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数字功放并不是新鲜的东西,也已经出现在诸多产品设计当中,尤其最近几年应用较多,已经慢慢有普及之势。数字功放为什么受到重视?因为其具有传统功放所没有的高转换率,可以高达80%-90%,而传统的功放芯片效率在10%-50%之间,这意味着数字功放只有少量的电能被转换成无用的热能。由之带来的好处也是显而易见的,数字功放对电源的输出功率要求低,散热要求也低,只需很小的散热系统就足够了,安全性容易获得更好的保证,制造成本和使用成本都能获得显着降低,在原材料成本大幅上升的今天,数字功放的成本优势突出,因此获得青睐。

前些时候,乐之邦发布N99A纯数字功放,个头只有常见的解码器大小,但可以提供2X60W的理论最大输出功率,这在以前几乎是不可想象的,传统设计当中,这种规格的输出功率,光散热器的体积就差不多会有N99A这么大了。何为纯数字功放?先来看看“不纯”的数字功放。在我们能经常接触到的数字功放中,主要有2种典型设计。

制造商=FUJIFILM;型号=FINEPIX S3PRO;焦距=60毫米;日期=2007.03.16 04:55:30;光圈=F22.0;测光模式=模式;感光度=ISO100;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=10/1250秒;曝光程序=手动模式

一种是Class D,也叫D类,这种应用最广,乐之邦早年的音箱设计中就采用过,创新HD50采用的也是使用的D类放大器。这种放大器并不是“纯数字”的,首先,它接受的输入信号就是模拟信号,所以它会多一次内部的转换,必须先将模拟信号数字化,这是一次必不可少的ADC过程,后面的转换过程才能得以继续,数字化后在进行脉宽调制并放大,因为放大过程是数字化的,D类通常也被归类到数字功放。

Bose MusicMonitor 采用的则是另外一种数字功放设计,在功放电路上,有三颗重要的芯片,AK4525、TAS5508B和TAS5142。AK4525是一颗Codec芯片,运用到本电路当中时,只用到了它的ADC功能,它负责将输入的模拟信号转换成数字信号。TAS5508是PWM处理器,所谓PWM,全称为Pulse Width Modulation,中文为脉宽调制。真正的放大芯片是TAS5142。这种设计比D类要看着要复杂,成本也要更高,但处理流程基本相似。为了照顾到模拟信号源,它也有一个必不可少的“ADC”环节,因此这种设计也不能算得上是“纯数字”。采用类似设计的还有创新的GigaWorks T3。

假设使用声卡到最终发声,整个过程基本是:I/O控制器/DAC/ADC/PWM/放大输出,即上图中红色路径那种模式。如果去掉DAC/ADC过程,像蓝色路径那样直接由I/O控制器输出信号到PWM再放大能否实现?答案是肯定的,而且,这样精简流程,理论上还可以避免DAC和ADC两次转换带来的损失,纯数字信号流程也具有更好的抗干扰能力。但限于数字音源还不够普及,几乎所有桌面音箱或功放产品都选择了“红色路径”的设计,实际这是妥协的设计。

N99A的设计,可以实现数字方式类似于“蓝色路径”的设计,但数字输入接口使用的不是通用的S/PDIF,而是乐之邦自己开发MULINK,按照乐之邦的说法,MULINK接口能更好的完成时钟的重整,带宽也更大。但我们认为,不管MULINK有多好的指标,保留S/PDIF会吸引更多用户,否则N99A仅仅适合乐之邦声卡用户。

信号经由MULINK输入之后,由FPGA处理。FPGA是一种可编程的芯片,写入不同代码之后可以完成不同的功能,在N99A的设计中,FPGA完成数字滤波、混音、时钟处理等工作,然后信号输送到下一环节。FPGA不是必须的,但对数字信号进行处理尤其时钟方面的处理,可以减低数字信号本身的失真。FPGA还可以用于屏显的控制。

PWM处理器采用TI TAS5086,而功放芯片并不知道具体型号,乐之邦方面也不愿意透露,只知道输出功率为2X30W,暴力拆解可能会不可逆,根据参数,我们猜测功放芯片为TI TAS53xx系列某款。散热器体积不大,但对数字功放来说已经绰绰有余。

N99A的主板上能看到一枚Cirrus Logic CS5341 ADC芯片,这是为了兼容模拟信号输入。在N99A后面板上,除了2组MULINK输入之外,还有两组RCA模拟输入接口。

数字功放一般配合开关电源使用,N99A内置了一个电源模块,体积接近内部1/3空间。

N99A前面板上还有个小液晶屏幕,可以用于显示当前输入的数字信号的采样率信息,音量信息、信号动态电平大小等,旋钮可调整各类参数,包括音量、输入端口切换等,操控上和乐之邦的解码器产品很像,但更为简单,算是很顺手的设计。旋钮右侧有个红外小窗口,用于遥控器控制通讯,遥控器可能作为非标配件需要另购。

从设计思路,到实际结构设计,N99A算是很有新意的产品,它可以实现全数字化转换,并且使用FPGA实现了一些辅助性功能。它的价格为998元,那么它的实际表现会怎样?

我们找来一些千元级的无源音箱作不同搭配。

数字音源采用Monitor 01 USD,这样一套含声卡音箱功放的系统总成本可以控制在2500-3000元左右,而模拟输出的声卡或者解码器不再是必需品。

为了对比纯数字输入和模拟输入的差别,音源选用的是MD11。为了对比方便,我们使用01 USD连接电脑,然后01 USD MULINK连接N99A,01 USD的同轴口则接入MD11,然后MD11接入N99A,这样通过切换输入源就可以很快的对比。

两者的区别很明显,纯数字输入方式具有明显更加清晰通透的解析力,动态瞬态等各项指标全面压倒性胜出,实际上模拟输入的这路成本还高得多。声音的污染源来自DAC、ADC,也来自MD11到N99A的模拟输出线路,这些污染的累积最后反馈到听感上的区别是很明显可闻的。基本上可以认为模拟输入已经没有太多意义。下面的文字描述不再涉及模拟输入这路。

N99A具有极低的底噪,即便在宁静的夜晚贴近扬声器听也听不出噪声,这是传统功放难以实现的,在工作状态下,即便以较大功率输出,其外壳也只是温热[室温25度],它完全可以其他设备叠放,不需要过多考虑过热问题。

高频表现:N99A的高频具有瞬态优秀,动态大的优点,反应迅速不含糊,解析力高,声音干净透明,纯数字化的优点在高频频段表现的非常明显,传统的功放设计很容易不小心就污染了高频。由于没有进过多次转换,也没有出现其他数字放大器高频那种偏单薄尖锐的趋势,声音明显耐听。在配合N99S时表现明显。

中频表现:其中频表现平淡如水,这是优点,也是缺点,它的好处是能如实的反应声音的原始特点,缺点是声音缺乏渲染,没有加强的感情色彩。声音密度适中,不松也不紧,结像清晰,能够清晰的听出歌者口型,配合睿韵K3时,这种出色的结像力表现尤为突出。

低频表现:N99A的低频同样没有明显音染,质感也较好。在中小音量时,能提供良好的控制力,瞬态表现突出,因此听上去有些偏硬,但不算太明显。而大音量时,低频质感会下降。

声场表现:一般的传统设计,分离度能做到-75dB左右就算不错了,这也就意味着大部分传统功放驱动的音箱会有轻微的串音问题,解决之道是使用双单声道设计。但纯数字功放具有这方面的优势,处理流程中,信号保持不易被干扰的数字状态,这种状况对分离度的提高也大有好处,而反映到听感上的表现是声场变得更宽,结像力也会变得更为清晰,乐器定位也能更为准确一些,N99A具有这方面的优势。我们使用N99A+睿韵K3的组合对比睿韵MS88[传统的功放设计+无源音箱],N99A+K3表现出来的声场更为宽大且层次丰富。

N99A以一个小型桌面的功放机的形态展现了令人满意甚至有些令人惊喜的音质表现,但它不是没有缺点,它的功率还是不够大,额定功率虽然有2X60W,但经验告诉我们,任何功放的不失真功率会远远小于额定功率值,N99A也不例外,可用功率的峰值估计约为2X30W,作为桌面功放来说,2X30W不失真功率应该基本够用,搭配各类音箱制造出的声压满足一般的音乐欣赏也没有问题。大功率输出时,声音却会可闻的劣化,解析力、动态的下降尤为突出。我们认为这是N99A体积限制,使得无法安放更大的电源模块所致。

瑕不掩瑜,尤其在桌面音箱系统日渐衰落的今天,能看到一款还算有新意的产品并不容易,而且,这款纯数字功放机售价并不离谱,价格为998,相比千元级的传统功放,N99A的声音更贴近“高保真”。可玩性也不差,中性的声音可以实现更广泛的搭配,用它搭配一个千元级的音箱倒是能玩出些乐趣,而且成本可以控制上合理的水平内,因此,我们对N99A的综合素质和性价比表示满意,但如何评级,却有所犹豫。因为N99A不支持S/PDIF,这是保守主义作怪,也是我们不喜欢的一面,另一方面,N99A采用FPGA进行辅助功能设计,这可能是功放设计中首次出现,也应该给予鼓励,我们也希望这样的产品能给沉闷的行业带来一点启示

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