【转载】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
近两年,HiFi圈涌现出不少热门的平板耳机,不少烧友也对这种类型器材非常感兴趣。资深烧友梼昧狂客针对这个话题,从电声科学的角度出发,给大家做了一番硬核科普。
本篇是这一系列科普的第二期。想了解前一期的精彩内容,请点击:
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,咱们总得知道厂商说的到底是啥吧?
但是,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”,光买个耳机没用,插电脑上能响,但出不了好声。
怎么出好声?配一套合适的音频系统就可以了。我今天想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。
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,为啥黑胶圈很多人对电声知识了解不深?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。
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。
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”。
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。
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 Cassette Tape)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。
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?从USB界面来的(USB Audio Bridge、DDC),从音频接口来的(Audio Interface,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)。
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)。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。(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)
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。
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 Voyager和aune S17PRO,就是典型的“平板耳机时代”的产物。
少数的情况是,某些耳机灵敏度超级低,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。对此,我的评价是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。
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。
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,这里就不展开了。
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(Dongle DAC)、大尾巴(Portable DAC Amp)、便携音乐播放器(Portable Digital 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KA13、ONIX 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,而且实际成交价不过几百元(甚至还附带保护套)。
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。
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?
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。
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。
一种是功能丰富、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)。
另一种是高性能,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。
当然这其实是错误的“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?
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,看看这台ESOTERIC K1X体积多大,你家电脑桌旁边摆得下吗?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。
1、CD机
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,便宜的又觉得配不上我用的解码器,就不折腾了。
关于CD机,我有两条建议——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;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+一体机或解码耳放组合套装,这是门槛最低、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。(给一个关键词,ADI ADuM4165,2022年上市的新款芯片,支持USB2.0 480Mbps规格)
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。前两个问题先不说,“上限低”不见得,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等国产品牌器材。
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)。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。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?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)
用处不大的卖点,有些是技术崇拜,典型例子是支持高码率音频文件,比如32bit/768KHz和DSD512。
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。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。
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“真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/768KHz、DSD512等高码率并不明智。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14万。
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”。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。
其实不用我多说,敢卖几千块的一体机都有两把刷子,入门玩家看得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 X1s GT、飞傲K7、HIFIMAN EF400、拓品DX5(以首字母排序)都能满足。
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。
我手里用的是aune X1s GT,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。
比如时钟吧,解码性能好不好,时钟影响很大,“声音背景黑不黑”“细节,尤其是低频细节有没有”,都和时钟有关系。现在的机器,飞秒时钟已经很普及了,AccuSilicon太能卷了,高性能晶振越来越便宜。但这玩意不是花钱就行,还得会用。怎么用?X1s GT的方法是数字锁相环,通过MCU控制,发送给USB界面、解码芯片等部分。这就不是谁都能行了。
分立晶体管耳放的技术门槛没那么高,但比较占地方,X1s GT内部做成两块电路板叠叠乐,解决了这个问题。为什么用分立晶体管?两个原因——大型耳放为了功率,散热也比较好做,小型机器为了音色表现,听着舒服,近些年流行分立晶体管运放(Discrete Op Amp)也是类似的原因,虽然参数看着没那么极致,听起来是真不一样。
我们可以找一个Live版的古典室内乐录音试试,因为是现场录音嘛,听起来应该是有纵深的,很活跃的,有临场感的,不乏味的。所谓的“数码味”,就是上述几项的反义词,听歌跟看照片似的,就一平面,再配上耳机,好家伙,声像在脑袋里面来回穿梭,可不越听越别扭嘛。
3、流媒体网播
网播是一个简称,全名“网络流媒体/串流播放器”,英文名Network Audio Streamer。与PCHiFi相比,硬件差异不大,都以解码器为音源核心。选择哪一种,取决于你的使用场景,网播可以用手机/平板远程遥控,像客厅、卧室、影音间等不方便用电脑的地方,网播是很好的选择。而且它还顺带解决了两个让PCHiFi玩家不爽的问题:电脑内部干扰多,不够“干净”,优化困难;电脑中的风扇、机械硬盘有噪音,听着闹心。这么一算,网播可真是个好发明。
网播系统由三部分构成——媒体服务器(Media Server)、媒体渲染器(Media Renderer)、控制器(Control)。
使用Roon软件的网播系统复杂一点,四部分——Roon Core、Roon Server、Roon Bridge、Roon Remote,后面三个是一一对应的,多了一个安装软件主体的Roon Core。
看着有点迷糊,不要紧,今天我就帮大家捋清楚到底是怎么回事。
媒体服务器(Media Server)/Roon Server,功能是负责存储和发送音乐文件,常见选择有三种:网络服务器,付费买账号就行,想用得舒服一些,就选择和硬件厂商有合作的流媒体,比如仙籁,就和QQ音乐合作推出了“仙籁至尊”;本地服务器,可以是局域网中的NAS,也可以是安装在网播机器上的硬盘;家用电脑兼职服务器,我用的就是这种方法——foobar2000软件+UPnP插件,具体操作如下:
安装foobar2000软件,英文或汉化版本均可;
下载foo_upnp插件,安装到foobar2000中;
打开foobar2000,点击“文件”-“工具”-“UPnP”-“Server”,启用媒体服务器;
手机端网播控制App中开启UPnP功能,选择foobar2000服务器,即可看到播放列表中的音频文件。
(使用过程中,电脑不能关机。不喜欢foobar2000的话,也可以用JRiver。我还是推荐支持中文且免费的foobar2000。这种玩法同时兼容PCHiFi,就是多安装一个插件的事。)
媒体渲染器(Media Renderer)/Roon Bridge,大多数售卖的网播机器都属于此类,它是信息传递的“桥梁”,左手接收服务器发送的音乐文件,右手通过USB、同轴等传输方式将数字信号发送给解码器。
实际产品可以分成两类:
纯网播,俗称“网播转盘”“网桥”,厂商为了方便用户使用,通常也支持数据存储,方式是内置或外挂硬盘。它们只输出数字信号,需要另配解码器使用。dCS Network Bridge、仙籁M1T都是此类产品。
网播+解码/网播+解码耳放,也就是支持网播功能的解码器和一体机,比如矩声X-SABRE3、dCS Bartok。
两类产品没有高下之分,我现在桌面上常用的机器是Lynx Hilo和飞傲K19,都没有网播功能,所以选择搭配仙籁M1T组成系统。从零开始的话,网播解码器或网播一体机更省事。唯一需要注意的是——网播不仅看硬件,也看软件,这方面,仙籁、矩声都做得很不错。国外品牌的话,Linn的资历最老,但他家只有一体机。(老款解码器机内增配网播功能,难度没有很多人想的那么大。Engineered等供应商有零售的网播卡,CH Precision用的就是他家的方案,但没有软件支持)
控制器(Control)/Roon Remote,是网播系统中的“遥控器”,负责机器参数设置、信号流程控制、媒体库选歌等功能。通常是手机或平板,安装Roon Remote App(他家官网可以直接下载APK应用程序包)或硬件厂商提供的App。我用的是仙籁M1T,它的专属软件叫VitOS Orbiter,可以直接接入QQ音乐、Tidal、Qobuz等网络服务器,不会用的话,官网提供了详细的使用说明书。
本地服务器情况稍微麻烦一点,走的是UPnP/DLNA网络协议,有时候需要配合第三方App使用。仙籁推荐的是BubbleUPnP和mconnect,除此之外,Technics Music App、Linn Kazoo等其他厂牌的App也可以试试。很好玩吧,其他品牌的App也能用?是的,“MPD内核相同,只换了个外壳”的操作并不少见,基于Linux的网播中,Moode和Volumio系统是主流,通用并不意外。
最后说一下——Roon Core是什么?
使用Roon软件的网播系统有点特殊,必须找一个硬件主体把Roon软件装进去,这个硬件主体就叫“Roon Core”。常见的有三种:安装了Roon软件的NAS;安装了Roon软件的家用电脑;Roon Core专机,比如Roon Nucleus系列、仙籁Z1,它们的本质是“一台做了针对性优化的NUC(低功耗的迷你电脑)”。
这类专机使用起来很方便,内置硬盘可以存储音乐文件,当做本地服务器使用,具有USB音频输出功能,可以直接连接解码器。它的名字叫“Roon Core专机”,实际上同时具有Server、Core、Bridge的功能。
很多人说网播上手难度高、不稳定、不太好用,其实是软件没玩明白。
三个原因——厂商软件没做好,或者干脆就不提供软件支持,又没有说明书;用户学习能力差,可能还看不懂英文;讨论网播的评测中很多都不说人话,上来就建议买个Roon、组个NAS,好嘛,还没听呢,几千块钱进去了,可不门槛高呗。
前两个问题好解决,选个负责的厂商,选个好用的机器,不会玩就多学习,国内说不明白就看国外的教程,我那个“电脑+foobar2000软件+UPnP插件当服务器用”的办法,就是学来的。
Roon是另外一回事,虽然,“机器通过了Roon Ready认证”是很多产品的卖点,但我们必须明白——网播不一定非要用Roon。比如Aurender就不热衷于支持Roon,为啥?自己做的软件挺好用,凭什么非得给Roon交钱?
在我的理解中,Roon的唯一价值是——给那些原厂没做软件,但有Roon Ready认证的网播解码器和网播一体机用。玩“纯网播”的话,还是找个好用点的吧,一个连软件都不上心的公司,我没法相信他能做好硬件。
说了半天没谈声音,没办法,纯网播只输出数字信号,而数字信号的声音差异,这话题就太抽象了。此时,频宽、声场、动态等常见议题是没有意义的,网上流行的说法是“以声音背景黑不黑”来判定,我的看法不太一样,我认为数字源的主要差异是声音整体风格不同。
仙籁M1T是一种很自然的风格,素质很好,该有的都有,精致细腻,但不会过分的紧致,与WEISS INT204很像(也是我最喜欢的USB界面),不挑剔解码,也不构成短板,软件还很好用。
与之风格不同的数字源,我说三个玩家中常见的:Hydra Z,声音宽松有韵味,但也很糊,素质一般,典型的hufi声;Berkeley Audio Design的Alpha USB,声音威猛、大气,素质不差,但音染更明显,辨识度很高,有特色的声音;Prismsound ADA-8XR的数字输出,这就是我说的那种“很紧致”的声音,一耳朵觉得素质更高,听起来比较累,不自然。
4、耳机放大器
耳放的定义和大致情况,第一章中已经介绍了——“低倍率增益、小功率”的线路放大器。早期设计十分简陋,这和当时流行高阻耳机有很大关系。高阻意味着“轻负载”,根据欧姆定律,300欧姆阻抗的HD600,输出1W功率,需要17.32V电压,57.74mA电流。能输出17.32V电压的设备并不多,57.74mA电流却非常轻松,随便一个新款小尾巴就行。那么,这是不是说明——高阻耳机非常“好推”,容易出好声?
很遗憾,不是这样的。
动圈耳机的阻抗(Impedance)并非恒定不变,标称阻抗是1KHz频率的测试结果。不同频率下,阻抗存在较大波动,低频有一个谐振峰,此时阻抗达到最大值。HD600的谐振峰出现在80-90Hz频段,峰值阻抗高达500欧姆(大家可以自行查阅inner fidelity的测试结果)。此时,获得1W输出功率,需要22.36V电压,44.72mA电流,而且耳放输出的是交流信号,22.36V电压是有效值,换算成峰值(x2.828)是63.23V,这意味着耳放供电最低也得70V(电路元件有压降,大型耳放和功放没有“轨至轨”输出的)。
70V供电的耳放?想想都离谱,达不到的结果也很简单——阻抗峰值出现在80-90Hz频段,输出电压不够,声压就不够,低频表现自然拉胯。你说,不用耳放行不行?
哎,这不是动圈耳机嘛。咱们主题是平板耳机,平板耳机阻抗曲线平滑,还都是低阻,对前端要求不高吧?
这话说对了,“平板耳机阻抗稳定”是一个很大的优势。但是,它是低阻,低阻就是“重负载”,不吃电压吃电流。而且平板耳机灵敏度相对较低,驱动功率和声压之间,又是非线性的关系——驱动功率翻倍,输出声压只增加3dB。
这就尴尬了,对吧?说来说去还是需要个耳放?
没错,只要不是彻底的电声文盲,又有一点逻辑思维能力,就能发现——“玩好耳机”是需要耳放的。我现在用的是BURSON Soloist Voyager和aune S17PRO,都是分立晶体管器件、大电流、A类工作状态的耳放,符合电声科学理念,通用性高,又十分有脑放的那种。
有朋友可能会问——电子管耳放是不是更有脑放?
还记得我刚才谈的“阻抗”吗?大功率电子管耳放大多是变压器耦合输出,用变压器就不可避免的存在“阻抗匹配”的问题——一种“线圈匝数比”对应一种最佳负载阻抗。但耳机的阻抗差异很大呀,从8欧到600欧都有,按照哪一种规格做?
信号变压器以次级负载映射初级阻抗,概念不太好理解,简单说吧,参考Lundahl LL2774耳放输出变压器的datesheet,它的最佳适配阻抗只有三种。所以我对“电子管耳放”的看法是,很有脑放,但通用性不够高,而且300B之类直热管做的耳放,信噪比也是个问题,最好试一下能否接受。(平板耳机问题不大,动圈耳机普遍能听到底噪)
有朋友又问了——为什么非得是分立晶体管?集成芯片不行吗?
集成芯片方案有局限性,咱们先看它的优点——功耗低、体积小、效率高、应用简便,大概这么几条吧,想想它们的反面是啥?推高阻耳机,高压输出做不到,推低阻耳机,大电流也没戏,对吧?芯片的耐压、功耗、散热条件在那摆着呢。“应用简便”的特点既降低了设计门槛,也限制了设计师的发挥空间。比如耳放的输出内阻,或者说耳放搭配耳机的阻尼系数(Damping Factor),这俩是一回事,集成芯片方案做不到超低阻,通常高于1欧,分立晶体管耳放能做到0.1欧,差了一个数量级呢。
请注意,我并不认为“电流电压必须多大多高才能出好声”,也不认为“耳放必须具有超低输出内阻才能出好声”。但它们体现了一种“设计上的可能性”,是“能不能做到”的问题,追求高性能的道路上,这件事很重要。
声音部分放到下一篇,搭配耳机来谈。今天使用BURSON Soloist Voyager的内部图片,给大家科普一下分立晶体管A类耳放怎么做的,里面都有什么,技术先进性体现在哪里。
Voyager采用双单声道(Dual Mono)结构,左右镜像布局,信号流程分为三部分——输入级、音量控制、输出级。
输入级的作用是——预增益+信号转换+低阻输出。Voyager支持RCA和XLR两种接口,它们传输的信号不一样,RCA是单端信号,XLR是平衡差分信号,需要进行统一化处理。Voyager是平衡耳放,所以将单端信号转换成平衡信号,后续流程也都是平衡信号的进一步放大。
音量控制是耳放的灵魂,这种“没有使用门槛、花钱就能买”的东西谈不上高水平,成本高并不是问题。
传统电位器的问题有两个——“精度低、输入输出阻抗不恒定”,替代方案是——“继电器+电阻”和“音量控制芯片”。Voyager用的是MUSES72320芯片(左右声道各一片,也是诸多名机的选择),它的一部分性能取决于外部运放,所以BURSON又把他的分立运放拿出来了。整机左右声道输入级+音量控制,一共用了6颗分立运放,想折腾一下的话,优先更换音量控制部分的,效果更明显。
输出级由四组分立晶体管模块构成,其实你可以把它们看做分立运放的Plus版本:更复杂的电路构架,更高的工作电压,更大的输出电流,更高的功耗,以及为了应对这些采用的大尺寸元件。
Voyager用了8颗TO-220F封装的中功率管输出,工作于A类状态。关于这个概念,有两种解释方法:输出管一个正弦波周期内的导通角;输出管的静态偏置电流。
前者是专业说法,一个正弦波周期360度,输出管导通角360度=A类,导通角180度=B类,导通角介于180-360度之间=AB类。后者是常见的说法——静态电流大于额定功率输出电流即为A类,Voyager标称功率是“32欧负载,平衡输出,8W功率”,换算一下,静态电流高于500mA,就是A类了。(所以A类放大器都很热,Voyager的散热片位于机身下部)
A类放大器有什么好处?最基础的——解决了“交越失真”的问题,其次,可以有效应对“耳机阻抗波动”的问题。
至于很多人认知中“A类放大器具有甜腻、温暖、厚润的声音”,反倒是一个错误的刻板印象。分立晶体管、A类工作状态与声音风格没有必然联系,BURSON Soloist Voyager和aune S17PRO都是现代风格的机器,前者饱满大气,后者开放细腻,都不是“暖糊声”。
上述介绍的都是信号放大部分,Voyager机内三分之一的面积是电源,因为静态电流和额定功率都很高嘛,电源供应必须跟上。
传统设计是aune S17PRO那种,大功率变压器+大容量滤波电容,一目了然,大家都能看懂。BURSON的理念比较新颖,选择170kHz频率、方波模式下的DC-DC电源,称之为“MCPS”方案,他们认为这种设计电源阻抗更低,并将噪音推高到音频带外(高于20KHz听觉上限,人耳也就听不到了)。
脑放哪一个更高?很难说,各有各的说法,同一个问题的不同解决方案,HI-END功放中也不乏使用开关电源的厂牌,比如Soulution Audio。小信号部分,BURSON用的是传统方案——ADI的高性能LDO芯片,也就是机器内部称之为Silent Power Module的小模块。
耳放是最能体现厂商水准和艺术审美的机器,没什么定式,跟随时代进步,但高科技的影响不太大,更多的是一种“经验的积累和运用”。随着资讯发展,今天我们可以用很低的成本DIY一台耳放,甭管声音好不好,基本功能没问题(解码芯片不会用是真的不出声),这就给了很多人一个错觉——买耳放很亏。其实呢,如果你能看明白拆机图,就会发现HI-END功放里面也没什么地外科技。
音源到了一定水平之后,差异是很微妙的,放大器不一样,技术参数只是基础,更多的是满足“主观需求”“我们想要的声音”,由此也衍生出很多局外人不能理解的花活,甚至被看做“玄学”“没有必要的东西”。其实只要去听一听就能明白,你可以说“我们追求的东西不符合HiFi本意”,但脑海中的模拟参数对比,永远无法告诉你什么是“好声音”。
结尾
HIFI科普是一件很费劲的事,必须做到“理论指导实践”,先说清楚基本概念、常见分类,然后“实践印证理论”,给出切实可行的操作方法,结合实物说明白花钱买的是什么。
本系列第三篇文章中,我会谈谈具体到型号的个人听感和系统搭配,很多人就爱看这个,说半天理论有啥用?不就是买个耳机吗?这个问题取决于你想玩到什么层次,但不管哪一个层次,玩得明白些,总归是更好的吧。