努力攀登HIFI顶峰——谈谈HIBIKI SDS 2025分立器件解码器
HIBIKI这个品牌我一直都很欣赏,不光是声音,还有电声技术上的认同,后来想了想,可能这就是理工科脑袋的奇妙共鸣吧。他家的宣传一向非常硬核,除了“支持试听”这一点大家都能看懂之外,剩下的都是些不好理解的电声设计内容,比如对解码构架、时钟性能的具体解释,这就和很多科学HIFI爱好者想看的东西不一样,来点简单直接的THD+N多好,虽然没什么大用,但哪怕是外行也能掰扯一下谐波失真,别的不会,数数肯定都会嘛。
而且在技术上,SDS这款解码器(全名挺长的——String Decoding System Remastered Edition 2025,简单说就是——2025年重新设计修改的新版,以下简称为SDS2025)十分与众不同,它的解码转换核心是——5bit分立电阻网络。这更麻烦了,因为很多玩家的认知实在过于“简单”,看到电阻网络第一反应就是R-2R,然后开始纠结——用的啥电阻呢?一些国外名机,比如Total DAC就非常好的把握了玩家的心理,直接安排上金属箔电阻,还是直插款,看着特别明显,然后大家心里就舒服了。至于SDS2025采用的ROGERS RO4350B特殊材料高频PCB,这种设计用料细节,不好意思,大多数玩家都不熟,兴许还以为是刷了一层白色阻焊剂呢(类似问题还有个笑话——比如讨论dCS Ring DAC构架到底是不是R-2R?这不废话吗,但凡看懂一点技术都知道它不是啊)
HIBIKI是典型的硬核技术流厂商,但尴尬的是有些东西无法直观看到,比如数字算法
背板设计相当朴素,也算是解码器的通用布局
配件很简单,USB线+电源线+说明书,记得安装专属USB驱动
内部布局相当紧凑,同时又很科学,信号流程一目了然
当然,这里我并不是想“教育”谁,也没这个资格,但我觉得可以深入的谈一谈解码器到底是怎么回事,技术概念虽然抽象,但不同技术对听感的影响还是有一定共识的。HIBIKI的产品我以前写过几个,也都遵从了这个思路,虽然对声音的探讨并不多(也没法说太多,音响系统它是一个系统,很多人觉得系统搭配的说法比较扯淡,但HIFI真就不是1+1=2的事),但我明确给出了一些对比的重点和方法(还有云试听,虽然辨识度肯定不如直接听真机),由于时钟和界面都没法直接出声,所以谈厂商审美倾向就有点空洞了,但优秀设计带来的正面效果并不难分辨。而今天我们谈的是解码器,问题就好办了,咱们来个三步走,先拆开看看它是怎么做的,然后进行电声测试,其中聊聊我的主观感受和认知。
咱们从前往后拆,首先是数字音频输入
信号送入XILINX SPARTAN-6进行初步处理,这颗芯片就是很多厂商宣传的大规模FPGA
右侧三个小模块是时钟锁相环,也经由主板上的FPGA处理和分配
双单声道结构,两个独立模块,上面又各自用了一颗FPGA,核心数字算法就在其中
模拟输出级采用分立晶体管搭建,在数字算法的配合下,测试参数很优秀
整机供电方案为工频电源,两颗定制变压器,上方有钢制屏蔽罩
主滤波电容为高品质的MUNDORF/蒙多福,后面跟随多组二级稳压
厂商给出的机器构架简介图,和我刚才的实物照片可以一一对应
没看明白不要紧,后面会详细解释,这里先说明一下——为什么热衷讨论技术设计,其实它反映的是对细节的追求(或者说对极致的追求,和声音素质不是一回事),而在高品质HIFI重放中,大多数玩家追求的也是这个。比如通常被认为是高度赞扬的评价词——鲜活,它就是用丰富的信息填充整个声场空间,音色既真实又丰富。对应到音乐当中,比如小提琴重放要求具有“松香味”,怎么理解?其实就是弓弦摩擦的质感、名琴特殊的音色、再加上大师举重若轻挥洒自如的演奏。但有的设备放出来听着就像三合板做的玩具乐器一样,共鸣是没有的,泛音也少得可怜,声音余韵莫名其妙的缺了一截,又干巴又单调,录音还是那个录音,但重放过程中微弱的细节没有了。
这个说法很具体了吧,如果你和我一样听了SDS2025,感受会更明显,音乐整体上是很放松的,舒展从容,但在细节展现上又是扎实细腻的。咱们总说HIFI是高保真,其实这个说法有问题,从选择听唱片开始,它就保不了真,最起码和现场体验不一样,优秀的解码器是从另一个角度实现保真这件事的,它给你构建了一个血肉丰满、层次鲜明、多维度的音乐场景,所以才有“沉浸感”这个说法,但如何实现它,每家都不一样,甚至每个产品都不一样,比如HIBIKI的时钟,提供了精细又大气的结像(有点像HD800的感觉,上帝视角,从一个宏观的角度展现音乐),但SDS2025的关键词就是鲜活了,大气的同时强调灵动的气质,着重展现音乐性的一面。
讨论听感其实是最简单的,抓住几个核心特质很容易感受到他们的区别,而要说明白这种音乐品质是怎么做出来就很难,它涉及到一个问题——现代解码器的核心。别看我说了半天硬件,有关系,但不是最主要的,SDS2025的特色是自主编写的多种算法,偏偏肉眼又看不到,那就在后面的介绍中结合每一个信号流程单独说吧。既然我的评价很高,接下来的问题就特别好猜了,参数咋样啊?这里我想反问一句——希望从参数上看出什么呢?用THD+N来推断声音特性?先不说人耳可分辨的失真是什么数量级的,我测过的各类设备并不少,却愣是没学会这个看图猜谜的游戏,当然,作为技术流厂商,SDS2025在这方面也是无所畏惧的,下面是我实测的失真与底噪。
THD+N测试结果,注意看横坐标,我特意测试到48K Hz,音频带外同样十分“干净”
A计权底噪不超过6μV
作为分立构架解码器,这个性能肯定是没说的。其实这种设计一直是费力不讨好的,讲极限,小尾巴中常见,看起来特别不值钱的CS43198都能做出更高的参数,而且为了听感,SDS2025还特意用了个同样不以参数见长的分立器件模拟输出级。但在对电声技术有了解的玩家眼中,大概能知道它们追求的是什么,冰冷到甚至冷峻的现代声?显然不是,而且这并不是单纯的说音色问题,敢上市销售且有玩家讨论的量产机器,肯定不会出现频段缺失之类的明显问题,但在音乐神韵的表现力上,却有明显的高下之分。有些东西的声音真的太机械了,细节很不错,甚至可以说细节相当丰富,但是一股脑的堆在那里,都不是说有没有层次的问题了,压根就没有主次,确实很还原,但是不是有点太“还原”了?
深入一点来讲,这就是厂商软件实力不行的结果,只能用芯片厂商预设提供的东西,然后大家做出来的声音都差不多,甚至还衍生出一些说法,比如用AKM解码芯片声音风格如何如何,也没错啊,听着和厂商开发板一个动静。HIBIKI放弃了成品方案,就是为了实现真正的“软硬件相结合”,将现代数字算法的优势体现出来。除此之外,为了实现艺术审美他们也用了一些大家都能看到的“魔法器件”,比如MUNDORF/蒙多福滤波电容,AudioNote退耦电容(Coilcraft数字变压器和ROGERS高频电路板倒是不会被看做魔法,有种说法“PCB是最大的元器件”,尤其是在高频数字电路中,影响很大,不过由于成本相当高,不是每个厂商都舍得的)。
4层ROGERS RO4350B特殊材料PCB,表面沉金处理,每个模块上还有两颗AudioNote电容
硬件讨论和介绍,通常说到这份上也就差不多了,拆也拆了,测也测了,都没什么可挑剔的,但对于SDS2025来说还不够,有一些不容易注意到的地方才是精髓。
解码器说简单其实也很简单,通常可以分为三部分——1.DIR数字信号接收,2.D/A转换,3.模拟输出。图片上可以看到SDS2025支持6组数字输入,既要接收信号,又要切换信号,怎么做?最简单也是最常见的办法就是用成品芯片,本身支持多组输入,通过主控切一下就完事了,但还记得我们在讨论界面的那篇文章中说的吗?能响和好听是两回事,这里面有几个细节,比如SDS2025给同轴数字信号加装了高性能数字变压器,可以有效解决共地干扰的问题(当然,代价就是成本,Coilcraft的东西可从来都不便宜)。然后再来一个数字驱动电路,说是驱动其实不太准确,更多地是对数字信号进行整形和电平转换,在这个过程中还能有效降低共模点评误差带来的时基抖动。划重点啊,jitter是个相当复杂的问题,机内时钟当然占了大头,但如果觉得只靠时钟就能解决全部问题,那就想得太简单了(USB和I2S的处理方式略有差异,前者用了电磁隔离/Glvanic Isolation,后者为了保证稳定识别没有做过多处理)。数字信号的切换是在FPGA内部进行的,这个谈不上高科技,但理念很好,对信号流进行统一的控制,而且HIBIKI做了一个特殊的设计,他们称之为——hysteresis磁滞回路,因为SPDIF等数字传输是单向发射,有校验机制,但没有重新传输的功能,这种处理也可以降低误触发的问题,而且同样有利于做到超低时基抖动。
就这么一个简单的数字信号接收,写了上百字,好像是有点啰嗦了,能听出来吗?还真能,SDS2025着力优化信号流的每一个细节,然后就能保存更多地音乐内容,器乐的形体感就特别鲜明饱满,而且没有含糊的地方,比如大提琴。它特别有意思,琴箱很大,共鸣自然也多,而木头琴箱的震颤感是一个非常难形容但听过都知道的东西,有层次、有细节,偏偏又是个低频信号,很容易被环境混响盖过去,能不能展现出其中微妙的差异?这才是真细节、真密度,而且以此构建的器乐定位、形体感也都很清晰,舞台场面一下子就出来了。
FPGA/CPLD/DSP的广泛应用是现代高性能解码器的共同特点
第二步是数模转换,它的内涵也相当丰富,由于现在大多是用成品D/A芯片做的机器,所以看着好像没什么东西,然后还把这玩意玩成了数字游戏,清一色的32bits 768KHz,甭管实际解码精度有多高,反正先这么写肯定没毛病。这里就有个乐子,一方面很多厂商总在追求新款解码芯片,然后动不动就重新定义了啥啥啥,但另一方面,高阶机器却往往爱用一些看起来比较老,但应用非常灵活有厂商发挥空间的解码芯片,比如AD1955,原因很简单,厂商对自己的数字技术越自信,就越想摆脱成品芯片的限制,其中最极致的选择,就是自行搭建分立器件解码核心。SDS2025采用了5bit设计,属于Multi-bits构架的一种,信号流大概是这样的,首先进入PCM和DSD各自独立的大容量RAM FIFO数据池,确保不同类型的数据不会互相覆盖导致破音等问题,然后就是各种算法的应用空间了。
这里可以简单解释一下算法的具体内容,我也是深入了解之后才发现HIBIKI有很多独到之处,比如“频响补偿”,过去这个问题通常在模拟端解决,但模拟器件本身也有缺陷和不足(晶体管的缺陷还是随机的),理论上“绝对平直”的电路实际做出来不是那样。SDS2025的办法是进行多点采样(1000个点),然后对其进行1/2fs带内修正(奈奎斯特采样定律知道吧,比如192K Hz采样率,理论上可以完美重放96K Hz的信号,这就叫1/2fs),修正后得到一串线性相位FIR参数,然后将其加入到升频算法中,从而获得音频带±0.02dB的平直响应。
再比如最核心的“升频算法”,我知道肯定有NOS玩法的拥护者,那个是“原始”的R-2R构架才能用的,而且有很多问题,量化噪声怎么办?过零失真怎么办?最重要的是——我想了好久才明白,他们真正反对的其实是“Sigma-Delta调制”,感觉好像是“把音乐信号切碎了”,显然这又是一个直观感性认知的错误,压根不是一回事。SDS2025采用了三段式升频算法,说到这又感到意外了吧?怎么还得分三次?之前我介绍过这个问题,比如SAA7320的流程图,也是多段处理的,到了SDS2025我专门问了一下厂商,希望搞明白到底是怎么回事。下面这段话是援引厂商给出的解释。
解码芯片并不是一个“黑盒子”,厂商其实给出了技术细节,只是大多数人看不懂
具体内容是这样的——“SDS2025采用了全新设计的三段式升频算法,在通过大量聆听和电声测试对比后发现其有助于提升声音表现,单次SRC算法通常意味着更高的噪声。HIBIKI采用了三段式升频设计,1x→2x,2x→4x,4x→8x,最终升频到384K Hz,该采样率下,根据奈奎斯特采样定律,理论重放频率可以达到192K Hz,对于任何HIFI音响系统都是足够的。反复试听对比后最终搭载了一套线性相位FIR算法,力求重现接近音乐厅前排的高品质重放。”
这段话咋说呢,我也谈不上彻底理解,但有一点是很明确的——升频算法不等于简单的“插帧”,这里还是展示一张图吧。它是一种相当难理解的数学运算,乘法器是基本构成单元,也用它进行大量的数学运算。影响其性能(也包括最后的听感)的关键是“系数”,它会决定滤波器的准确度和阻带衰减,用技术书籍中的说法“一个具有293抽头和22bit系数的滤波器,通带平坦度将达到±0.00001dB,阻带衰减将大于120dB”。
过采样数字滤波器典型构架图
当然,上图只是一个例子,SDS2025具体怎么写的算法,是厂商的不传之秘和核心技术。高级解码在这上面都下了很大的功夫,比如前几年出镜率较高的Bricasti M1附带了十多种可选的滤波器,dCS Vivaldi DAC的2.0版本,硬件一点没变,多出了三种可切换的“MAP”,本质还是软件算法上的东西。而HIBIKI是很有自信的,上面那段话总结一下其实就是一句——SDS2025搭载了一套自主研发的、兼顾电声性能和主观听感的升频算法,不用纠结,就是它,听就完事了。至于听什么,那就是我要说的东西了,比如很多机器“假细节”的问题,频段不均衡、能量分布偏科的问题,声音不够连贯细腻的问题,这就和我刚才介绍的技术内容对应上了。在数字技术的加持下,SDS2025不仅在宏观层面上是均衡饱满大气的,微观细节上也同样面面俱到,所以听起来才更有“深度”,不同的乐器、不同的频段,却都具有丰富的表现力。
接下来是Sigma-Delta调制器,使用了6阶32bit调制器,多阶调制的好处是——每一阶都是对原始数据和输出残差比较后的重新计算修正,累加器精度达到了57bit,最后量化成5bit取出。这也是现在D/A芯片的主流发展方向,比如AK4191,很多朋友没搞清楚这玩意到底是干什么用的,它就是典型的“数字滤波器+Sigma-Delta调制器”。SDS2025用FPGA来实现这件事,显然要灵活的多,而且可以针对性的调整,比如2025版升级了什么?在Sigma-Delta调制器上就很明显,从4阶调制器升级到6阶调制器,不仅测试参数更优秀了,而且细节表现更进一步,更好地调和厂商审美与HIFI主流诉求(换句话说,绝对不糊,其实上一代我也没觉得怎么糊,但2025版的细节确实更加鲜明深邃)。
转换器的核心是电阻网络了,这玩意我看着也迷糊,R-2R、1bit、Multi-bits是三个构架,但长的样子都差不多,SDS2025采用了36code,比一般的5bit还多了4code(5bit也就是2的五次方,即32,多的用于数据冗余,高电平下保证较好的线性度)。这种开关网络无论是哪一种构架,都有一些类似的问题,比如开关噪声和非线性失真,当然,最为大家熟知的就是“过零失真”了,传统处理方法是MSB校准,SDS2025给了个不一样的方案,首先是排布方式,其次是引入二阶Dynamic Element Matching算法。别问我是什么意思啊,我也不懂,效果倒是可以解释一下——每个周期内尽可能少的数据反转,然后就可以进一步提高线性了。你看,我反复都在说线性的问题,这点实在太重要了,这是能听出来的,线性越好,微弱信号的对比就越明显,很多玩家说的微动态,也就是这个。
解码器这东西就这点特别麻烦,动不动就是术语,说浅了一个技术名词啥用都没有,说深了又看不懂,以往我也是没机会,这次把这个黑盒子打开,让大家看看怎么回事。接下来还是那个问题——有啥用?这就是数字音频与模拟放大区别了,有些问题如果数字端解决不了,那么模拟端的压力就会非常大,比如声音透明度高不高,这可以和技术文件中经常提到的一个词关联起来——“砖墙滤波器”,具体是什么不用太在意,你可以把它近似理解为——依靠模拟电路调整带宽、相位、滤除高频伪影,然后,相信我,相较于数字算法,这玩意对音乐重放是毁灭性的,以至于我都很难找一个量产的实物来论证它。
哦,对了,顺便说一下,HIBIKI一向是很看重音频时钟的,所以SDS2025给了一个很有意思的玩法——硬件上做了两套不同构架的时钟锁相环,带有VC贴纸的是基于电感的宽带PLL,带有VX贴纸的则是基于晶体的窄带PLL(算是特别窄的那种,带宽只有5Hz)。二者的区别不仅是听感差异,更多地是在系统搭配上进行的调整,比如要充分发挥SDS2025的特色,让它的音色风格成为主导,那就选择窄带PLL,如果你想体现数字源的特点(是的,数字源也有自己的音色),就选择宽带PLL。算是一个小小的巧思,不过真弄一个Hydra Z之类的hufi风格数字转盘,和SDS2025也不搭调,更多地还是解决数字源水平不够的问题,尤其是直接USB接PC的玩法,开启窄带PLL,声音的精细感和条理感会更鲜明。
最后,哎呀,终于到了我们都能看懂的模拟输出了,SDS2025这方面水平应该说特别高,它采用了全分立晶体管无大环路反馈AB类放大电路,然后能做到这么低的失真,我也是搞设计的,但我做的分立运放就没这么强的参数(不光是我,JENSEN、API等DOA名家也做不出来)。为啥呢?和上面谈到的种种数字算法有关,减轻了模拟输出级的压力嘛。然后他们再一次将主观听感作为第一需求,没有采用大环路深度负反馈,也没用纯A类设计,而是高带宽+高速的AB类,这里真的没必要盲目开脑放,HI-END功放中高压AB类是绝对的主流,都HI-END了,你觉得是钱的问题?也不是功率的问题,并联+桥接,几百瓦有什么难度吗?还是审美决定的,现代音响审美除了我们常说的全面均衡大气的特点之外,还有一点——反应敏锐、矫捷有力的瞬态,体现在SDS2025上就是一种轻快活跃的灵动感,声音非常有弹性,包括力量感的展现,也是健康、收束有力的,又不显得紧绷,其中的微妙尺寸,把握得非常醇熟老道。

一台优秀的解码器,我们到底应该讨论什么?这个问题我想了很多次,直接说听感?HI-END级别的东西我也玩过一些,没有哪一个上来就一耳朵惊艳的,有朋友可能会觉得像MSB、Playback那种大动态风格的机器就怎么怎么样,恕我直言——听的玩的少了而已,如果是从dCS、ESOTERIC换到那俩,未必觉得怎么样,都是一些比较微妙的差异,与其说特色,不如说是一种“气质”。
我对HIBIKI SDS2025的欣赏也是如此,讨论素质?没必要,那种灵动飘逸、挥洒自如的感觉才是值钱的地方,既鲜活又真实,而这些又都得力于它细微精妙的设计(尤其是软件算法层面上的东西),也就有了这篇看着有些“奇怪”的评论文章。这里我特别建议大家自己试一试,它是一个很好的诠释了“HIFI层面上的真实”的机器,正是这种超越的艺术性体验构成了HIFI长久的魅力。
END
