推动耳机的功率。4 A4 G9 H1 V( C9 e8 O1 r% y
+ i! n7 R$ d% p. k
  打个比喻:DAC就像是一名歌手,负责把大家弄不懂的歌谱(数字音频流)忠实的演唱为歌曲(模拟音频信号),而耳机放大器则是歌手的扩音器,负责把歌曲声音放大,让人都能听得清楚。
. z. E! U1 b) G
5 |" m; n/ I; e$ x% Q8 J  DAC的转换精度和失真率是决定音质的核心关键,当然耳机放大器也至关重要。" J, {# e) p1 V: M4 v4 W2 h# P* L
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  在低成本的MP3主控芯片当中,一般都集成了DAC和耳机放大器,以降低整体生产成本,但由于芯片内部集成了很多其它诸如解码、电源控制、USB控制等等繁杂的电路,很容易对抗干扰能力差的DAC、耳机放大器造成干扰,这就像上面那位歌手,要和剧院里的厨子、机房、清洁工、接待员....等等在一个房间里工作,哪能不受干扰哦呢?
+ A. H! g0 H+ {" b2 J' X6 L& {
* o: R2 l4 s) N# p" I9 G7 d  最好的办法是给这位歌手一个独立的、豪华的房间。单独的音频编解码器(CODEC)主要就是由DAC、耳机放大器,和辅助的音调控制、ADC(模拟-数字)、数字滤波等模块集成在一起构成的“豪华独立房间”。5 }- g/ D# k: R1 ~; L) f! |

5 t/ d( M$ ~& N+ B" `/ k6 q  独立音频DAC,高端数码播放器的标准配置  h" k3 z  x+ A. A6 b

! C" X9 t/ W/ w5 X7 g  高端的数码播放器基本上都开始使用了外接独立DAC或音频编解码器的方案,比如:IPOD nano 2代搭配了WOLFSON音频编解码器(型号不明),IPOD nano搭配Wolfson WM8758;iRiver的E10微硬盘播放器、IAUDIO的U3搭配了CIRRUS公司的CS42L51音频编解码器;IAUDIO的D2搭配的是Wolfson WM8985;国内使用独立DAC的厂家不多,主要以倡导双芯技术的台电科技为主,其中:台电C150搭配了德州仪器的AIC230音频编解码器,台电T19和T29搭配了Wolfson WM8750音频编解码器;魅族科技的M6搭配了飞利浦UPA1380;OPPO的V3/V5搭配Wolfson WM8750;
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% h/ e7 Z) Q& ~, ?  随着独立音频DAC的音质优势被消费者普遍认同,独立音频DAC成为了未来高端数码播放器不可缺少的特点,本文的目的也是为了让消费者对此有更多的了解。
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  1.生产音频DAC的主要厂商7 p5 Z) \) i& T* G' {* ~0 Y4 D
9 t! x3 u& R5 l) Z
  全球范围内,主攻音频DAC的专业厂家不多,位于英国爱丁堡的欧胜(Wolfson)微电子公司是其中一家专业公司,这家公司专门设计用于音频领域的数字模拟混合电路,包括音频编解码器、音频处理器器、音频DAC,应于与CD唱机、数字音响、数字电视、便携数字播放器、手机等领域。它的大客户很多,包括苹果IPOD、微软XBOX360、索尼PSP、健伍HI-FI CD唱机、SONY Ericsson手机等。Wolfson音频芯片的特点是种类繁多,新品迭出,无论是技术还是参数性能都处于行业领先地位。
5 g( [5 V' H, S; P4 G% W* [/ E- @2 S: C. e: }: k6 T  u
  其它的半导体公司也有音频DAC推出,但由于多数并不是其主要业务,所以品种和更新速度都比较慢,使用的厂商也比较少,到数码播放器领域,一般都屈指可数了。市面是可以看到的有下面几家:4 M7 I! P3 i, J* r# n- e4 G
3 q9 D$ y2 }$ L3 k
  美国德州仪器公司的AIC230音频编解码器系列,台电老款的C150和创新的老款硬盘播放器有使用;3 D1 `1 |# f2 [7 |6 |! n9 @

! L( T4 H" _( ^1 [0 W( V$ Y% D, n8 y, r  原荷兰飞利浦公司的UPA1380音频编解码器,魅族的M6、艾利和老款H320硬盘播放器和以前几个老款手机有在使用;
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  CIRRUS公司的CS42L51音频编解码器,这是一颗比较新的音频编解码器,前面说过IAUDIO和IRIVER的两款机器有在用。! E3 s, F  y7 y& c/ M7 x

& a3 B& t0 }8 S. r  除此之外,应用在数码播放器之上的其它型号音频DAC就属于凤毛麟角了。
% L) a4 v5 J3 m/ j# t
# B+ x5 H! B6 S4 n9 N% M  面大致的介绍一下几款主流音频解码器,大家选购数码播放器器也有一个参考:
8 X1 X4 P/ s7 V
7 V" X) j+ [. `0 K  1.WOLFSON系' {% H" ~. R( L  x- S
: s, U+ X! v/ u* M
  之所以欧胜(WOLFSON)单独列成一个系列,是因为WOLFSON的音频DAC,无论是型号还是应用都非常多。下面是欧胜近期新款音频编解码器的一个列表,总计达50种之多,以下为可以在随身听上使用的DAC:) `  C. d, ]8 O+ U6 W" ?) \- E
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音频DAC剖析---解开HI-FI音质的秘密 : f" a  b" R$ S7 P

5 O! i4 H+ [9 R, T+ z; Z. A! a  其中适合数码播放器的使用的“立体声低功耗编码解码器”有13款,型号之多,已经超过了其它数家公司的总和,由此也可以看出WOLFSON在音频转换器领域的实力和地位了。
3 [( z) ]! c8 Z2 q  o* E
- z$ g& r/ p* k  WM8731! I- u8 x& c- V
9 N6 A( ]) e9 ~/ [* q) \1 Y* w
  欧胜WM8731是一款入门级音频编解码器,集成了DAC/ADC已经一个耳机放大器,功能较为简单,不支持欧胜硬件EQ, 3D, DSP滤波等高级特性,价格也非常便宜,不足1美金。适合入门级数码产品使用。
( l# r2 K7 A2 ]. @% g+ w* `! Y: k3 b+ o8 z& S9 U
  事实上WM8731也作为一个模块大量集成在了许多MP3主控芯片当中,比如韩国TELECHIPS TCC723、771、773、,三星主控、Sigmatel 3650都是整合这颗DAC单元,只是整合的音质效果始终不如独立的芯片好。IRiver clix使用的音频DAC是WM8731
* ~* F  `- {1 `" x4 A4 ^. L0 B* b: ?  y" ?
主要参数:
5 @8 E( M9 d  `( y1 p! p
" k# \% a: n/ w! c, l# `数字模拟转换器信噪比:100db
* U  V' C. z4 S- G9 f; r! }7 _总谐波失真:-86db3 i; n3 F9 j0 Q5 c% ?& d* B! O4 m
代表产品:苹果Ipod MINI' v8 ~5 m) e5 M8 n* z0 c' o& f
音质特点:声音简单、直接,未经修饰,信噪比高,中高音出色。& O, }+ O% k" ]' j
特色功能:无* y0 B  n9 _/ R* h

( m! l/ d& e! A2 j  B  WM8750
2 X# e4 U' ?8 b) I6 _7 M
3 R  b7 O$ ]+ n2 w5 N  g  WM8750是欧胜应对MP3、PMP市场的一颗主力产品,已经非常成熟。从台电科技的T19/t29惊艳的音质表现上,我们已经认识过了WM8750的音质实力。WM8750集成了一个DAC和一个高性能的耳机放大器,耳机最大输出功率为20毫瓦*2,从实际使用T29/T19的用户反映,推力非常强劲,可以轻松推动高端HI-FI耳机。除此之外还拥有3D环绕立体声音效和硬件高低音音效两种硬件音效,音调效果要比一般的软件调节要强很多。9 C: e& W- i) D

& i4 [) _& {% T  WM8750还拥有高品质ADC电路、麦克风专用供电电路和AGC录音电平自动控制电路,具有优秀的录音效果。此外,还集成了1个400毫瓦的BTL扬声器功放,可以驱动外置扬声器发音。6 y' v' {0 [8 r% s' o8 j( |
* L, G  s2 c9 n1 E
主要参数:4 C( [  |3 I: V& y  U5 N
3 O% d9 W6 y0 x! l. ~$ y/ R
数字模拟转换器信噪比:98db' C1 ]8 K5 b8 c" W2 }9 j) a0 }
总谐波失真:0.013%/-84db(20毫瓦)/ x* q3 H* D/ ^# O' N5 M
代表产品:台电T19/t29/c280,oppo v3" l$ I% Q2 t* @  J6 B
音质特点:中高音清晰明亮,解析度很高,细节丰富,低音自然不混浊,3D音效可以增强声音表现力
8 b. j+ Z  Q" K+ G7 J! b! @特色功能:录音电平自动控制(AGC)、麦克风偏置电路、硬件3D环绕立体声音效、硬件高低音音效,0.4瓦BTL功放: Y: n1 B1 @  l: V
! o3 m7 j9 }# x3 q
  WM8978+ Z. |) u  a- Q  C5 v% Z/ x
6 [2 T6 ~* ^$ n$ U0 n' m# `' X8 y
  WM8978是Wolfson新近推出的一款全功能音频处理器。它带有一个HI-FI级数字信号处理内核,支持增强3D硬件环绕音效,以及5频段的硬件均衡器,可以有效改善音质;并有一个可编程的陷波滤波器,用以去除屏幕开、切换等噪音。WM8978同样集成了对麦克风的支持,以及用于一个强悍的扬声器功放,可提供高达900mW的高质量音响效果扬声器功率。一个数字回放限制器可防止扬声器声音过载。WM8978进一步提升了耳机放大器输出功率,在推动16欧姆耳机的时候,每声道最大输出功率高达40毫瓦!可以连接市面上绝大多数适合随身听的高端HI-FI耳机。最新的高端数码播放器,如微软的ZUNE播放器,已经开始使用WM8978。4 s) G% ~! u( u0 |% y3 {1 {

* o- ~. X; ]) b) Z0 d# s主要参数:- R* \' J2 `' n2 K! H; B
0 D6 {5 S# M* O: x3 f  S8 R
数字模拟转换器信噪比:98db
# z% g) T6 y. o# f3 t$ W) g1 p总谐波失真: 0.013%/-84db(20毫瓦)' k, x( m% E/ w' c) V) I
代表产品:微软ZUNE' U0 Z/ E& ~8 b4 P3 C
音质特点:继承了WOLFSON中高音清晰明亮,解析度高的特点;由于输出功率大,动态范围更宽,声音舒展,能够放得开. z$ y9 l  m/ r! z. {
特色功能:HI-FI数字信号处理内核,40毫瓦大功率输出,录音电平自动控制(AGC)、麦克风偏置电路、硬件3D环绕立体声音效、5频段硬件音调音效,0.9瓦BTL功放
' K" b3 D! t  L7 a
8 Q: g5 v6 C2 _7 Z  2.德州仪器AIC23B
0 ]- I$ I9 s0 k. }! Q# x7 t. ~/ m" o9 r# _
  美国德州仪器公司是全球最大的手机芯片厂商之一,当然它也提供有音频DAC。在数码设备上用的比较多的一颗是AIC23B(全名TLV320AIC23B):创新的老款硬盘播放器,台电科技的第一代双核产品C150,都是采用这颗音频DAC。AIC23B没有明显的缺点和优点,声音温暖真实,是一款不错的产品。我们通过对比使用AIC23B的数码设备和使用欧胜WM8750的音频设备对比,可以得出这样的结论,欧胜的中高音解析度极高,能够忠实的还原声音,音质属于冷艳型,德州仪器的AIC23B属于温暖平实型,也很讨好耳朵,但由于失真较大的缘故,细节不如WM8750丰富。+ |9 p, S0 H* ~: j; r$ S3 e7 W" G
9 t  i( q* v! ?3 ~0 |3 A
主要参数:
# U2 y- T" L$ j, F5 u3 u) u$ r: o
数字模拟转换器信噪比:100db, c+ p. a7 m8 q$ T7 S- S4 I
总谐波失真:1%(20毫瓦)' x5 i8 y0 K1 r( t' _! o6 z
代表产品:台电C150,创新老款硬盘MP3
, T* v9 [. ^" K音质特点:温暖自然,解析度稍低% w# J. w- H) }
特色功能:无* O$ e; I3 |! j

- ]" m# d  J: j9 p" B! T+ y' n  3.飞利浦UPA1380
2 [, U. E0 t& C1 z
7 [  `3 h4 y8 A& b  模拟时代,飞利浦半导体公司在音频领域还是比较出名的,但是进入数字时代后,飞利浦的半导体业务重心转向手机芯片业务,所以在音频DAC这样的器件上动作较慢,在适用与数码播放器的音频DAC上,UDA1380是一个选择(也是5年前的产品,2002年发表)。当然这个数量是WOLFSON、德州仪器的丰富产品线比,显得有些寒酸。UDA1380的特点是低音的处理很好,中高音差。 这与设计取向有关,Philips的UDA1380设计时,应该是这种考虑了中低音的设计,这也是以牺牲中高音为代价的,为其它而WOLFSON、德州仪器则是以平衡为主要的设计指导思想。
$ k  ?/ X, E8 g' q$ y$ `& {9 d8 Z4 y9 X
: T, p0 H3 O$ p$ H; d* ~8 m3 ]$ r主要参数:
- S& \- f2 f! h1 {
  S0 Z& T. J5 u" o# n3 f  m数字模拟转换器信噪比:88db( C: v/ C' Y% y; Z) v$ o7 g
总谐波失真:-60db" X  L; K1 }8 V6 D) w' G) b) N
代表产品:艾利和H320、魅族M67 x, G' N( g8 K9 A- Y
音质特点:低音好,中高音差
5 i( W0 g3 E6 x. B特色功能:无
2 E. C5 E% I6 K5 }1 l' c) J3 Y; K6 x' _8 T
  4.CIRRUS的CS42L51  l/ n' }  |0 z9 b9 G9 [7 l
# p( R- m  s% o" _, w, y+ r
  如果不是IAUDIO 的u3开始采用这颗CODEC,估计CIRRUS的CS42L51还没有几个人会知道,CS42L51的特色非常鲜明,首先是输出功率大,16欧姆负载,每声道最高可输出44毫瓦功率;其次是价格便宜,批量采购价格实际不足1美金,使用这颗DAC还不需要输出电容,可以节省生产成本,真可谓是价格便宜量又足,虽然实际听感有音场比较混,失真较大的不足,但动态氛围很大,声音又响,很适合听轰隆隆的美式摇滚和朋克音乐。+ C! Q+ @; X4 q( M& ^7 Z# w

# w/ ?5 [" e3 U4 {主要参数:- i9 M/ y+ ]) Q; v, ]0 c. _8 c+ m

; c) @4 o/ e- e: m数字模拟转换器信噪比:98db
0 g$ z" U9 o0 z0 H- l; ?总谐波失真:-75db
; P) G' N8 j5 u, U) B) q; s* X代表产品:IAUDIO U3
9 Y: o" _$ Z: ], @  m. A% l! m" l音质特点:输出功率大,动态范围宽$ q0 d4 x$ I4 R. G, N1 h+ e1 K
特色功能:无
5 B' ^  O, x5 s& d8 O" y+ I4 D$ V# f" U3 B0 @
音频DAC剖析---解开HI-FI音质的秘密
% P; x  i1 n. k! X% Y* f2 F3 S; h
  u: L3 j3 u/ R. I( P+ r- U  综合对比与结论:# @) X/ G4 I4 X% B9 n+ p& `

  @+ O/ Y. ?2 e4 }0 `6 Y  市场上加入独立的音频DAC的产品已经逐渐多起来,无论是国外的IRIVER,IAUDIO,苹果,到国内的台电,MEIZU等等数码播放器,为了追求更高的音质,硬件的升级已经是大势所趋,对音频DAC有更多了解,相信会对大家选择自己心仪的主机,更有帮助!相信这篇文章会对大家选购适合自己的主机有用。! H  v; y  A/ M4 }; w
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