换运放对音质有没改变 Gary课堂 为什么“运放”如此影响声音?

小编 2024-10-08 项目合作 23 0

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

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

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)

本体超进化:xduoo XD05 Bal解码耳放换运放小记

【引言】

话说最近网络上最热闹的事,肯定是苹果用户心心念叨的Apple Music在6月8日正式正式带来了空间音频与无损音频,而且已经订阅的用户无需额外付费便可尽情聆听,你就说香不香吧。

对于无损音乐来说,只要是喜欢听歌的用户,每个人都是十分向往的,而像QQ与网易的音乐平台也都以此作为卖点。当然,你要想享受,还是需要充值VIP用户才行的。

当然对于听音乐,本就是一件既简单又让人很享受的事,如果再贴上“无损”标签,你就说快乐不快乐。但是吧,对于苹果AirPods系列用户目前还不能享受到无损,但可以拥有全新的杜比全景声的空间音频功能。所以如果要在iphone或者iPad上享受Applus Music的无损音频就需要按照官方说明,要以高于48KHz的采用速率聆听歌曲,就需要使用外部数模转换器了。

外部数码转换器是个啥??? 这玩意不就是很多人说的解码耳放吗,怎么到了苹果的嘴里就变的这么有科技感了。

也就是说如果要再iphone、iPad、Mac上享受无损音频,一个是使用自带扬声器,另一个就是外接解码耳放了。什么大个头的台式解码耳放、小个头的便携解码耳放、小小个头的手机小尾巴(有数模转换芯片的才行)就行了。

所以,下面今天要说的这个就有意思了,无论功能上还是造型上都非常适合现在Apple Music无损音质的提升。当然,前提你手上有没有一副音质够好的有线耳机呢?还是在杜比全景声的空间音频与无损音乐上,你想怎么选择呢?

没错啊,历代残念已久的乂度终于在XD05,XD05basic,XD05plus之后推出了带平衡输出的款型,这次还把蓝牙aptX-HD和LDAC带到了机器里,不仅如此,双ES9038Q2M也是这次升级的重点。暂且不去考虑未来XD05的发展走向,就现在这个配置,基本上达到了我对于一个便携式解码耳放一体机的全部需求,搭配Apple Music 10块钱/月的订阅,美滋滋!

【开箱和产品细节】

全新一代的XD05 Bal,在包装上大气了许多呢!送的金属铭牌很精致,机器依然自带Plus上那颗1612双运放,我本人对于这款运放并没什么好感,所以也就有了今天更换运放的分享哈!至于随机附送的5532......了解得不多,所以也是我有兴致去尝试一下的运放。

所有配件如下图,乂度在XD05上从来都不吝啬的,你想到的没想到的都佩奇了,连螺丝刀都给我们准备好了,这齐全的配件多到令人发指......!想想还缺什么~如果乂度能考虑设计一个漂漂亮亮的皮套就更好了~。

XD05系列每一代外观上的进步都让我有惊喜,从早期的浓重工业风,到现在的XD05 Bal已经开始慢慢符合大众审美的科技感,这里必须要给颜值工程师加个鸡腿了。

它有许多设计点很讨人喜欢的,比如拨杆处的红色内饰、与机壳平行的红色音量滚轮、凹进去的屏幕~总而言之这些东西融合在一起还挺和谐的。这次升级版重大的升级点在于加入来4.4mm平衡输出,实现来单端1000mw/32欧+平衡1000mw/32欧,可玩性又进一步提高了。

背面的主要亮点在于增加了一个AES数字接口,可以用来匹配乂度自家的X10tii,它跟常见的台式机上的AES接口比起来要小号一点,所以如果要接台式数播的话得另外买一条线了。

从XD05 Bal开始已经内置蓝牙模块了,支持aptX、aptX-HD、LDAC等,编解码器非常全面了,看来乂度打算割了自家的XD-05BL产品线?

【拆机和内部一览】

XD05 Bal跟前作一样都是可更换运放的设计,不过这次由于是全平衡构架,所以要换就必须得换双运放。拆机比以前几代产品都要稍稍讲究一些,比较讲究技巧性吧,但只要掌握了也不难,具体不解释了,有兴趣的小伙伴可以去B站看一看韦工的拆机更换运放教程。

https://www.bilibili.com/video/BV13Z4y1A7bE?from=search&seid=7000651568813461821

【不同运放下的声音体验】

上面发了一大堆内部结构图,咱们文科生也只能是外行人看热闹,说不上什么来,本文主要还是侧重于更换不同运放的主观感受。耳机用的是凯声科技的轮回(绝响版),之所以用这条塞子,主要就是因为XD05 Bal有着整整1W的输出功率。由于耳机是2.5mm平衡插头,所以这里用了一根Zephone的2.5mm转4.4mm的平衡转接头。接下来说说标配运放以及本人入手运放更换后的主观感受

OPA1612:

这是XD05 Bal自带的两片运放,我记得XD05 plus用的也是这款,所以......它并没给我留下什么好印象~。推力方面,XD05 Bal肯定没问题,整整1W的功率,大多数耳机都能推出个样子了,并且在这么一条500欧的小塞子上,也是要开启高增益才能够达到理想的响度。关于这颗运放下的声音,首先三频均衡略微偏暖一点,人声有较强的侵略性,太特么跪舔了,有点难受,整体上的线条感还是比较明显的,旋律呈现比较干脆利索,稍稍有点生硬,平常拿来听听流行倒是还是不错,可一旦用来回放古典乐,几乎没什么自然的舒展度了,总而言之这颗运放个人觉得局限性还是比较大的,要求不高的小伙伴不换也罢,但我想......既然花了2000多买了一台可玩性这么高的产品,花点小钱升级一下还是有必要的吧。

JRC5532DD:

这是两片随机附送的运放,我顺便去TB查了一下价格,便宜的两块五,贵点的三十几块钱,呃......如果以价论声的话,我猜Emmm,换上试一试。

换了运放后,最明显的部分就是人声的侵略性不那么可怕了,距离拉开了一点,但是解析度似乎有所下降,不及OPA1612,分离度也有一点降低,音色的暖度有些许提升,由于中频整体上不那么贴脸了,杂食度有一定的提升,也不是那么的生硬了,但舒展度我觉得还是不太够。随意播放了手机里的几首WAV无损音乐,弹性表现良好,大体上还是比较舒服的声音,但是说实话,如果这个声音表现得话,它不值2000块钱。

LME49990MA

这颗运放我在19年的时候入了一颗,那时候只要57块钱,为了配合XD05 Bal需要再买一颗,特么价格彪到了117块钱......,忍痛入手,但我发现入值了!

此时声音变得相当润了,一点生硬感都没,这个表现比OPA1612和JRC5532DD要好很多,中频部分比OPA1612远,比JRC5532DD近,回放流行乐时是一个恰到好处的人声位置。解析度和分离度由于出色的通透性的缘故,变得更突出,明显比OPA1612要好,音色那是相当的自然舒展,不再有畏头畏尾的拘束感了,搭配轮回这条耳机,甚至有了可闻的“脱塞感”。目前这个状态,我觉得仅从声音上来说,这个声价比相当突出,完全可以PK一些售价五六千元的中端播放器。

目前我手头就只买了这一对运放,我也听说有比它更好的存在,但是价格......目前暂时消受不起!但换运放如同换机器这个说法我还是很认同的,XD05 Bal标配的两套运放绝非它最终形态。我想厂商之所以提供运放给我们做更换,主要还是想让我们体验一把更换运放带来的变化感受,如果想要真正提升音质,强烈建议购买更好的运放来配对。关于LME49990MA,市面上假货挺多,我也没什么经验,总之就是用了最小白的办法:看看哪家销量最好,决不能贪图价格便宜,这年头各行业都缺芯片,便宜芯片肯定不靠谱。

【总结】

本人对于XD05这个产品线的产品体验过几次,也算是对该系列比较熟悉,我觉得要玩儿好这款便携耳放,最重要的还是得通过更换运放的方法来不断挖掘它的潜力,毕竟2片ESS旗舰解码芯片ES9038Q2M摆在这儿,厂商已经把基础给打得相当扎实了(比如DAC、输出功率),剩下的问题就是这运放部分看用户怎么去匹配,以达到满足用户需要的地步。XD05 Bal采用可插拔式插槽的设计,让用户能够更加轻松方面的更换运放,这就大大提升了它的可玩性,我觉得这也是XD05系列的精髓所在。

最后说说大家诟病的蓝牙问题。虽然我平时用蓝牙比较少,但也做了一些简单的测试,它的无线连接距离是比较短的,大概两三米隔着一堵墙就会出现断断续续的情况,如果中间没有阻隔的话,最长距离也只不过六七米的样子,这个表现已经远远弱于最常见的真无线耳机的水平。我觉得就产品本身来说,无论颜值、声音的可玩性还是功能方面都已经做得相当不戳了,期待下一代产品能在蓝牙上做一些优化。好了,我是歌布林,今天的分享就到这儿,喜欢就关注有效,大家拜了个拜。

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