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测评|这份好,几乎让我词穷:dCS ROSSINI APEX DAC(上集) [复制链接]

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文章转载自《dCS帝希艾思》

论汽车,我们不能不提保时捷(Porsche);论手表,谁能忽略百达翡丽(Patek Philippe);论苏格兰威士忌,岂能忘记麦卡伦(Macallan);论High End音响的数字音源,dCS是最常被提起的。

从开发军用设备起家,缔造多项世界第一

dCS于1987年创立。不过,创立初时,他们并非一间音响公司,而是为英国军方提供电子软硬件的工程设计顾问服务。其经手过最重要的案例,就是参与搭载在可垂直起降的海猎鹰攻击机(Sea Harrier)上的Blue Vixen雷达系统的开发。除了在航空领域持续贡献技术,dCS也注意到民用的数字音源处理需求。1989 年,创办人Mike Story为从事录音工作的友人开发出专业用途的ADC,也是世上第一台24位元的模拟数字转换器dCS 900;随后,又推出世上第一台24位元的数字模拟转换器dCS 950。

而且,dCS所缔造的「世界第一」还不仅于此。世上第一台24bit/96kHz的ADC和DAC是他们做的,世上第一台24bit/192kHz的ADC和DAC也是他们做的,世上第一台PCM和DSD格式转换器是他们做的,世上第一台可升频至DSD规格的转盘也是他们做的。dCS不仅跨出了军事领域,更把录音室里最高规格的音质带到民用范畴。

独步武林的 Ring DAC®

说到dCS,最著名的就是他们家独步天下的解码架构 Ring DAC®。数字模拟转换器(DAC)是所有数字音源系统的核心,它的工作就是把数字信号转成模拟信号,才能让音箱或耳机转化成声能,使我们能听见音乐。dCS从他们还在研究雷达系统时,就开始采用 Ring架构的转换器,这个特殊的架构,具有极低的噪音、失真与时基误差,却有着极高的频宽;因此,用于航天与军事用途时好用,用于录音工程也好用,用于家用音响的数字模拟转换更带来近乎完美的效果。

dCS认为传统的R-2R Ladder DAC的分压式解码架构,可能因为零件误差、或热误差而造成非理想的分压结果。dCS的解决方案,就叫做Ring DAC®。Ring DAC®使用5-bit的调变器(modulator),经过升频为 706.8kHz或768kHz的数字音源经过5-bit调变器,转换成2.822 mHz或6.14 mHz的信号。经过FPGA芯片构成的Mapper,这个Mapper根据高精度算法,决定哪个电流源需要开或关,以产生正确的信号。这些电流源的执行,则是一组一组的锁存器(latch)和电阻所构成,负责执行高速的开关动作,控制等量的电流源通过。

听起来,Ring DAC®和Ladder DAC很像,都靠电阻开关来分压。但Ring DAC®多了一道手续,就是透过5-bit调变器和FPGA的Mapper,让依序产生的的电流源数值经过运算放大器(operational amplifier)求和后平均。如此一来,即便会有温度、元件带来的误差,经过求和后平均的每一位元资料,误差都会被稀释到最小。

这个Ring DAC®的原理,原厂用一张图、几段文字就交代完了。可是,dCS可是历经了三十多年不断淬炼演进,从军用设备到音源设备,从专业器材到家用音响。Ring DAC®就像他们的本门内功,持续修练下,早已炉火纯青。不只Ring DAC®的Mapper,FPGA芯片更在dCS的器材上被广泛使用。dCS自行撰写程序,以进行音源处理、I/O编码解码、升频采样、滤波、音量调节、用户界面和记忆等功能。因为这些诸多功能都配置在可程序化的FPGA芯片上,就让dCS的工程师不受到固定芯片的限制,系统性能可透过软件来更新、强化并演进。

APEX世代降临,将Ring DAC®推向新巅峰

现行的dCS型号上加注了一个「APEX」字样,这是 Ring DAC®的最新世代。就如该名称的字面意义——「巅峰」、「顶尖」,dCS认为这是他们三十多年来所做过最好的Ring DAC®。这次大幅度升级,要回溯到 2017年。当年,dCS提出一个新的Ring DAC Mapping 算法,让用户可根据自己的聆听偏好来调整声音走向。有了这次重大升级后,dCS野心更大,"怎么做,可以让Ring DAC®变得更好?"2017年的升级是全软件面的,2021年,产品开发总监Chris Hales决定要从硬件下手。经过重新设计Ring DAC®和模拟放大线路,Ring DAC APEX应运而生,并于2022年正式发表。

APEX Ring DAC的五大改良:

一、Ring DAC APEX更改了DAC供电的参考电源,进而降低输出阻抗。

二、强化了Ring DAC®的滤波、求和(summing)和输出级。

三、增进了求和级(summing stages)的对称性。

四、重新设计Ring DAC®的输出级。

五、将Ring DAC®的主线路板进行重新配置。

修改Ring DAC®参考电源至关重要

列在第一项的「修改Ring DAC®参考电源」最为重要。Chris解释道,Ring DAC®的参考电源能够直接影响声音。在整个电气系统中,外部信号(如噪声)会干扰参考电压,而Ring DAC®在本质上是一个「乘法 DAC」,是藉由参考电压乘以DAC所解码的数值而来的。因此,参考电源的任何内容,不管是自身的周波或噪声,都会直接耦合到输出。理想上,参考电源应该只有纯粹的直流电压,不含任何交流成分或噪音。那要怎么做才能让参考电源更纯粹干净?那就是降低参考电源的阻抗,若其阻抗越低,干扰的信号就越不容易耦合进来。

降低电源阻抗还有一个好处,就是让电压变动极小化。Chris用一把平放在桌上的尺作比喻,来说明这件事。如果这是一把很薄的铁尺,我们只要按压一下就能改变它的形状,翘起它的一端来拾起它。如果这是一把很厚的木尺,我们怎么按压它,也很难改变它的形状并拿起它来。有弹性的尺代表的就是高输出阻抗,缺少弹性、很硬的尺,就是低输出阻抗;前者很容易改变电压,后者则否。Ring DAC所接收的信号,会产生电压变动,这个变动就象是我们施加在尺上的力道。如果尺很有弹性,也就是输出阻抗很高,那么参考电压就很容易变动。根据信号而造成参考电压的变动,乃与参考电源的阻抗成比例——阻抗越低,变动越小。基于上述两点,他们修改了Ring DAC APEX 的参考电源,降低了输出阻抗。

输出级再造,让dCS的APEX Ring DAC配谁都好听

再往下走,就会看到Ring DAC®的求和级和输出级。Ring DAC®的输出级其实可以视为Ring DAC®所产生之模拟信号的缓冲。dCS Ring DAC®的模拟板包括了数字级和模拟级。数字级取得来自dCS数字处理平台的资料,然后将之送入Mapper进行Mapping,再来就分给48组锁存器处理。经过锁存器输出的电流会进入由运算放大器构成的求和级,并在导入输出级进缓冲之前,在求和级对输出进行高频滤波。这个路径我们在前面已经提过。在新的Ring DAC APEX上,dCS的工程师优化了求和级,同时还改进了输出级。

原厂重新设计了Ring DAC APEX的输出级。dCS工程师认为,他们能顾到的,最多就是dCS机器内部的信号,一但信号输出了,经过导线、传到前级扩大机时,会发生什么事情,他们一概无法控制。所以,他们所要做的,就是尽可能降低对这些不稳定因素的敏感度。

线材本身就具有一定的电容、电阻和电感,每款线材的容抗、阻抗、感抗都不一样。同样的,前级的输入级都会有电容和电阻,而前级输入级的电容,可能会带来电流损耗,造成高频衰减。作为前端器材的 dCS,就需要让输出级输出足够的电流,来驱动负载端的电容。同样的,输入级的电阻如果阻值低,也很容易变动,这就需要有足够的电流来驱动。新的Ring DAC APEX输出级拥有更高的输出电流,进而增加了对后端器材和线材的适应性,让dCS的器材更好搭配。

更新了模拟线路,并重新布局线路拓朴

其他dCS对Ring DAC APEX的硬件更新,还包括更换了Ring DAC®模拟放大线路上的晶体管,并且重新布局Ring DAC®上的元件。一台好的DAC,模拟线路的设计与数字设计同等重要。dCS使用复合式放大拓扑,就是以两组运算放大器串叠,以构成一个完整的放大级。输入级和输出级的运算放大器各不相同,他们选择适合用在该处的运算放大器,以求得最佳的放大效果。dCS 表示,他们的复合式放大拓扑可以带来更高的增益,并更能利用反馈来改善线性问题,结果便造就了极低的谐波失真、极低的噪音,以及绝佳的综合表现。同时,他们也很重视PCB上的线路布局,因为元件之间可能会互相影响;他们开发雷达和广播系统时就有很多这方面的经验。如此一来,Ring DAC APEX更安静,且线性度提升了12dB。Chris表示,即使他们已经可以把谐波失真压到-110dB、-120dB的水平,这依旧是个非常有意义的进步。

为了量出确切数值,自行开发测量设备

以上所说的,就是dCS针对自家Ring DAC APEX所做的各方面进化。Chris说他们总会定期检视自家的Ring DAC®,看看哪里可以改进。但是,dCS的Ring DAC®已经够好了,好到一个程度,很多数值在传统的量测设备上查不出问题。甚至有的测量设备还会导入噪声或失真,例如当他们在测量谐波时,测量设备自身的二次谐波却恰好与所要测量的二次谐波相抵销,结果就会造成误判。为此,他们只好自己设计规格更高的客制化工具和设备,好能更精确地测量系统各方面的性能。而当这些方面的真实性能被发现并被适当调整,就会带来意想不到的进步。什么是求好心切?这就是求好心切。真要求好,就不要想太多成本的事。所以,Ring DAC®是很好,但dCS就是有办法超越自我,达到更高的「APEX」。

原厂提供付费升级方案

当然,购买最新的dCS产品,只要是装载有Ring DAC®的器材,都是最新的Ring DAC APEX。如果是旧款的VIVALDI DAC、VIVALDI One、ROSSINI播放器、ROSSINI DAC、BARTÓK DAC用户,可向代理商咨询APEX版本的付费升级流程。软件升级很简单,就跟我们的手机操作系统升级一样——下载、更新、重开机——就好了。可是,这次的Ring DAC APEX升级是硬件层面的,得透过专业人员更换新的线路板。

VIVALDI的精华版就是ROSSINI

这次听的是ROSSINI APEX DAC,是dCS的中阶产品。dCS以高阶系列VIVALDI(过去曾是旗舰,当推出VARÈSE后,VIVALDI就退位了),经过一番浓缩简化后,造就了ROSSINI系列。ROSSINI系列有一台内建DAC的CD播放器、一台纯转盘、一台DAC以及一台主时钟。如果你追求简单的系统,买一台播放器即可,不仅可以播放CD,解码、串流也都搞定了。如果你够讲究,那就可选纯转盘配DAC的组合,这台转盘还是 CD/SACD 转盘,规格直追VIVALDI。

输入、输出接口配备完整

ROSSINI APEX DAC的连接接口配备完整。在数字输入方面,有三组S/PDIF,同轴、BNC、光纤各一;两组AES输入,可单独使用,亦可使用双AES传输;USB type A和type B各一,另有RJ45网络输入,常见的数字输入界面,包括供作串流使用的界面,都备齐了。其中以网络输入、USB输入,以及双AES输入所支援的取样率最高,可达24bit/ 384kHz和DSD128。模拟输出方面,则备有RCA和XLR各一组。下排还有三个用于连接主时钟的BNC接口。

声音要精进,就外接主时钟

三组专为连接主时钟的BNC,两组输入、一组输出。dCS一直努力跟市场科普「添加时钟」的事。一台数字器材里面一定要有时钟,才能让系统知道何时要处理何种数字信号。如果有多件数字器材,就需要有一台外接时钟让各个数字器材同步运作;并且,使用外接主时钟,可以让敏感的时钟电路与机器内的其他电路隔离,这样就不会受到电磁、电源、震动等干扰。因此,不管是用多件数字器材,或者单一数字器材,外接时钟都有帮助。dCS对于主时钟的信仰,就连入门的 LINA系列都有一台主时钟;作为自成一个系列的 ROSSINI,当然也有系列款主时钟,不过这次时钟没有跟着一起来。

最好的造工,最佳的质感

dCS以航天级铝合金打造的机箱,以厚实的铝合金板材组装而成。强固的机箱不仅有良好的避震与隔离效果,精细的外观处理也展现出机器本身不俗的质感。ROSSINI APEX系列的做工,比上一阶的VIVALDI要简单一点,没有霸气的交错立体线条,但同样精致。前面板上方切出的几道纹路,象是一道流动的五线谱,在光线映照下呈现出波纹推进的动态感。显示屏位于前面板左侧,除开dCS品牌的标志,其实真正的显示屏并不大。显示屏上的字体秀气,以图示配合简单的文字,让有限的荧幕空间也能呈现充分的信息。

完整、可信的重播能力,就在拔除了所有数字感之后

我在U-Audio试听室试听ROSSINI APEX DAC,搭配音箱是Wilson Audio Alexia V。

ROSSINI APEX DAC总能很清楚地解析出声音的质地,细节的描述完整且可信。因为信息完整,所以声音听起来尤其鲜活,我特别激赏它对细部的描绘,例如在音色上的微妙变化,或者是微动态的展现。在聆听ROSSINI APEX DAC时,往往可以在乐曲当中觉察到新意。这并不是指音乐有了什么新的风貌,或者染上了什么特殊的颜色,反而它很忠实地还原了音乐的本色与本质,只不过,一些在别的DAC上表现不出来或不够清楚的信息,在ROSSINI APEX DAC上却听见了。所以我才说它的描绘完整且可信;因为完整,所以可信。

再者,它的声音有着绵密、浓郁、坚实的质地,提供了清楚、明确且有实存感的音像。这样的声音,也让原本被认为声音虚浮、松散、毛躁的数字串流,听起来并不如那些刻板印象,反而富有模拟感。

总代理

昇和影音集团

Richcom Audio Video Group

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