这两个星系正在合并:还挺美
天文学家使用哈勃太空望远镜的三号广域摄像机拍摄了这张巨大的合并星系NGC 6240照片。NGC 6240星系又名IC 4625或UGC 10592,是蛇夫座的两个正在合并中的星系。该星系宽度300,000光年,大体呈长条状,并且中部有小型分支。这个由气体、尘埃和恒星组成的星系看上去像是一个飞过的蝴蝶,或者审美更小众一点——更像是一只龙虾。
NGC 6240星系中的两个星系在三千万年之前就开始了合并过程。两个星系之间的引力相互拉扯出大量的恒星束,绵延数百甚至数千光年。而与此同时,大量的气体和尘埃被挤压在一起,加速恒星和超新星的诞生。气体被加热至数百万度的温度,放射出强烈的X射线。2013年,天文学家在该星系中发现了一颗超新星,即SN 2013dc。
最近一项钱德拉X射线天文台的观测结果显示,NGC 6240星系中存在两个相距3000光年的超大质量黑洞。在接下来的若干亿年时间里,这两个黑洞将逐渐靠近,并最终合并成一个更大的黑洞。
Gary课堂 为什么“运放”如此影响声音?
如果你玩过HiFi,或许对“运放 ”有所耳闻,顾名思义它负责“运算放大”(operationalamplifier,巨长无比又难读的英文...),可以放大信号(增益),还能给信号做加减乘除微积分,以前经常被用在模拟计算机里,
但正如大家在用的电脑一样,现在都是数字计算机了,运放开始用到对运算力要求不太高、但对功耗有要求的东西上了,就比如“众所周知的直男交友神器”——音频设备。
等等?平常不都有功放嘛?运放在哪儿我怎么没见到过?
正如之前老张在《简单认识PC HiFi系统》(戳这里)中所说,一般音频系统都需要解码到功放的环节,
解码负责把电脑里的音频文件(数字信号)翻译成声音(模拟信号),而功放负责给解码输出的微弱信号来一针鸡血(功率放大),变成你能听到的声音。
而运放一般位于两者之间、又同时存在两者之中,它的作用非常多:
▌ 运放在解码中的作用
在解码 里的时候一般负责电流转换电压(IV),以及低通滤波器(LPF)。一般人耳的听力范围在20Hz~20kHz,但上回也说到(戳这里),音频文件一般都是44.1kHz,所以20kHz~44.1kHz这段人耳听不到的范围就是高频噪声,
但由于这些听不到的噪声经过一些非线性电路,会折回20KHz以内,变成听得到的噪声,所以在事情恶化之前我们要把噪声掐死在摇篮里,给它过滤掉,于是就需要包括运放在内的滤波设计了。
如果有所谓老烧对你说什么“很多超高低频声音人耳听不到但能感受到”那一定是在扯淡的,因为他们的设备早就过滤掉这些玄学声音了... 音频是科学不是玄学。
▌ 运放在功放中的作用
在功放 (耳放)中,最多的作用是作为输入缓冲器(buffer),做阻抗匹配用的。功能很简单,但为啥要做阻抗匹配呢?不匹配有啥坏处嘛?
运放在功放里主要用来解决和解码间的阻抗匹配,而不是和耳机音箱的匹配。如果不匹配,各种指标会变差,比如信号反射,会导致过冲、振铃、抖动等等,带来各种失真,
用一个词形容就是——难听。所以一般合格合理的功放都会做好阻抗匹配(甚至不需要用到运放)。
如果运放做积分运算,还能解码Delta Sigma信号,也就是烧友所说的解DSD(PDM信号)。它也可以用来做伺服稳压,功能多多。由于运放虽然放大增益不是很高,但失真很低、精度很高,所以常被用来处理小信号。
▌ 最新的芯片有多强?
玩过运放的老玩家都知道,这玩意儿对于声音的改变和换耳机一样,相当的直接。好的运放可以为整个音频系统带来质的飞跃,反之一款差强人意、或使用不得当的运放将会给系统带来灾难性的影响。
这两年最新也是最强的运放来自于ADI,全称Analog Devices,没错,就是和Intel他们一起制定AC97的那个公司,最近又是更新工艺、又是收购了Linear technology,又是出新品。
在数字信号处理方面,SHARC系列处理器用不到2W的功耗实现24GLOPS浮点性能,虽然和显卡动辄几TFLOPS完全没法比,但应付音频显然绰绰有余。目前最强的DAC解码芯片是AD5791、AD5781,指甲盖大小实现20bit精度。
今天老司机Gary要为咱们DIY音频爱好者安利的运放也是他们的新品ADA4625-1、ADA4625-2。(注意,这不是恰饭...只是ADI的东西几乎是垄断,我没得选)这芯片其实2018年初就发布了,只不过最近才投产,这种东西不像显卡CPU发布就能买这么快。
这俩芯片可以说是万金油(读起来非常拗口的非人话部分):
1、 从电源来说,36v的电压范围,允许单电源供电,轨到轨输出,便携设备和台式机通杀。
2、 1000pF的容性负载和600欧姆的阻性负载用在二房(耳放)行不行?(虽然是单位增益稳定运放,但容性负载较大时还是要注意一下极点补偿,详情见官方PDF)
3、 偏置电流和失调电流也就是几个pA,用在I/V转换行不行?
4、 700ns(0.01%)的快速建立时间,音乐味道绝对够劲!(有一款ADA4898,建立时间更快,但是偏置电流和失调电流大得多,以至于使用场合受限)
5、 3.3nV的电压噪声,超低失调电压,高达130db的共模抑制比,这家伙甚至还有抗电磁干扰抑制比?可以说声音一定会非常干净了!
6、 48v的压摆率,18M的带宽,声音绝对清晰!
7、 无相位翻转,单位增益稳定,可以说无论是什么电路都可以直接替代换上去用了!
这么多参数相信非专业玩家其实并看不懂说的是啥,你需要知道的只是“这些物理参数会影响你的听感(在心理声学上的表现)”就足够了。(要解释各种参数如何改变听感,至少又是篇成千上万字的论文,这里就不展开了)
总结一下: 单方面参数比这枚运放优秀的有很多,但往往偏科。有的运放速度快噪声大,有的运放使用场合受限,像ADA4625这样集综合实力以及“万用”于一体的运放,目前来讲是世界之最。
再一次的非人话(专业)部分:
在一个20bit直流精度不超过1INL/LSB的积分非线性测试当中,ADA 4625不会拖AD5791的后腿,而在阶跃响应中,ADA4625可以提供较完美的方波。方波对于音乐味道的影响可以在《Gary课堂 | 动听音乐从哪来?从CD到声波(DSP& ASP篇)》当中有说明,这里再次简单回顾一下:
给音频解码器测试一个冲击响应(方波也可以测得),那么含有pre-echo(Cirrus Logic官方称之为Pre-ringing)的音频设备通常会让声音立体感更强,声场更规则,因为通常情况下这种音频设备很少或不存在相位失真。但不含有pre-echo的音频设备通常拥有更自然更悦耳的声音,因为pre-echo这种东西是自然界不存在的。缺点则是不含pre-echo的设备通常会由于算法等原因造成相位失真,导致声音空间感被压缩,声音发闷,压抑。(那么苹果算法最独到的秘籍之一在于减少pre-echo的同时而尽可能不产生相位失真)典型的含有pre-echo的默认的DAC有AD1955、PCM1794、ES9018之流,不含有pre-echo的DAC典型的有AK4399等AKM系列,CS4398等CS系列,WM8741等Wolfson系列(现已被Cirrus收购)。但这些所有的DAC芯片,尤其是高端的Hi-Fi厂家都可以单独外接厂家自己的滤波算法,有些DAC内置了很多滤波算法的选择,通常这些都会改变他们的测试结果。
▌ 总结
在音频领域,ADA4625不会成为系统当中任何一部分的瓶颈,只会有过之而无不及,你可以放心大胆将原来的运放替换掉。
动手能力强的玩家可以自己操作,喜欢自己改机又不想动手可以请修手机的师傅帮忙操作。改机请注意区分单、双运放以及脚位。
最后最后,告诫广大玩家千万不要在某宝上面买运放,水可太深了!有很多看似高端大气上档次吹得有声有色的铁壳运放,都是廉价ADI/BB/TI/Linear的运放磨片封装...(比SSD那种黑片还黑)鱼目混珠卖超高价。
我们平时都在Mouser(贸泽)、Digi-Key(得捷)、Element14(e络盟)、云汉芯城这些正规采购平台买的,价格反而没有料想中的贵,比如老张之前买三洋9S这种神扇也是这上面买的。
Gary课堂 | 动听音乐从哪来?从CD到声波(DSP& ASP篇)
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