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MP3實現HI-FI音質的秘密(音頻DAC剖析)
文章來源: 更新時間:2010/4/22 22:43:00
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  什么是音頻DAC?

    之前,大家普遍認為決定音質的關鍵是主控解碼芯片,這種說法基本正確,但不夠精確。事實上,決定MP3音質的關鍵是主控解碼芯片里面的:數字-模擬轉換器(英文縮寫DAC)單元,以及耳機功率放大器單元。DAC負責把解碼好的數字音頻流,轉換為可推動耳機發音的模擬音頻信號,而耳機放大器則把模擬音頻信號放大到可推動耳機的功率。

    打個比喻:DAC就像是一名歌手,負責把大家弄不懂的歌譜(數字音頻流)忠實的演唱為歌曲(模擬音頻信號),而耳機放大器則是歌手的擴音器,負責把歌曲聲音放大,讓人都能聽得清楚。

    DAC的轉換精度和失真率是決定音質的核心關鍵,當然耳機放大器也至關重要。

    在低成本的MP3主控芯片當中,一般都集成了DAC和耳機放大器,以降低整體生產成本,但由于芯片內部集成了很多其它諸如解碼、電源控制、USB控制等等繁雜的電路,很容易對抗干擾能力差的DAC、耳機放大器造成干擾,這就像上面那位歌手,要和劇院里的廚子、機房、清潔工、接待員....等等在一個房間里工作,哪能不受干擾哦呢?

    最好的辦法是給這位歌手一個獨立的、豪華的房間。單獨的音頻編解碼器(CODEC)主要就是由DAC、耳機放大器,和輔助的音調控制、ADC(模擬-數字)、數字濾波等模塊集成在一起構成的“豪華獨立房間”。

    獨立音頻DAC,高端數碼播放器的標準配置

    高端的數碼播放器基本上都開始使用了外接獨立DAC或音頻編解碼器的方案,比如:
IPOD nano 2代搭配了WOLFSON音頻編解碼器(型號不明),IPOD nano搭配Wolfson WM8758;
iRiver的E10微硬盤播放器、IAUDIO的U3搭配了CIRRUS公司的CS42L51音頻編解碼器;
IAUDIO的D2搭配的是Wolfson WM8985;

    國內使用獨立DAC的廠家不多,其中:
臺電C150搭配了德州儀器的AIC230音頻編解碼器,臺電T19和T29搭配了Wolfson WM8750音頻編解碼器;
魅族科技的M6搭配了飛利浦UPA1380;
OPPO的V3/V5搭配Wolfson WM8750;

    隨著獨立音頻DAC的音質優勢被消費者普遍認同,獨立音頻DAC成為了未來高端數碼播放器不可缺少的特點,本文的目的也是為了讓消費者對此有更多的了解。

 

生產音頻DAC的主要廠商

    全球范圍內,主攻音頻DAC的專業廠家不多,位于英國愛丁堡的歐勝(Wolfson)微電子公司是其中一家專業公司,這家公司專門設計用于音頻領域的數字模擬混合電路,包括音頻編解碼器、音頻處理器器、音頻DAC,應于與CD唱機、數字音響、數字電視、便攜數字播放器、手機等領域。它的大客戶很多,包括蘋果IPOD、微軟XBOX360、索尼PSP、健伍HI-FI CD唱機、SONY Ericsson手機等。Wolfson音頻芯片的特點是種類繁多,新品迭出,無論是技術還是參數性能都處于行業領先地位。

    其它的半導體公司也有音頻DAC推出,但由于多數并不是其主要業務,所以品種和更新速度都比較慢,使用的廠商也比較少,到數碼播放器領域,一般都屈指可數了。市面是可以看到的有下面幾家:

    美國德州儀器公司的AIC230音頻編解碼器系列,臺電老款的C150和創新的老款硬盤播放器有使用;
原荷蘭飛利浦公司的UPA1380音頻編解碼器,魅族的M6、艾利和老款H320硬盤播放器和以前幾個老款手機有在使用;
CIRRUS公司的CS42L51音頻編解碼器,這是一顆比較新的音頻編解碼器,前面說過IAUDIO和IRIVER的兩款機器有在用。
除此之外,應用在數碼播放器之上的其它型號音頻DAC就屬于鳳毛麟角了。
 下面大致的介紹一下幾款主流音頻解碼器,大家選購數碼播放器器也有一個參考:

1. WOLFSON系

    之所以歐勝(WOLFSON)單獨列成一個系列,是因為WOLFSON的音頻DAC,無論是型號還是應用都非常多。
下面是歐勝近期新款音頻編解碼器的一個列表,總計達50種之多,以下為可以在隨身聽上使用的DAC:

    其中適合數碼播放器的使用的“立體聲低功耗編碼解碼器”有13款,型號之多,已經超過了其它數家公司的總和,由此也可以看出WOLFSON在音頻轉換器領域的實力和地位了。

WM8731

     歐勝WM8731是一款入門級音頻編解碼器,集成了DAC/ADC已經一個耳機放大器,功能較為簡單,不支持歐勝硬件EQ, 3D, DSP濾波等高級特性,價格也非常便宜,不足1美金。適合入門級數碼產品使用。

    事實上WM8731也作為一個模塊大量集成在了許多MP3主控芯片當中,比如韓國TELECHIPS TCC723、771、773、,三星主控、Sigmatel 3650都是整合這顆DAC單元,只是整合的音質效果始終不如獨立的芯片好。IRiver clix使用的音頻DAC是WM8731。

主要參數:
數字模擬轉換器信噪比:100db
總諧波失真:-86db
代表產品:蘋果Ipod MINI
音質特點:聲音簡單、直接,未經修飾,信噪比高,中高音出色。
特色功能:無

WM8750

     WM8750是歐勝應對MP3、PMP市場的一顆主力產品,已經非常成熟。從臺電科技的T19/t29驚艷的音質表現上,我們已經認識過了WM8750的音質實力。WM8750集成了一個DAC和一個高性能的耳機放大器,耳機最大輸出功率為20毫瓦*2,從實際使用T29/T19的用戶反映,推力非常強勁,可以輕松推動高端HI-FI耳機。除此之外還擁有3D環繞立體聲音效和硬件高低音音效兩種硬件音效,音調效果要比一般的軟件調節要強很多。

    WM8750還擁有高品質ADC電路、麥克風專用供電電路和AGC錄音電平自動控制電路,具有優秀的錄音效果。此外,還集成了1個400毫瓦的BTL揚聲器功放,可以驅動外置揚聲器發音。

主要參數:
數字模擬轉換器信噪比:98db
總諧波失真:0.013%/-84db(20毫瓦)
代表產品:臺電T19/t29/c280,oppo v3
音質特點:中高音清晰明亮,解析度很高,細節豐富,低音自然不混濁,3D音效可以增強聲音表現力
特色功能:錄音電平自動控制(AGC)、麥克風偏置電路、硬件3D環繞立體聲音效、硬件高低音音效,0.4瓦BTL功放

WM8978

WM8978是Wolfson新近推出的一款全功能音頻處理器。

它帶有一個HI-FI級數字信號處理內核,支持增強3D硬件環繞音效,以及5頻段的硬件均衡器,可以有效改善音質;并有一個可編程的陷波濾波器,用以去除屏幕開、切換等噪音。

WM8978同樣集成了對麥克風的支持,以及用于一個強悍的揚聲器功放,可提供高達900mW的高質量音響效果揚聲器功率。一個數字回放限制器可防止揚聲器聲音過載。

 WM8978進一步提升了耳機放大器輸出功率,在推動16歐姆耳機的時候,每聲道最大輸出功率高達40毫瓦!可以連接市面上絕大多數適合隨身聽的高端HI-FI耳機。

    最新的高端數碼播放器,如微軟的ZUNE播放器,已經開始使用WM8978。

主要參數:
數字模擬轉換器信噪比:98db
總諧波失真: 0.013%/-84db(20毫瓦)
代表產品:微軟ZUNE
音質特點:繼承了WOLFSON中高音清晰明亮,解析度高的特點;由于輸出功率大,動態范圍更寬,聲音舒展,能夠放得開
特色功能:HI-FI數字信號處理內核,40毫瓦大功率輸出,錄音電平自動控制(AGC)、麥克風偏置電路、硬件3D環繞立體聲音效、5頻段硬件音調音效,0.9瓦BTL功放

 

2. 德州儀器AIC23B

美國德州儀器公司是全球最大的手機芯片廠商之一,當然它也提供有音頻DAC。在數碼設備上用的比較多的一顆是AIC23B(全名TLV320AIC23B):創新的老款硬盤播放器,臺電科技的第一代雙核產品C150,都是采用這顆音頻DAC。

AIC23B沒有明顯的缺點和優點,聲音溫暖真實,是一款不錯的產品。我們通過對比使用AIC23B的數碼設備和使用歐勝WM8750的音頻設備對比,可以得出這樣的結論,歐勝的中高音解析度極高,能夠忠實的還原聲音,音質屬于冷艷型,德州儀器的AIC23B屬于溫暖平實型,也很討好耳朵,但由于失真較大的緣故,細節不如WM8750豐富。

主要參數:
數字模擬轉換器信噪比:100db
總諧波失真:1%(20毫瓦)
代表產品:臺電C150,創新老款硬盤MP3
音質特點:溫暖自然,解析度稍低
特色功能:無

3. 飛利浦UPA1380

模擬時代,飛利浦半導體公司在音頻領域還是比較出名的,但是進入數字時代后,飛利浦的半導體業務重心轉向手機芯片業務,所以在音頻DAC這樣的器件上動作較慢,在適用與數碼播放器的音頻DAC上,UDA1380是一個選擇(也是5年前的產品,2002年發表)。當然這個數量是WOLFSON、德州儀器的豐富產品線比,顯得有些寒酸。

UDA1380的特點是低音的處理很好,中高音差。 這與設計取向有關,Philips的UDA1380設計時,應該是這種考慮了中低音的設計,這也是以犧牲中高音為代價的,為其它而WOLFSON、德州儀器則是以平衡為主要的設計指導思想。

主要參數:
數字模擬轉換器信噪比:88db
總諧波失真:-60db
代表產品:艾利和H320、魅族M6
音質特點:低音好,中高音差
特色功能:無

4. CIRRUS的CS42L51

如果不是IAUDIO 的u3開始采用這顆CODEC,估計CIRRUS的CS42L51還沒有幾個人會知道,CS42L51的特色非常鮮明,首先是輸出功率大,16歐姆負載,每聲道最高可輸出44毫瓦功率;其次是價格便宜,批量采購價格實際不足1美金,使用這顆DAC還不需要輸出電容,可以節省生產成本,真可謂是價格便宜量又足,雖然實際聽感有音場比較混,失真較大的不足,但動態氛圍很大,聲音又響,很適合聽轟隆隆的美式搖滾和朋克音樂。

主要參數:
數字模擬轉換器信噪比:98db
總諧波失真:-75db
代表產品:IAUDIO U3
音質特點:輸出功率大,動態范圍寬
特色功能:無

綜合對比與結論:

    市場上加入獨立的音頻DAC的產品已經逐漸多起來,無論是國外的IRIVER,IAUDIO,蘋果,到國內的臺電,MEIZU等等數碼播放器,為了追求更高的音質,硬件的升級已經是大勢所趨,對音頻DAC有更多了解,相信會對大家選擇自己心儀的主機,更有幫助!相信這篇文章會對大家選購適合自己的主機有用。

 
 
 
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