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[DAC/數位流] PS Audio Directstream Junior 數類轉換器 評測

CharlesLuk 發表於 5 天前 | 顯示全部樓層 |閱讀數: 2766|評論數: 0|[複製鏈接] |閱讀模式
2014年PS Audio由Ted Smith設計,造出「不用任何現成的DAC晶片」、搭載獨特的數位音訊處理與DSD數類轉換電路的Directstream DAC。如今原廠應用相同技術製作Directstream Junior,這款新機所呈現出樂器音色細膩、自然、真實的程度在相近價位帶難逢敵手,就連CD規格的音樂檔、音質也表現得幾乎如同DSD一般。

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從1982年CD唱片問世、開啟數位音樂時代以來,每一個時代都有「常態」與「獨特」的數位訊源器材,有才華的設計師總是想打破現狀、不使用「通用」的設計。早年數位濾波與D/A晶片是分離的,有人就是不想用「現成的」數位濾波晶片,而是用DSP執行自家撰寫的程式作插補運算,後來在數位流登場前後,也有些設計者不用「現成的SRC晶片」作Upsampling、而是自己用DSP或FPGA晶片作運算。他們這麼作,一方面是表示對現狀的不滿,另一方面則是有信心作出突破,甩掉現成DAC晶片、拿回完整的主導權、而不是只在DAC晶片週邊換換零件作「調聲」。目前絕大部分數位訊源都是使用現成的DAC晶片,能夠把手伸進數類轉換的核心、決定D/A轉換程序與手法者極少,這樣的製品可能佔總量的1%都不到,本篇為您介紹的Directstream Junior就是極為罕見的例子:它沒有DAC晶片!

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Directstream Junior擁有極佳的組裝品質,機體緊密、堅實、很有質感。面板右方文字顯示器平時用來顯示音量與數位音訊格式,旋鈕則用於控制音量,以顯示幕左方的按鈕搭配旋鈕則可作功能設定與訊源切換。除了在面板控制之外,Directstream Junior有配備遙控器,包含開關機、訊源選擇、音量控制、平衡調整、相位切換、顯示幕亮度設定與靜音操作功能

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本機配備的輸入端子多達六種:網路端子可用於網路串流音樂播放與控制;USB Type B端子則能對應從PC送出的數位音訊;Toslink光纖輸入能讓本機作薄型電視音訊輸出的數類轉換;數位同軸與XLR輸入則可接入您既有的CD轉盤、BD播放機或其他訊源器材。I2S目前的通用性不高,它的特點是同時傳輸數位音訊與時鐘信號、時基誤差比S/PDIF低很多,PS Audio Directstream Memory Player(SACD/CD轉盤)就有I?S輸出端子,只要用HDMI線連接本機即可

Directstream Junior採取與PS Audio現役旗艦Directstream DAC(2014年推出、價格本機貴很多)相同的技術與電路架構,在Directstream DAC上市之前,設計者Ted Smith花了七年時間研發,終於得以實現他的想法。在我看來,Ted Smith設計的特點在於把一且變得「單純」:典型的多位元數類轉換電路就算不提DAC晶片的處理過程會造成多少問題,在DAC之後的電路(通常包括I/V轉換與LPF)還是比較複雜,Ted Smith的想法則是製作「DSD DAC」,即使是PCM輸入也一律轉換成DSD,這樣只要在後面加上LPF(低通濾波器)就能把DSD轉換為聲頻信號了。音響玩家多半認為DSD是「數位」音訊,但DSD是應用PDM(脈波密度調變)、它是以脈波的疏密程度描述連續信號電位的高低變化,因此它可以說是一種「類比的」調變方式,在我看來,Directstream Junior將PCM轉換成DSD的過程就是在作D/A轉換,只是轉換後的類比波形不是大家熟悉的聲頻信號、而是頻率很高的方波。

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本機的電路佈局相當簡潔,我認為這樣的作法對音質很有幫助。交流電源從右後方進入、電源座本身就是一個AC濾波器、能抑制電源噪訊。Directstream Junior以一個環形變壓器供電、多組次級圈輸出到主電路板前緣的電源電路作整流與濾波,各部電路還有個別的專屬穩壓電路

Ted Smith設計的原理看似簡單,執行卻相當困難,最大的難處在於能否作出好聲音,成敗關鍵取決於數位音訊的處理方式。Directstream Junior能對應CD等級的數位音訊以及Hi-Res的PCM與DSD,在接收介面之後以Spartan-6 FPGA晶片作為數位音訊處理的核心。前半段的工作包括數位音訊的Upsampling(對應不同取樣率分別用三段Upsampler),提高取樣率、作bit數擴張與緩衝(Buffer)處理,不管是PCM或DSD、取樣率多高,都會被轉換成28.224MHz/30bit。28.224MHz這個頻率很奇妙,因為它剛好是DSD64取樣率的10倍、DSD128的5倍、192kHz的147倍、176.4kHz的160倍、對應其他取樣率較低的PCM也都是「整數倍」。按照PS Audio的說法,過去為了對應不同取樣率的數位音訊必須使用多個Clock、容易產生同步問題、產生時基誤差,而它們的設計只需要用單一的高精度Clock、無論任何規格的數位音訊都能達到相同的低時基誤差程度,並且它所作的升頻處理能讓數位噪訊更遠離聲頻範圍。

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Directstream Junior以Sparten-6 FPGA晶片為核心,它會將所有輸入音訊上轉為28.224MHz/30bit、採取50 bit音量控制,在FPGA晶片處理末段把數位音訊轉換成5.6448MHz DSD、輸出到主電路板兩側後方的低通濾波電路

如果你沒有聽黑膠唱片的想法,用「可調整音量的」數位訊源直入後級,不僅能省錢、也不用擔心前級會對聲音造成什麼改變,Directstream Junior的設計也有考慮到這一點,在音訊轉換為28.224MHz之後,FPGA晶片以Downsampler將取樣率降為5.6448MHz作數位音量控制、處理精度高達50 bit,位元數高到這種程度幾乎已經完全不會減損動態、音量調低也能維持高訊噪比,並且沒有類比音控聲道間誤差大的弱點與感應雜訊的顧慮,這也難怪PS Audio將它稱之為零損失(Zero-Loss)音量控制了。
說到這裡,或許有人質疑「它已經把DSD轉成了多位元、這還是DSD嗎?」我想提醒大家,DSD最大的優點之一在於「高取樣率」、能還原出線性更好的聲頻信號,而且即使將28.224MHz下轉為5.6448MHz作音控處理,取樣率依然等同於DSD128。在音控之後,FPGA晶片將5.6448MHz多位元音訊轉換為5.6448MHz DSD、輸出至低通濾波電路。Directstream Junior的低通濾波電路分為兩段:先用高速差動放大OPA晶片AD8132(迴轉率高達1200V/μs),放大FPGA晶片送出的DSD信號,採全平衡結構、最後以被動式濾波電路將DSD轉換為聲頻信號輸出。

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此圖的中央區塊是本機右聲道的低通濾波電路,它以高速OPA晶片AD8132先作DSD音訊的平衡放大,隨後通過被動式LPF、將DSD信號轉換成聲頻信號輸出。從頭看到尾,Directstream Junior都沒有使用現成的DAC晶片,而是完全貫徹設計者的概念作數類轉換,這足以說明PS Audio的技術研發實力

從整體的電路架構來看,本機與Directstream DAC的相似度很高,主要差異在於:Directstream DAC的低通濾波電路末端有裝寬頻輸出變壓器(Junior沒有);Directstream Junior「內建」Bridge II網卡、先天具備網路串流播放功能,經過測試,在本機輸入選為Bridge II的狀態可以順利播放NAS與PC分享的192kHz/24bit FLAC音樂檔案,而Directstream DAC則是將Bridge II網卡列為選購配備。

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在數位界面方面,本機以XMOS接收晶片對應USB Audio非同步傳輸,內建Bridge II網卡、使它也能夠成為作為網路串流播放機使用,可使用智慧手機安裝第三方App(例如Bubble UPnP或MediaHouse)點選播放曲目

這次我以Bladelius Thor MK-Ⅲ綜合擴大機與Marten Django落地喇叭搭配Directstream Junior試聽。測試剛開始,在播放CD等級(44.1kHz/16bit)音樂檔的時候,本機就已經展現它的特異功能:明明就不是聽DSD,但是聽起來幾乎就像在播放SACD(DSD64)!為了進一步確認、我連續試聽比較幾張專輯(包括古典音樂、日本流行歌曲與爵士)的44.1kHz/16bit與DSD64音樂檔,我很驚訝播放44.1kHz音樂檔的綿密程度、柔順性、音色與聲音訊息豐富的程度竟然非常貼近DSD,如果我不是早已知道檔案的類型、還真不太容易憑聽感認出誰是DSD。隨後我又比較不同取樣率的Hi-Res檔案(包括多位元與DSD),與上一個階段的試聽狀況相較,聲音的特質幾乎沒有變化,但是能夠感受到音樂檔的規格愈高,聲音密實豐潤的程度愈高、樂器的質感更為精細而寫實。
只要搭配器材與調校已經達到一定的水準,我確信試聽本機的玩家們絕對能感受到Directstream Junior的獨特性,它聽起來根本就不像是「數位」訊源,完全不需要播放所謂的發燒片、浮誇地表現動態與能量,只要播放自己想聽的曲目、用舒適自然的音量播放1950、60、70年代的錄音就會赫然驚覺:這哪像是在聽「數位」音樂檔?簡直像是在播放保存狀況極為良好的黑膠唱片!各位都知道類比軟體(如黑膠與盤帶)是記錄連續(線性)的聲頻信號、相當於「取樣率無限大」,而Directstream Junior利用FPGA作數位音訊的運算插補、有效填補了數位音訊時間軸上相鄰取樣之間的「空乏區」,使修補過後的「單位時間資訊量」達到一般DAC的16倍,等於是用更多、更密集的「點」、描繪出一條連續的「線」,就是因為這項特性使它呈現的聲音也更趨近於類比訊源。
在聲音性格方面,Directstream Junior是屬於純淨無染的類型,它的古典音樂表現讓我相當著迷:完全不用催逼音量、甚至於只要比照「音樂廳後排座席」的音量,它就能展現出極高的透視度,讓管樂器、弦樂器「輕輕演奏」的聲音清晰而柔美地穿透空間,能夠充分感受到樂團合奏的複雜與和諧,不像是「經過擴音」、而是非常趨近於在音樂現場直接聽到自然樂器的發聲,演奏空間中微小聲響質感細膩的程度讓人驚嘆,我理想中的Hi-Res就該是這樣的狀態啊!在搭配方面,我傾向於選用中性的線材以及中低頻厚實的擴大機與喇叭,一方面保有Directstream Junior的靈動與高貴氣質、另一方面則能讓聲音顯得更豐潤而有韻味。

如果您很喜歡黑膠唱片與盤帶的聲音特質、但仍然希望能享受更多的數位音樂內容與便利性,除了Directstream Junior之外,我曾經聽過具有相近特質的數位訊源器材屈指可數,而本機是其中價格最便宜的一部,並且這款新機還有把CD規格轉換成DSD音質的罕見能力,表現自然樂器聲響的真實程度更是在相近價位製品中幾乎沒有對手,無論以絕對音質表現或性價比評估、它都應該獲得我們的最佳推薦。

重要特點
1. 對應所有數位訊源均採取DSD數類轉換
2. 打破傳統架構、沒有使用任何一種DAC晶片
3. USB Audio多位元相容最高規格為352.8kHz/24bit
4. 相容DSD 64與DSD 128數位音訊
5. 能調整輸出音量大小、可作為數位前級使用
6. 具備網路串流功能、支援UPnP與Roon
7. 美國製造,在Boulder科羅拉多工廠生產

規格
●型式:數類轉換器(包含網路串流與數位前級功能)●I?S、S/PDIF與USB輸入相容音訊格式:PCM 44.1k~352.8kHz(16至24bit)、DSD●Toslink輸入相容:PCM 44.1k~96kHz(16至24bit)●DSD解析度:DSD 64、DSD128●頻率響應:20~20kHz(±0.25 dB)●總諧波失真:低於0.03●輸出電平(Normal):平衡2.6 Vrms、單端1.3 Vrms●數位輸入:USB Audio(Type B)×1、AES/EBU×1、Toslink光纖×1、數位同軸(RCA)×1、I2S(HDMI)×1、RJ-45 Ethernet×1●聲頻輸出:XLR×1、RCA×1●消耗功率:30瓦●尺寸(寬×高×深):430×698×360mm●重量:8.1公斤●參考售價:135,000元。
進口代理:逸聲02-2391-7999


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