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安卓机王亿格瑞A15都有哪些料 我来深挖一下~~

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发表于 2020-5-17 18:09:48 | 显示全部楼层 |阅读模式

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这次咱就直接开始了,不说“废话”了。
上一篇说道我们在A15上用到了多路分离式线性电源供电,为整机提供了充沛稳定纯净的电源。这一篇我们来说说音频输出的关键器件——DAC芯片。


众所周知,声音是以数字方式保存下来的。在播放的时候通过某种方式把数字方式转换为模拟信号,再送到音频功率放大器最终通过喇叭把声音发出来。保存下来的数字方式我们暂且(为什么是暂且,因为这里涉及到很深的学问)可以认为它是固定不变的,那么忽略音频功率放大器和喇叭的因素,把数字信号转换为模拟信号,就是音质表现好坏的重中之重了。而这个完成数字信号转换为模拟信号的零件(或者IC集成电路)就叫做DAC(数模转换器)。
DAC性能的高低,会影响数字信号转换为模拟信号之后的精度即准确度、信噪比即有效信号和本底噪音之间的比率、分离度等等。DAC先天性能的好坏决定了信号转换后“有没有可能“达到好的效果,为什么说“有没有可能”呢?那是因为,好的DAC理论上能够很好的完成转换,但前提是,能不能用好这颗DAC,这由很多方面决定,在后面我会详细说明。
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ESS Technology 公司的logo
目前市面上能够生产DAC的厂家有很多,各种性能档次的都有。不过受到广泛关注和被大家所认可的品牌中 ESS Technology 是名列前茅的。由其设计的DAC芯片规格极高,被很多人所追捧。


我们在这方面丝毫不含糊,为A15用上了ESS公司的旗舰产品ES9038Q2M,一颗属于SABRE系列,专注于专业发烧友市场的DAC芯片。
看到这里你会说,原来是9038啊,见的多了,没什么特别的。YES!GOOD!,你说到重点了!接下来我要说的就是前面留下的那个问题:“能不能用好这颗DAC?”
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ESS ES9038Q2M芯片外观
在此之前,请先允许我把ES9038Q2M的主要规格罗列一下,想知道更多的,自行百度吧。你问为什么写英文?因为这是来自ESS的原文,看得懂的不用翻译,不懂的翻译了也看不懂。总之,参数很牛逼就对了!
“ ... The ES9038Q2M SABRE Reference DAC is a very high-performance,
The ES9038Q2M delivers a DNR of up to 129dB and THD+N of -120dB,
The ES9038Q2M handles up to 32-bit 768kHz PCM, DSD256 via Dop and native DSD512 data in master or slave timing modes. ... ”
ES9038确实出现在很多的产品中,甚至在某宝花点饭钱就可以买到基于ES9038的DAC解码板或者是成品。可是你思考过一个问题吗?英国的LINN在它零售价高达近20万元人民币的旗舰机器上使用的“仅仅”是两颗WM8741 DAC芯片。仅仅从DAC的某一个重要参数来说,高达-120dB(THD+N)的ES9038,哪些产品达到了这个极限(是否虚标请自行分辨)?好吧,即使真的用上了ES9038,那效果就一定出的来吗?答案显然是否定的!拿来用、堆料谁不会呢?可Hi-Fi这东西,仅仅是堆料那么简单吗?那你也太小看我在第一篇中罗列的那么十几门学科了。


不过,这事情对于亿格瑞来说有着不可比拟的优势,那就是亿格瑞的CTO(首席技术官)——陈勇先生,在创办亿格瑞公司之前,曾长时间就职于ESS公司,担任ESS大中华区的技术领头人!亲自带领技术团队将ESS的产品应用于各种需求之中(限于保密条款,我们不能公开这些产品的品牌和型号),说不定你正在使用的某款产品中就有他的手笔。
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陈勇先生,曾任ESS公司大中华区技术Leader,现为亿格瑞CTO
所以,我们在使用ES9038芯片的时候,能够得到ESS公司从上到下最为深入、最为直接的支持(ESS现在的大牛,当时是陈勇先生的同事甚至是下属)。得益于当年与陈勇先生一起奋战过的团队的鼎力支持,A15音频部分的每一颗元器件的选择、每一条线路的排布,每一个寄存器的设置,亿格瑞团队与ESS团队都反复参详、调试,做了最优化的设计。并借助ESS公司强大的原厂原设计级技术支持和全面的实验室配合,使得这一颗芯片得到了前所未有的发挥。这也就造就了A15这个机型足以傲视同品类的音频表现。
在此,我谨代表亿格瑞团队,对ESS团队表示最诚挚的感谢,感谢兄弟们的支持!


或许你已经了解了一些东西了,同样一颗芯片,在不同人的手里,能够发挥出来的效果是完全不一样的。ES9038能够出现在廉价的DIY作品中,也能够出现在Hi-Fi级发烧产品中,完全看是谁在使用他。就像我经常说的一句话:“‘能用’和‘好用’,是层级上的区别”。
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堆料好还是不好,还是看能否用好这些器件
说到这里我想顺带简单的提下元器件的用料,即所谓的“堆料”。堆料好吗?好!也不好!实际上用ES9038也是一种“堆料”,用的好,堆料是有价值的,用的不好,白白浪费,由消费者埋单?我们使用ES9038Q2M,也是对整机进行评估,认为她足以胜任这个产品的定位。我也可以换用ES9038pro啊,成本一下子增加几百、几千,而仅仅只更换一颗芯片,显然是为了使用pro而使用,实际根本就发挥不出来她的优势,这是对消费者的不负责任。当然,或许哪天我真使用了ES9038pro,那就说明那台机器的综合素质足以合适使用她了。


好了,最近调试软件有些累了,就暂时不说其它东西了,请静待下一篇吧。至于下一篇说什么呢?你猜……

欲知后事,且听下回分享……
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 楼主| 发表于 2020-5-17 18:10:58 | 显示全部楼层
之前聊了亿格瑞Hi-Fi级影音播放机A15的芯片架构和减震设计亮点,对于追求音质、热爱音乐的人来说,这些细节真是做到心坎上去了!
从供电架构设计到模块电磁屏蔽,从专用音频芯片到Hi-Fi元器件,亿格瑞Hi-Fi级影音播放机A15始终贯彻着精益求精的Hi-Fi思路。


但如果说ES9038解码芯片和设计架构决定了声音的下限,那像电容、电阻等元器件的使用,则决定了声音的上限。


对音质有着极高追求的A15,所选用的元器件都十分能打,在竞品未曾关注到的细节之处,A15同样用心之至!

                               
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01高品质ELNA电容,更好的声音改善

火电和水电的区别不容易听出来,但滤波电容的差异却很容易在音质变化中感受到。


这还真不是玄学,就像乐器音色和使用材质相关联是一样的道理。


当有了好的电容从中调节,我们就能让音频电路的供电稳定、纹波更小。小内阻滤波电容的应用,让电源内阻更小瞬态响应更好。


模拟音频信号在稳定供电的情况下才能保证波形更稳定传递更顺畅,不但可以保证大动态时电源供给的充沛,也能使微弱的细节信号不会丢失,音质表现自然更好。


这次亿格瑞Hi-Fi级影音播放机A15在音频电路中采用高品质的ELNA电容作为滤波电容。ELNA的音频专用电容在很多Hi-Fi器材上都可以觅见其影踪,特别是在日系器材上ELNA使用率极高。


A15拥有一颗高达70瓦的音响专用纯铜进口矽钢片大功率环牛,作为动力之源;又采用极高稳定性的线性稳压电路,更有三路电源分离供电的设计,还有小内阻高品质滤波电容……这样的设计在同类产品中堪称所向披靡!

                               
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02“红鬃烈马”德国红威马薄膜电容

音响器材中使用的薄膜电容,成名最早,知名度最高,首推有红色仙丹或德国仙丹之称的威马WIMA电容,其被誉为“补品”元件。之所以称为“补品”,是因为一用就能有立竿见影的效果。


亿格瑞A15这次在DAC的音频部分就大量使用了这款德国的“红鬃烈马”。


德国WIMA电容的特点是速度快、损耗低,表现音色冷艳、解析力极高,适合多种听音要求。

                               
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03高速低噪声运算放大器

此次亿格瑞Hi-Fi级影音播放机A15使用的是高精度、低失真、低噪声和高速的集成运算放大器。


通过高速低噪声运算放大器对DAC转换后的信号进行快速精准的运算和放大,让最终输出音质细腻丰富,自然真实,提供更加出色的听音体验。


众所周知运放在音频电路中极其重要,这次我们在A15上使用了ESS原厂推荐的,并经过ESS和亿格瑞双方团队精准适配的RT6863S Hi-Fi高品质运放。其高达135dB的PSRR和-116dB的信噪比及18MHz的增益带宽足以胜任目前的工作。

                               
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04 0.5%精度的晶圆电阻

平时我们谈电容、谈运放更多,但对电阻的使用相对较小谈及,实际上电阻是用得最大量的元件,电阻的精度、稳定性会对电路产生不小的影响,也影响声音的表现。


A15在电阻的选择上同样十分Hi-Fi,整个模拟音频部分,统一采用的是0.5%精度的晶圆电阻!

与其他竞品在元器件上使用日常5%精度的电阻比起来,A15几乎是碾压级的用料了。如果每个电阻精度都提升十倍,那A15整体表现可就不是提升十倍那么简单了,说指数级提升也不为过吧。
晶圆电阻还具有普通电阻不可比拟的温度特性,晶圆电阻在各种温度下工作都能很好的保持其阻值和稳定性,也就是说能让机器在长时间、各种温度下工作时都保持在出厂时调教好的最佳状态。

05 日本品牌原装欧姆龙继电器
继电器通常应用于控制电路中,,它实际上就是一种“开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换等作用,而A15中也同样使用了继电器。


A15在任何一款元器件的选用上都以性能优先,为了尽可能减少损耗对信号的影响,我们采用了日系著名的欧姆龙(OMRON)信号切换继电器。


这款欧姆龙继电器的切换速度仅需2.5ms,接触电阻小于75mΩ,而寿命则高达10万次以上,能够在-40~+85摄氏度的环境下可靠工作。


快速的切换和尽可能小的接触电阻提供稳定的插入损耗,实现优良的信号传递以及高速信号的稳定切换,做到信号不失真。

                               
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06高精度同步双时钟晶振

时钟的精度在数字音频中影响至关重要,A15在这方面当然没有理由做妥协。我们为DAC部分双时钟晶振配备了10PPM高精度的有源晶振,成本相对来说会更高一些。


但同时,高精度的双时钟晶振在面临采样率转换的时候,双时钟分别对应44.1KHz和48KHz倍频采样进行管理,不会因此出现频率转换时候对音质极大的影响。


而高精度则保证了数字信号尤其是高码流的无损音频数据传输的稳定性和传输的同步,降低误码率,进一步提升音质。

                               
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有细节的到位,才会有整体的完美!

不是用了ESS9038就算Hi-Fi,也不是用了环牛电源就算Hi-Fi,A15追求的Hi-Fi,是从内到外,从细节到整体,都以一种精益求精的心态去设计,去感同身受……

那些更容易被用户看到的ESS9038、环牛电源等,我们要做的更好;那些不容易被看到的微小元器件,哪怕是存在感微乎其微的电阻,只要是影响音质影响产品表现的地方也要悉心考量,我们也要做到最好!


承匠心之道 启诚意之作
亿格瑞Hi-Fi旗舰4K UHD影音播放机
A15预计5月28日正式上市
敬请期待!

                               
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 楼主| 发表于 2020-5-17 18:14:23 | 显示全部楼层
上一篇我们说到了DAC芯片,并且表示因为我们拥有的资源,我们有能力把ES9038Q2M给用好(也确实办到了), 但是把DAC芯片用好也仅仅是好音质输出的其中一个关键,除此以外,还有很多的地方都需要处理。


这篇,我打算跟大家分享一个安卓系统的巨坑!


本篇写完了之后发现铺垫有点长,不想浪费时间的读者,请直接跳到第二张图片开始看 :)。


很多人都知道数字音乐有一个极其重要的规格,那就是取样频率(当然还有位率等等)。如果你不懂这个规格,我可以简单的做个不怎么恰当的比喻,取样频率就像是给一个固定大小的圆球做固定次数的直径测量,然后再根据测量数据重新把这个圆球给画出来。测量100次得到100个数据,画出来的圆球可能不那么圆润,测量10000次得到10000个数据,那么画出来的圆球就会非常圆润了。音频取样频率就是指一秒钟给音频信号进行测量多少次,频率越高,次数越多,将来还原出来的音频信号就会越接近原信号,所以说,取样频率越高越好。

                               
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不同取样频率对效果的还原差异极大


我们在市面上买到的CD音乐光盘,它是以频率为44.1KHz(一秒钟测量44100次)对音频进行取样的,而像DVD光盘通常则是以48KHz(以下简写为44.1K/48K)进行取样的。在播放它们的时候,需要将音乐数据发送给DAC芯片,由DAC芯片按照同等的频率进行转换,例如44.1K取样的数据输入到DAC之后必须以44.1K的频率进行还原,得到音频信号还原。同样的,48K的也一样进行处理,但48K的音频要优于44.1K的。
这本没有任何问题,只要声音能够得到很好的重现,就完美了。


然而,我们还是太年轻…… 吃饱喝足不愁吃穿之后的人们开始不满足48K的效果了,出现了88.2K、96K、176.4K、192K乃至更高取样频率的音频格式(民间一般称其为“母带”或“高清音频”格式),就为了让回放的效果更好。可是,理想是美好的,现实却很是骨感……,一方面人的追求在不断的提升,而另一方面口袋里的Money却没有同步提升(至少大部分人是这样吧?)。
于是一些人就做了个决定:因为要还原高取样频率的音频,其成本是极高的,并且很多人并不需要“如此之好”的效果,那为了降低的成本,在Android系统里面,凡是超过48K取样的音频文件,都统一转换成44.1K或者48K来输出(尽可能整数倍转换,甚至不管什么格式都统统转换成48K),这就是传说中的安卓SRC问题。因为安卓系统这个的限制,导致了在相当长一段时间里,安卓系统都被认为播放音乐的效果不好(事实上现在依旧这样认为的大有人在)。
这样做本无可厚非,在普通消费级产品中确实无需关心这个问题,因为多数人只是拿手机、机顶盒什么的播放MP3或者WAV最多APE/FLAC格式的音乐文件,甚至只是听听在线音乐,根本触碰不到这个边界。
但是抬头看看本文的题目,再想想我们的初衷,我要做的是一台Hi-Fi的播放机,这种事情叔叔能忍,婶婶都不能忍!

                               
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XMOS芯片实现通过USB口输出高取样音频


赶时间的可以从这里开始看起:
于是,我们在A15中采用了专为音频应用而设计的XMOS芯片,然后配合新研发的音乐播放器软件,就可以绕过安卓的这个“巨坑”,实现突破安卓48K的限制,输出高取样率的音频。
绕过安卓以后,我们实现了高达768K/32Bit的PCM格式输出和支持到DSD512的DSD输出,最大幅度的保留了高清音频的效果。此举,让我们能够将高清音频的数据异步输出(这里就不解释什么叫异步了,总之你只要知道异步比同步更好即可)给XMOS芯片,然后再给到DAC芯片进行解码。

                               
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三颗高精度晶振实现高质量的数字信号输出


但我们并不满足于此,我们还设置了三颗10ppm的高精度有源晶振,两颗晶振分别对应于44.1K和48K及其衍生频率的音频信号处理提供高精度、高稳定的同步时钟,另一颗为XMOS提供工作时钟。XMOS将处理完毕之后的数据经过我们增加的CPLD芯片及专门编写的程序优化处理之后再输送给ES9038,让其工作在效果最好的同步模式,这样就避免异步模式(ASRC)下的抖动导致的音质劣化。

                               
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工作在非ASRC模式下的ES9038


如上,一系列的操作,或许你并不明白我说了什么,或许我说的也有错误。甚至在极简化设计的情况下,只需要一颗ES9038就可以发出不错的声音,至于什么XMOS、CPLD和高精度晶振统统可以省掉。但是,我们坚持在A15上使用了这些芯片,还差点为此杀了一个程序员祭天,都是为了实现更快、更高、更强的目的,一切为了音质表现而努力。

                               
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XMOS+CPLD+三晶振+ES9038的梦幻套装


好了,本片我就打算说到这里了,最后提一句,上面几张图片是我自己(也有同事们的帮助)一个个把零件3D建模出来然后摆放在一起渲染出来的效果图,看起来是否还可以?这可是A15真实的DAC板哦,你能看出来上面有些什么东西吗?
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  • TA的每日心情
    开心
    2020-7-2 16:51
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    [LV.4]偶尔看看III

    发表于 2020-5-19 14:35:06 | 显示全部楼层
    高手在论坛,感谢楼主分享,帮顶了!
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    发表于 2020-5-19 14:38:22 | 显示全部楼层
    这机器看来不错,等待评测下手。
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  • TA的每日心情

    前天 14:45
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    [LV.9]以坛为家II

    发表于 2020-5-19 14:39:14 | 显示全部楼层
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