除ESS和AKM外其它公司音频DAC解码芯片介绍
本系列文间旨在介绍各大家的DAC芯片、参数指标等,并尽量介绍其声音特点,希望大家喜欢。
需要注意的是,唯芯片论不管是发烧友中还是非烧友中都是普遍存在的。但实际上,DAC芯片只是决定音质关键因素之一,而非唯一因素,甚至可以说不是最重要的因素。周边电路设计、时钟精度,模拟电路设计,元器件选择及电源处理,对最终音频设备的声音起到至关重要的作用。请读者必须清楚这一点!很多以前牛逼的解码器材现在仍然牛逼,它们差的不过是支持的格式的不足而非声音。现在很多解码用了比以前好得多的芯片,声音一样很烂,究其原因也很简单,水桶效应而已。周边电路和元件选择,模拟电路才是决定性的!
d/a数字/模拟转换器大致可以粗分为两大主流:一是多bit,另一个则是1bit。以发展时间的长短来说,多bit是在cd唱盘问世时就出现的,而第一代的 1bit产品则是约在1990代初期才在市场上出现。多bit和1bit以结构上分析到底孰优孰劣?举例来说,一串用细绳穿起来的珠链。我们用两种方法将细绳上的珠子取下来,第一种方法是:分若干次取,每次取下固定数量的珠子;第二种方法是:有多少颗珠子就取多少次,每次只取一个珠子。实际上,第一种方法就相当于多比特方式,只有接收到全部16位数码后,才进行一次解码处理。第二种方法就相当于单比特方式,一个数码位一个数码位、连续不停地解码处理。就多bit而言,它的优点是没有所谓的再量化的过程,因此噪音较低;除此之外,亦有较佳的动态表现。但传统的多bit在low level的情况有非线性失真人及过零失真(zero cross)的问题,若想克服需要使用非常复杂的电路结构,这就造成了多bit dac晶片在追求高品质的目标下,同时也要负担高昂的代价。相对地以1 bitdac它的优点是先天上就不存在过零失真的问题,类比波形的线性良好,再则生产成本较低,这就是市场上中低价位的cd player大量使用1 bit dac的原因。然而1 bit dac需要更高的频率的clock,以及它在“再量化”的过程中会造成若干讯息失落,这也是它挤身hi-end器材困难的原因。
本系列前两篇文章中已经介绍了目前主流的两家解码公司及产品了(ESS和AKM),这篇文章中介绍其它的一些芯片公司及产品。
其实除了这些外,还有一种特殊的解码方式,即R2R分立元件的解码方式,采用这种方式全球公司非常的少,著名的英国dCS和国内的Holo Audio就是其中代表性的两家。本系列文章将在下一篇中讲到他们及相关产品。
一、多bit芯片介绍
1、Burr Brown(布尔 布朗)
PCM1704是1999年2月推出的产品, 以今天不断发展的眼光来看略微显得有些落后,尤其是它的取样频率只有96kHz。Burr Brown公司于今年4月29日推出了可以取代PCM1704地位的新一代DAC芯片PCM1738。其采用先进程序段(Advanced Segment)芯片架构设计,此结构可以取得更高的动态范围和时基抖晃的容差。 虽然信噪比略微降低至117dB, 但动态范围却加宽至117dB, 总谐波失真和噪声也降低到0.0004%(-107.96 dB),取样频率范围是10~200kHz 。PCM1738可以通过光纤界面另外连接数字滤波器和对应SACD的DSD解码器,同时其内置8倍过取样数字滤波器、数字补偿、数字去加重和软静噪。它的全比例输出电压为2.2Vrms,微分电流输出为±2.48mA。这是一块专为多声道放大器设计的DAC芯片。
除此外,一些老掉牙的BB芯片仍然有时会出现,如20BIT的PCM63,这应该是BB公司最为经典的DAC芯片了,有着优异的性能指标和 不错的听感。在以前的很多高档机上总是见其身影。
20BIT的PCM1702,这个是BB公司用来替代PCM63的产品。有着比PCM63更好的性能指标,但不知是什么原因,很多人是宁愿喜欢PCM63的声音而不大愿意接受PCM1702的声音,估计可能是PCM63比PCM1702更容易得到厚暖的声音。
PCM1702和PCM63和PCM1704 都采用了BB公司独有的COLINEAR结构,它在每一个声道使用了两个的19bit的DAC分别负责正负半周的讯号,再将DAC的电流输出部分合2为一,这个结构不但有着多Bit DAC的高动态特性,更成功解决了在一般多Bit DAC上所出现的过零失真的问题,使输出的线性获得改善。
BB公司大部分的DAC芯片通常分为三级,分别是:标准型的P后缀,较高级的PJ后缀,高等级的PK后缀,内部结构完全一样,在性能上略有不同。
PCM1792:1794和1792的技术指标,性能,脚位,都是一模一样的。他们区别在于,1794支持硬件控制,1792支持软件控制。由于1792设计还需要加一个软件写入,保修代换都比较麻烦,所以一般HIFI设计人员都更喜欢用1794或1704。结果1794的销售量是1792的好几倍,用的厂家多,周边电路设计更成熟。
PCM1794:继1704后新出来的芯片,性能指标公认的世界第一(当时)。细节,动态,解析力和1704一样无可挑剔,也有相当不错的音乐味道,声音效果和PCM1704几乎一模一样。是属于,宽松大气,举重若轻,非常轻松悠闲,低音动态表现也非常到位,听感轻松,能静能动类型。就是价格比较贵,需要更复杂的配套线路,才能达到最高最强的效果。听过好的1704/1794后,声音很难忘怀。国外很多用1704/1794,作为核心,做出万元以上的解码器比比皆是。更有甚者,采用2并联或2差分+2并联(一共4个),作为解码,这样它的动态也可以大1倍,电流驱动能力强1倍,以达到极高效果。声音也更厚实。
PCM1798:1794,1792,1798是3兄弟,PCM1798是1794/1792的简化版,性价比高一些。
PCM1793:按照PCM的定位,比1798还要低2档,也属于做性价比的产品,不过周围配套电路简单。
PCM系列芯片效果极佳,但对设计者功力要求极高,设计不好也很容易出恶声,如果要买DIY圈的作品不建议选择这个。
2、ADI公司的AD1862
这是Analong Devices公司所生产的20BIT DAC芯片,AD1862的讯号/杂音比非常优良,在外接二个旁路电容的状态下,讯号/杂音比可以高达119dB,而20BIT的分辨率也使它有120dB的动态范围,典型的应用就是DENON的DG2560了。在此要说明一点,某些半导体厂商在较高级的晶片出厂之前,将成品进行测试并就其性能分类,因此即使是同一品牌、同一编号的dac,在性能和价格上还有分别。AD1862分成AD1862N 和AD1862N-J两个等级。
ad1862的外观是16pin的塑胶dip包装,电路结构大致由三个部分所构成。串列讯号输至一个20bit的解码部分转化成并列讯号传送到20bitdac,将数位讯号转换成类比电流讯号输出,另有一组参考电压源供应给20bit dac部分。
它除了使用在数位音响之外,亦使用在电子合成乐器、专业录音的数位混音器及各种效果器上,应用的范围相当广泛。
TDA1541虽然是16BIT的,但效果超一流,中音温暖迷人,音乐味道浓郁。属于温暖甜美类型,适合中小编制古典和人声。
4、SANYO的LC7881和LC78820,LC7881是16BIT的,而LC78820则为18BIT,以前的一代平价 CD机CEC891使用的DAC芯片就是LC78820。而LC7881则多数使用在平价机中,其性能没有 PCM56好。
到多BIT的DAC芯片,还有一个是不得不提的,就是ULTRA ANALOG公司的D20400A,有着 良好的性能指标和听感以一身的20BIT的DAC芯片,当年只有在高价的器材中才可见其身影。
现在的DAC芯片生产阵营可是比多BIT的强大得多了。计有PHILIPS的比特流技术,松下的 MASH,CS公司的DELTA SIGMA,SONY的PULSE,还有日本AK和NPC。
二、1bit的芯片介绍
1、philips saa7350
saa7350是飞利浦公司生产的1 bit dac,每一片saa7350可以提供两声道的平衡输出。
当它与20bit八倍超取样的数位滤波器连接,左右声道的数位讯号经输入介面送进杂讯整形滤波器,出来成为1 bit 讯号,再进入由cmos闸和电容组成的1 bit d/a将1 bit 讯号变成连续讯号,最后透过类比低通滤波器输出。
philips的dac7解码模组中就有使用到saa7350,实际上该说它只用了saa7350的前半总再加上两枚tda1547 1bit converter,tda1547的功能大致相当于saa7350的杂讯整形滤波器输出的1 bit讯号,然后经过tda1547的1 bit d/a至积分线路,再经由低通滤波器输出由saa7350+tda1547再加上npc的sm5803和其他周边元件就是dac7数位模组,广泛地使用在飞利浦和其他厂牌的1 bit d/a系统中。
dac7的作法虽然仅将saa7350中的后半总另外使用,却使得类比部分免于受到数位部分的严重干扰,使线性更加完善,否则飞利浦也不会如此浪费去使用和saa7350类比部分功能重复的tda1547晶片。
在2000年12月, Crystal 公司推出了性能更为优越的DAC芯片CS43122,它采用了第2代的动态单元匹配技术,获得了高达122dB的动态范围。它的信噪比仍然是令人惊异的120dB,总谐波失真和噪声达到了-102dB,是当年性能最好的DAC芯片之一。
CS4397声音中性,音乐感染力好,解析力和动态都高于TDA1541,音乐味道高于AD1955,是介于1541和1955的风格中间。这特特性造就了声音比较厚实,高音最细腻,属于中性偏温暖类型的声音,声音甜美。大量名机选用,例如美国MBO的机器,参考线路多,设计成熟。
CS43122:比CS4397效果更好,音色稍有区别。为当年水晶公司的顶级款。不过芯片现在已经停产了。
3、ADI公司的AD1853
Analog(模拟器件)公司在DAC芯片领域也有一席之地, 1998年年底该公司推出了最顶级的DAC芯片AD1853。它是世界上第1片可以适应DVD Audio 192kHz取样频率且拥有多比特Delta Sigma解码功能的芯片。 其完全适应DVD Audio的全部格式,支持48kHz、96kHz、192kHz的取样频率,支持24bit的数据宽度,支持红皮书标准,内置速度为50 μs/15 μs数码去加重滤波器( 取样频率为32kHz、 44.1kHz和48kHz),并且它的截止通频带内补偿高达115dB。AD1853内含完美差分线性还原技术,可以大幅降低噪声。其内置数据非规律型定向技术, 可以将感染时基抖动 (Jitter)的可能性降之最低。 最优秀的是它的总谐波失真加噪声在单声道时为 -107dB, 立体声时为-104dB。 虽然过去两年多了, 但仍然没有任何DAC芯片拥有如此低的噪声和失真。AD1853在其他方面的性能也丝毫不差。 其A计权单声道不静音取样频率为 48kHz 情况时的信噪比为120dB, 立体声时为117dB; A计权单声道不静音取样频率为48kHz情况时动态范围为119dB,立体声时为116dB。单从数据上看,它也可以成为世界上最好的DAC芯片之一(同时也是数据规格最严格的厂家之一),并且将此记录保持了两年多。Analog后面推出比AD1873更高档的DAC即AD1955。
WM8741是Wolfson公司推出的代表产品,Wolfson是目前消费性电子市场高效能混合讯号芯片领导大厂,致力于设计和供应突破性产品,包括超低功耗和高效能的音讯元件、微机电麦克风、电源管理IC和噪音消除方案,构成完整的Wolfson AudioPlus产品组合,协助Wolfson目前客户数码消费性电子产品建立竞争优势,并实现全新终端使用者经验。
CS4398是一个完善的立体声24位/192千赫数字至模拟(D/A)转换系统。该D/A系统具有数字去重、0.5分贝步长音量控制、ATAPI声道混合、可选快速和慢速数字插补滤波器、以及一个采用失配定型技术电容错配消除失真的过采样多位Delta-Sigma调节器。该系统还配备一个多元素转换电容和带差分模拟输出的低通滤波器。表现的出来的声音:较为温暖细腻,富有情感,细节表现出色。CS4398是CS43122停产后推出的新的芯片,为现在水晶公司最高级别款。声音风格类同于CS43122,现在与CS4397一起并肩作战于DAC解码芯片市场。周围电路设计好了,动态决不逊色于PCM1704/1794等更高指标芯片。表现出来的声音:温暖细腻,大概是这几款顶级芯片里面最细腻的了,听唱歌非常好,富有情感,细节表现好,动态指标也非常高,柔中带刚。
最终总结:
在同样周边设计水平基本一样的条件下,DAC芯片音效,综合排名(实际声音表现跟电路关系巨大,仅供参考):
第1名:PCM1794/PCM1792/PCM1704。(目前世界第一效果的芯片,24BIT时代最好的芯片,价格也比下面几款贵了好几倍)
第2名:ESS9018/9028/9038(目前世界指标最高的芯片,支持到32位/500KHZ,1BIT的高速芯片,是BB公司强有力的竞争者)
第3名:CS43122/CS4398/CS4397/CS4396。(最好的CS43122停产了,否则也有能力和PCM1794来比美,可惜,现在能大量买到的只有CS4398了)
第4名:AKM4497/4490/4395,便宜又实惠的解码芯片,指标不高素质上有所欠缺但听感不错。其中4497可以排入第4,其余的只能排到第8名前面。
第5名:AD1955(由于AD1955发挥随设计水平变化很大)
第6名:WM8741(这芯片声音效果不比CS4398差,只不过兼容性逊色于CS4398)
第7名:PCM1702(20BIT时代的较好芯片之一)
第8名:TDA1541/TDA1547。(16BIT时代的最好的芯片。毕竟20年前的老黄忠了,16BIT的从指标来说就比24BIT的落后了1024倍。)