东芝笔记本论坛（技术派|南瓜最新Tube DAC解码剖析）-静雅生活网

导读：在这几年，高清音乐格式的不断革新，我们能够接触的高清数码音源也层出不穷。解码器作为数码与模拟信号之间的桥梁也日趋重要。由于DXD的推出，DXD是针对DSD转档最佳化的PCM

　　在这几年，高清音乐格式的不断革新，我们能够接触的高清数码音源也层出不穷。解码器作为数码与模拟信号之间的桥梁也日趋重要。由于DXD的推出，DXD是针对DSD转档最佳化的PCM格式，分辨率为24/352.8，换算分辨率大约是DSD64的三倍，制作之后就算输出为DSD128也绰绰有余，足以完整保留DSD的讯息量。不少录音师选择以DXD格式录音，以便直接进行混音制作工作，最后再输出为DSD格式，所以这两年DSD高清档案和SACD碟片进入繁盛时期。我认为一款殿堂级的解码必须要具备最基本的两个条件才能吸引我：第一是真正领先于业界的DSD解码技术；第二是后续模拟放大电路能把模拟的味道还原出来，要成就好声音在电源与模拟部分很多时候比起解码规格更为重要。南瓜最新Tube DAC解码两者兼备，可以说达到了我的梦想。南瓜的精湛工艺就不用多费文笔另说了，下面就纯粹在技术角度来探究一下这一牛机。

　　NAGRA TUBE DAC

最牛的DSD解码技术

　　随著 DSD高解析档案的盛行，市面上大多数数位讯源都已经可以支援DSD解码，问题是大多数解码，却未必能发挥DSD格式的真正优势，这也是很多发烧友所说的伪DSD解码，怎麽说呢？

　　现代解码的框架是一样的，都是提升采样频率，再解码。如果只是解码CD的PCM信号，我们手中cd唱片的编码方式在八十年代初已定，玩数码相机的朋友就知道，后期解码无论如何升频，都是“对原有的数码相片进行插值放大”。但如果机器在解析 DSD高解析档案时PCM解码方式和DSD解码方式分别就大有文章了！

　　PCM与DSD格式的争论由来已久，但作为后来者，DSD是比PCM更接近于「模拟」的编码与转换方式的技术优势是无可否认的。尤其是技术的发展，DSD的高频噪讯问题，在取样频率提升为两倍(DSD128)甚至四倍(DSD256)之后，DSD128的高频噪讯约在40kHz才开始产生，DSD256则要到接近80kHz时オ会产生高频噪讯,远离人耳听音范围，真正逼近Sony当年所宣称的理想规格。

　　先通俗地解释一下，解码晶片大致可以粗分为两大主流：一是多bit，另一个则是1bit。以发展时间的长短来说，多bit是在cd唱盘问世时就出现的，而第一代的 1bit产品则是约在1990代初期才在市场上出现。多bit和1bit以结构上分析到底孰优孰劣？举例来说，一串用细绳穿起来的珠链。我们用两种方法将细绳上的珠子取下来，第一种方法是：分若干次取，每次取下固定数量的珠子；第二种方法是：有多少颗珠子就取多少次，每次只取一个珠子。需要注意的是，唯芯片论不管是发烧友中还是非烧友中都是普遍存在的。但实际上，DAC芯片只是决定音质关键因素之一，而非唯一因素，甚至可以说不是最重要的因素。让我们先看看PCM阵营的困境吧，如前所述，从1990代初期，市售DAC芯片就以Delta-Sigma转换技术即是DSD架构为主，也就是说所有PCM信号其实在DAC芯片里都经过了DSD转换，也都夹带了DSD的高频噪讯。就是说真正的 PCM几乎是不可能实现的愿望。

　　现在市面上的DAC芯片碍于成本限制，几乎都不是真正的1bit解码，而是多位元(一般是5 bit) DSD解码架构，例如DCS赖以成名的Ring DAC技术就是交由数十个5bit的小DAC，配合大量相同数值的精密电阻来完成。目前顶级解码器的设计就是怎样利用这些芯片来达到最高的分析力和最少的失真。SACD忠实拥护者Esoteric解码核心选用市售Delta Sigma DAC晶片通过并联等方式提高位元深度。市售的DAC晶片最高可支援到32bit，过去Esoteric也是用市售AK4497晶片多颗併联，Esoteric GrandiosoD1、Grandioso K1、K-01x可达到36bit、35bit的位元深度。最新的天价旗舰Grandioso D1X改采用R2R分砌式DAC，大幅地提高了位元深度达64bit，能重播DSD 22.5MHz、PCM 768kHz的档案。全分立电阻网络电路（R2R）分砌式DAC得花很多功夫去测量配对，务求每一组上的元件达成精确匹配。多位元PCM解码因为每一个bit的输出比重不同，所以存在非线性失真问题，必须仰赖精密度非常高的元件与线路，才能降低这种失真，而现实是零件的参数是不可能完全配对。dCS、CH除了 DAC以外，都在数位处理平台(Digital ProcessingPlatform)和讯号处理(Signal Processing)都採用了FPGA和ICs可以自由编程处理平台，几乎可以在硬体中编辑任何逻辑与讯号处理，这个平台是核心，利用各家开发的程式透过FPGA把DAC电路都会受到晶片或滤波器对最终的声音的影响减到最低，正如CH设计师说的透过FPGA程式算法来校准。毕竟这也是现实技术限制的无奈之举。

　　有一个问题就是这些DAC在接收DSD信号时，内部是先把DSD转换为PCM再解码，根本不是原生支持DSD解码。一般厂製Delta Sigma DAC晶片在进行解码之前，DSD讯号都会先经过低通滤波线路，被降转为取样频率较低的多位元讯号之后，再进行PCM数类转换，而且跟PCM解码一样利用陡峭的滤波线路滤除杂讯，如此一来当然就失去上述DSD解码所特有的优势。我们很多发烧友会误以为兼容支持就是真DSD解码。这点很多厂家都避免讨论这个问题。

　　再从实际使用的层面检视，在录音室领域，由于很大部分录音室遗留硬件和旧有录音母带原因，所以在录音处理阶段，是 PCM格式，最后才输出为DSD格式，如果机器在解析 DSD高解析档案时又转为PCM解码方式等于经过两次PCM与DSD的转换，对于声音质量难免造成负面影响！要知道因为编码方式不同，DSD与PCM的分辨率无法直接换算的，转换肯定有坏处而没好处。这也是我们发烧友所说的“多只香炉多只鬼”。

　　唯有1bit DSD译码才能真正展现DSD的优势，两个DSD标准的创立者Ed Meiter (EMM Labs总裁)与Andreas Koch (Playback 总裁) 他们的设计都采用自家开发的1bit DSD解码线路，从不使用市面的解码晶片，当然不可同人而已。

　　提到DSD就不能不说说神级人物--瑞士人Andreas Koch，当年DSD 的规格制定者之一。Andreas Koch先生曾在Studer ReVox工作，并参与全世界第一部数字取样频率转换器的设计，在1984年时获得专利。后来Andreas进入Dolby进行AC-1及AC-3的研发，Andreas是Dolby Labs杜比实验室聘请的第一位数字音频工程师，那些广泛运用于数字电视广播及DVD的Dolby AC-3（Dolby Digital）有损压缩音频的算法就是Andreas研发的。1993年，Sony与Philips联手推行DSD规格的制定，共同投资组建了一个团队，专注于数字领域的研发推出DSD技术研究，以及录音与编辑器的研发，当时团队的首席工程师就是Andreas Koch。1995年，Sony发布了SACD，然而在和Toshiba东芝几乎同期推出的DVD-Audio的竞争中，由于自己拥有唱片公司，并且Andreas打造出了32轨SACD录音与剪辑工作站Sonoma（Sony One-bitMastering Audio Station），成为当时唯一真正1 bit DSD录音与剪辑设备，让Sony/Philips的SACD在市场上占得先机。后来，Andreas经历过与Ed Meitner合作的EMMLab，到后来为实现自己梦想而自立门户成立的Playback Designs，再到成立AK design,一路走来，Andreas始终是数码音频领域的权威，他在数字音频的领域始终走在技术的前沿。正因为如是，NAGRA才找AK design一起合作开发DA部分的数字模组电路。

　　NAGRA Tube DAC采用最强悍的72 Bit / 11.2 MHz的8核XILINXSPARTAN FPGA芯片，高功率FPGA执行了独家程式运算，配合多个8核X- Mos芯片运作，所有音频源均采用DSD256格式（11.2 MHz采样率）以当今最高的分辨率运行，是标准CD的25倍和SACD的4倍，即使CD信号进来也是升频到DSD256再解码，同时亦支持PCM 24 bits up to 384 kHz, DXD。NAGRA特色的8层军规电路板超精密设计使得信号以最短路径传输。

　　无论用什么格式数字化，都会产生超声波伪影，位深越多，底噪就越低，每多1位，底噪就降低大约6dB，1位DSD会有显著高于16位PCM的超声噪声，而PCM则会在采样频率上出现明显的噪声。这种噪声仅比可听度高一个八度，所以使用的滤波器必须具有非常陡的斜率，以免滤除我们想要的高频，所以PCM必须经过陡峭的数字滤波消除噪讯，因此采用PCM录音的CD的波型是不够完整的。PCM解码用陡峭的数位滤波线路一刀切断20kHz （重播16/44.1讯号时）以上高频，这种作法会产生pre-ringing失真，成为「数码声」的主要来源。

　　而DSD则是选择噪声移至较难听到的频段的降噪算法，或者采用更高的采样率。使用DSD64至DSD128或DSD256的播放软件，可使数字失真高于听觉范围八度，从而让使用更高级的降噪算法和更保守的数字滤波器成为可能，进而显着改善音质表现。DSD/PCM的重要分水岭在数字滤波上，为什么说NAGRA Tube DAC采用的是最牛的DSD解码技术？正因为它所强调的得益于DSD256的11.2 MHz超高采样频率而实现不使用数字滤波器！不用我解释，大家就清楚其中的好处。所以说这是最接近模拟的解码技术，声音通透和活生感优异就是最大的表现。而传统的PCM解码（例如DCS,CH等）往往都有多个滤波器模式选择开关，说是让爱乐者欣赏碟片时有不同口味，但实际上这就是不同滤波器带来的不同声染色！当然这种染色你喜不喜欢是另外一话题了。

　　时钟也是大家关心的，Andreas认为一般石英震盪时钟的最高震盪频率最多达到30MHz，无法支援前述DSD升频所需要的50MHz。为了突破这个限制，采用MEMS（MicroelectromechanicalSystem Oscillator）微机电震盪器，这种时钟看起来就像晶片，但是内部其实是微型机械结构，它的稳定性更高，较不受机械振动及温度变化的影响，如果使用得当，时基误差可以比石英时钟低十倍。重点是它的震盪频率高达80MHz。而且 Andreas Koch认为时钟要尽可能地靠近DAC，可以确保不会受到外部来源的潜在有害因素影响。这点CH的设计师当年也是这样设计，但由于商业的因素，很多厂家也就因为消费者的要求而特别搞了时钟接口，所以在时钟上的技术争论一直各有理据，暂且不表。

　　供电的重要性当然人所周知，Tube DAC采用的是数字和模拟电路完全独立供电，所以主机后面分别有两组供电接口分别为数字和模拟供电。而且仅数字部分就使用了16种超低噪声电源。一些数字电源的噪声水平噪声量级为惊人的0.4到0.8 uV RMS（从10 Hz到100 kHz）。如果你肯投入，Classic PSU超级电容器组成的虚拟电池供电器就是NAGRA领先业界的又一代表作，有如电池般的清纯电源而又可以避免传统电池的动态压缩，相信发烧友都知道好处非一般传统线性电源可以比拟的。

　　NAGRA CLASSIC PSU

最牛的模拟技术

　　市面上的绝大部分HI-END厂家都在流行追求频响宽、解析力高、声音通透的风格。活生感优异，还原度高，但声音整体饱满度不足，宽松感不够。声音取向是偏向超高分析力，带一点机械化的现象，音乐感提升可是以个人口味，我还是觉得如能在音乐的细致度和情感的刻画上再提升一点便会更加完美。这就是后续模拟放大电路的重要性！要成就好声音在模拟部分很多时候比起解码规格更为重要，特别是对于我们也玩黑胶的人来说，很好的空间感和现场感，乐器真实感这种模拟特有的音乐味道也是非常看重。

　　也许对于普通人来说，看到Tube DAC里面琳琅满目的电容阵容就感到满足，其实发烧友特别是改革开放以来玩的老烧都深刻体会耦合电容在模拟电路的重要性，毕竟那是信号路径上的元件。对声音的影响巨大，Nagra厂家就曾经特别官宣过，为了挑选最适合电容，厂家的金耳朵专家特别聆听了世界众多精品电容才特别定制的。考究如此，才是HI-END精神所在。

为了达到最接近模拟的声音，NAGRA摒弃了一般厂家所采用的IC或晶体管缓冲放大模式，直接采用自家名闻于世的牛放大，每声道一个，产生无源电压增益-（对于1V / 2.5V输出为+ 7 / + 11dB-）和进一步的阻抗转换，然后使用美国军规全新古董胆JAN5963胆作缓冲。

　　牛推对于现在很多厂家来说都是不敢轻易触碰的，因为这对牛的磁芯和线的材料绕线工艺等要求非常严格，特别是要满足现代带宽和线性相位响应的极高要求，只有大厂才有这样的科研实力，但对NAGRA来说就是小菜一碟！NAGRA制造变压器水准之高在音响界可说是无出其右，是因为其每件都是原厂老工人生产的高级制品。NAGRA引以为豪的就是美国阿波罗登月计划的变压器都是他家定制，这样的军工背景实力又有谁可比肩？这个超复杂的mu-metal高导磁合金封闭的牛，明亮的蓝色磁芯据说是具有革新挑战性的全新磁性零件，其初级导线非常细，次级更细，阻抗等都是厂家工程师不断试验才确定的，军工严谨的制作果然非同一般。看到机器的测试文件里面极其优秀的参数，你就可以知道这牛确实了不起。