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[发烧理念] 我为发烧续一命

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发表于 2016-5-31 13:47:09 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 南开米饭 于 2016-5-31 13:50 编辑

作者:HIFIMAN CEO 边仿
一. HiFi-女人-妇fu科大夫

关关雎鸠,在河之洲。窈窕淑女,君子好逑。性别男爱好女乃人之天性。闻靡靡之音而充分发挥想象力,脑海中的人儿远比真人更好,则更是一部分优秀男人永恒的爱好。

说到发烧友,我的朋友周鸿祎就是这样一个人。他这些年买了好多音响,花了多少钱已经无法计数.专门帮他置办音响的那个香港人,刚开始认识他的时候开丰田,这两年已经开大奔了,好像比周自己的座驾档次还要好些。 作为互联网大佬,周的音响多且贵,让人想起了古代帝王的三宫六院。但是周很明智,他并不会为不赚钱的小众HiFi音响投一分钱。每当我说起我做高级HIFI,HI-END的计划,他总是皱起眉头,说,这个东西没有量不要做。然后就忍不住问我,你打算用几个喇叭呀,多大的瓦数,放交响好不好之类,看得出来,他对HiFi是真爱,但是把爱好和挣钱分的很开,是拿得起放得下的企业家。

01.jpg

周大佬拿得起放得下,并不代表所有的人都是。我是个执迷不悟的人,我爱HiFi如爱女人。于是一不小心,变成了妇fu科大夫一样的HiFi产品制造商。有谣言说,男性妇fu科大夫一辈子对房事是有心理阴影的。我不是妇fu科大夫无法亲历,但感觉这多半是真的。在如这行以前,甚至刚入行的那两年,我信心满满的要用世界上最好的发烧DAC芯片,最精心调教的模拟电路,做出世界上最好的音质的HiFi产品。 现如今21世纪的第二个十年,按说四个现代化已经实现,是世界大同的年月。但HiFi的根本对我来说却愈发虚无缥缈了。我从来没有像今天这样觉得自己肾亏。

二.我们的行业在骗人

说到数字音频,我必须指出,数字音频是个伪命题。扬声器,也就是耳机和音箱里发声的关键器件,都不是数字的。 数字音频应该理解为,用数字格式存储的音频文件。  

02.jpg

数字音乐存储是从1目走上历史舞台的。之后CD唱机逐渐普及,并在高音质的HIFI行业取代了胶木唱片。但美好终究是短暂的,90年代后期出现的音质低劣但使用方便的mp3播放器彻底摧毁了唱片业,使之从大众走入小众,并重创了音响行业,该行业至今仍苟延残喘。HIFIMAN团队是开创发烧级便携音频产品的团队。2009至今,有众多的厂家介入这个市场,但是这个市场并没有做大,仍然是小众。

音乐的数字存储有两种:多bit(PCM)方式和1 bit方式。PCM是占主导地位的音频存储方式,而1bit方式最早是为通讯行业开发的。模拟方式记录音乐信息的时候,譬如胶木唱片,我们用放大镜观察,可以看弯弯曲曲的线,线上的每个点都代表声音在这个时间点的电平。多bit方式存储音乐,是在连续的模拟信号上每隔一段时间,记下来一个点的电平的绝对值,电平是多少就记录多少。1 bit方式则是记录每个点相对前一个点的相对值,如果后一个点比前一个点电平高,则记为1,如果比前一个点电平低,则记为0。这种相对强度的做法,有它固有的问题。譬如说,如果信号是一条直线,多bit的方式呢,每个点都是一样的位置,直线就是直线,而1 bit方式就出现问题了,由于是每个点的位置都是相对于前一个点,有或高或低两个状态(电平比前面高用1,比前面低为0),那么水平的直线就变成一条弯曲的波浪,一个点高,下一个点就低,再下一个点又高。因此1bit的存储方式其实并不是HiFi的。讽刺的是,1比特后来也有好事者应用在了高标准数字存储上,取了个炫酷的名字叫DSD,并作为噱头被千百厂家捧上神坛,并为万人追捧。

03.jpg
DSD诸多弱项之一:图中绿色曲线右侧飙升的噪音,取样率倍频后稍好,但仍然难以去掉

三.黑科技?DAC其实揍特莫介玩意

正因为数字格式存储的音乐无法直接驱动扬声器发出声音,DAC,也就是数字/模拟转换器就凸显出了它的重要性。DAC芯片是一个神奇的黑盒子,数字音频信号输入进去,模拟信号出来,就可以放大并且驱动耳机或者音箱发声了。DAC芯片的两大类型:R2R和Delta-sigma。浅显的说,R2R方式是按照多bit音频信号原原本本的格式进行数模转换。随着比特率的提高,电阻越来越多,信号电平被降低。当电压降低过多时,信噪比指标就显著变差, 因此R2R芯片的比特率做不高,18比特左右就是极限了(PCM1704可以接收24bit的信号)。另外,由于R2R方式需要用激光对芯片里的电阻进行二次修正,成本相对很高。这就是为什么R2R DAC芯片已经淡出了消费级产品线,仅有工业和军事用途产品还在使用R2R DAC芯片,而且价格不菲。

Delta-Sigma方式是先把多bit音频信号转化为1bit的信号(像不像DSD?其实Delta-sigma转化成的1bit信号取样频率比DSD还要高些),然后再进行数模转换。这就是为什么在用方波信号的时候,现在的绝大多数DAC芯片都很差,方波顶部本该是一条直线的地方变得弯弯曲曲,而本该90度垂直上升的地方,却变成了圆肩膀。由于1bit的数模转换不需要用复杂的R2R电阻网络,避免了对电阻值的二次矫正,芯片的制造成本大大降低了,而且在较高比特率的还原上,没有电阻网络分压导致电平降低到接近于环境噪音的信噪比问题,因此简单的信噪比,比特率等一些外行们关注的客观指标很容易做高,不容易受到周边线路的缺陷带来的噪声影响,做整机产品难度也显著降低。 这就是为什么我们看到现在的DAC芯片,即使是非常高的指标,价格也是那么平易近人,并且统统支持“原生DSD”的原因了:他们骨子里都是1bit!HiFi行业玩掩耳盗铃,恰恰忽悠住了一大帮一知半解的发烧友。

04.jpg

Delta-Sigma方式的DAC,其核心的,和音质相关的,数模转换硬件部分只需要做一次傅里叶变换然后把噪声滤掉即可,是超级容易做的标准方案。无论多么昂贵或者便宜的DAC芯片,只要是Delta-Sigma方式的,这个部分都是相同的。

四. HIFI死了

既然说都是一样的,那为什么各家DAC芯片的主观听感和客观指标都不同呢?先来说说主观听感,这主要和滤波/缓冲有关。 Delta-Sigma的DAC芯片里,除了那个超级简单的转换部分,其它的部分其实就是个普普通通的逻辑元件(芯片),里面烧录了一些控制程序和算法指令(其实这就是固件哦)作为接口控制和软件滤波。什么是软件滤波呢?其实就是去改变频响曲线达到改变音色的目的。再来说指标。指标这个东西,尤其是芯片或者产品厂家公布的指标,其实只要超过了一定范围,比如信噪比超过了100,基本上就和主观听感没啥关系了。有些芯片厂家宣扬的特别特别高的指标,比如ES9018的标称当年就特别特别高,是必须在原厂推荐的模拟线路下才能达到的。 但是这个线路的主观听感不好听,是专门为了创造纪录而生。因此HIFIMAN团队在使用这个芯片设计HM901播放器的时候,重新设计了模拟线路,为优美的主观听感舍弃了特别高的指标。

05.jpg

我亲爱的朋友,你终于理解为什么iphone的音质为啥并没有比HiFi音频播放器明显的差了吧,因为cirrus已经把它的音频核心集成了进去,对,就是那个CS后面带四个数字的芯片。顺带一说,牛逼的wolfson已死(被cirrus收购),Burr-Brown已死(被Ti收购),有事烧纸。另外一家ESS公司,正乐的屁颠屁颠的在人傻钱多的神州大地把它的音频核心卖给各大国产手机厂呢。而这些Delta-Sigma的音频核心,说到底不过就是把差不多的算法和滤波的代码固化在了一些差不多的通用芯片核心上而已。

HiFi死了。

五:飞刀-HIFIMAN SUPERMINI-梦的起点

做完了HM901之后我就一直在想,既然Delta-Sigma类型的DAC芯片就是一个有着通用DAC或者FPGA核心的通用芯片,无非就是用不同的软件程序来写了不同的滤波和算法,造就了不同的音色而已。为什么要先找个主控芯片,然后架设一个Linux或者安卓系统,然后在用它来一边跑UI,一边控制DAC芯片,浪费了很多的电,很高的成本,却做出来一个主观听感都差不多的东西呢?

王侯将相宁有种乎?为啥我们不能选一个低功耗带性能不错的数模转换器的芯片,重写它的底层代码,把它变成一个理想的播放器芯片呢?于是我们选型,建团队,辛辛苦苦工作了三年。这就是SUPERMINI,小强播放器的由来。这是一个体积甚至达到ipod mini大小的产品,支持包括DSD在内各种格式,主观听感几乎和HM901一模一样,续航时间22小时,输出功率300mw,而且带平衡输出。唯独UI工作量特别大,因为代码非常底层,连操作系统都没有,写起来特别费事。一个看上去很简单的BUG,都可能需要改上一两周甚至更长时间。但是由于是HIFIMAN的团队自主开发而不是外包开发,我们对固件的修改有很大的自主权,这是非常可贵的。

06.jpg

最后我要说的是,下一代旗舰播放器已经在做了,架构会惊世骇俗的,但价格也是。我的路,用我的脚肘出来。让你们无路可走,来黑我吧。

参考资料
https://en.wikipedia.org/wiki/Direct_Stream_Digital
http://www.beis.de/Elektronik/DeltaSigma/DeltaSigma.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Resistor_ladder

何时得团聚,尽使罗拜跪。 婆婆到辇下,翁翁在省里。 大婆八十五,寝膳近何似? 爹爹与奶奶,无日不思尔。 每到时节佳,或对饮食美。
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发表于 2016-5-31 13:51:33 | 显示全部楼层
呃,前排?
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发表于 2016-5-31 13:51:49 来自手机 | 显示全部楼层
请解释为什么慕尼黑没有用招牌随身做音源反而用ear sacd机
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发表于 2016-5-31 13:56:39 | 显示全部楼层
一直很喜欢男人家的东西,如果有活动的话更好了,小强新品试过很不错
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发表于 2016-5-31 14:09:35 | 显示全部楼层
水表!续一秒
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发表于 2016-5-31 14:11:32 | 显示全部楼层
随身听再次拯救世界?

不过还是没看懂,除了不用通用的操作系统,其他特点是什么? 大意是否类似dos系统比windows省电又好声?

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mvw
本来就是啊。  发表于 2016-5-31 16:23
最爱短歌行
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发表于 2016-5-31 14:40:14 | 显示全部楼层
“这就是为什么R2R DAC芯片已经淡出了消费级产品线,仅有工业和军事用途产品还在使用R2R DAC芯片,而且价格不菲”
这句话是不是恰恰说明了r2r确实有优点了?又贵,问题还多,应该被彻底淘汰才对
文章里面完全没提r2r的优点
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发表于 2016-5-31 14:43:28 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 iLLogiCo 于 2016-5-31 14:55 编辑

能不能说说周鸿祎的系统

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卡玛大哑铃,网上一搜就有  发表于 2016-5-31 19:11
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发表于 2016-5-31 14:48:36 | 显示全部楼层
看出来了下代旗舰铁定r2r了  
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发表于 2016-5-31 15:03:01 | 显示全部楼层
前排
PRISM大法好
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发表于 2016-5-31 15:10:40 | 显示全部楼层
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发表于 2016-5-31 15:36:03 来自手机 | 显示全部楼层
几块钱一个啊
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发表于 2016-5-31 15:36:21 | 显示全部楼层
周鸿祎的系统是大卡玛、音源功放都是dCS套装,是套装。



而且据知这只是他若干套音响中的一套……。
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发表于 2016-5-31 16:13:42 来自手机 | 显示全部楼层
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发表于 2016-5-31 16:18:08 来自手机 | 显示全部楼层
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