『聊聊趋势』— 数字时代，前级正在消失么？

HerculesVR

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数字音频领域没有绝对单位,通常用比值单位, 比如一个24Bit 的数字音频信号 动态范围理论是 0dBFS 到 -144dBFS. (dBFS 即 dB满刻度)

为什么数字是丢掉Bit, 比较简单计算是 24 x 6 = 144, 我们姑且称为144dB有效动态范围. 事实上24Bit技术我们一般只能做到未记权的140dB信噪比之数字信号.但是没关心, 我们仅使用理想情况计算.

24Bit 的0dBFS 到 -144dBFS是初始量, 数字设备底噪是不能动的, 即本底噪声-144dBFS, 使用数字音量衰减时候, 从0dBFS开始,我们需要衰减20dB, 这样信号最大电平变成了-20dBFS, 这时候 有效动态范围 下降到 124dB. (dithering 实际上是通过算法把 丢掉的那"20dBFS"信号随着加入的扰动噪声随机串入这"124dB"内,才使得我们听起来还不错, 即觉得丢的少)

对于一个ADC或者DAC设备, 通常要定义数字比值和绝对电压关系. 举例 : 比如常见平衡输出DAC输出电平为 +18dBu (即定义0dBFS = +18dBu), 此DAC信噪比为124dB, 这样我们可以换算 +18dBu - 124dB = -106dBu  (-106dBu 大约是4uV RMS噪声).

如果我们使用传统数字衰减技术 - 即直接丢掉Bit, 这个-106dBu是改变不了的, 只能从+18dBu 开始减少,假设衰减12dB, 这时候机器输出电压为+18dB - 12dB = +6dBu, +6dBu - (-106dBu) = 112dB, 信噪比此时为112dB, 即丢掉了12dB.

HerculesVR

在来说 模拟前级,  上一楼体积的举例DAC我们称为 DAC18124, 因为是一个输出电平18dBu且信噪比为124dB的DAC.

模拟前级足够强悍是维持DAC品质一个关键因素.

假设一号模拟前级 named PREA, 允许最大IO电平是 +20dBu, 输出本底噪声-117dBu(大约1uV), 这时候我们可以标记这个机器信噪比
+20dBu - (- 117dBu) = 137dB.

假设二号模拟前级 named PREB, 允许最大IO电平是 +18dBu, 输出本底噪声-97dBu(大约11uV), 这时候我们可以标记这个机器信噪比
+18dBu - (- 97dBu) = 115dB.

假设三号模拟前级 named PREC, 允许最大IO电平是 +12dBu, 输出本底噪声-102dBu(大约6.15uV), 这时候我们可以标记这个机器信噪比
+12dBu - (- 102dBu) = 114dB.

比较一: 信噪比

DAC18124 124dB  VS PREA     135dB    PASS
DAC18124 124dB  VS PREB    115dB     DEFEAT
DAC18124 124dB  VS PREC    114dB    DEFEAT

第一项目比较, PREB和PREC均不能满足DAC性能需求.

比较二:  IO电压

DAC18124 +18dBu VS PREA  +20dBu   PASS
DAC18124 +18dBu VS PREB  +18dBu   PASS
DAC18124 +18dBu VS PREC  +12dBu   DEFEAT

第二项目比较, PREC不能满足DAC最高电压要求.

比较三 :  噪声对比

DAC18124 -106dBu VS PREA    -117dBu       PASS
DAC18124 -106dBu VS PREB      -97dBu      DEFEAT
DAC18124 -106dBu VS PREC   -102dBu      DEFEAT

第三项目比较, PREB和PREC都不能满足DAC18124的噪声要求所以双双出局.


最后只剩下PREA可以满足 DAC18124需要, 但是满足到什么程度, 很简单.

DAC18124 -106dBu VS PREA    -117dBu   -106dB - (-117dB) = 11dB

也就是说PREA这个前级可以在衰减11dB范围内满足DAC18124性能需求.

[ 本帖最后由 HerculesVR 于 2012-12-7 13:52 编辑 ]

HerculesVR

简言之: 高性能模拟前级要拥有比 DAC强的多 的余量性能 才可以"平移" DAC的性能. 就像刚才举例一样, 我们需要一个高性能模拟前级来"平移" 数字领域那个比值 , 即向上(放大) 124dB那个比值, 亦或 向下(衰减)124dB这个比值.

因为放大电路 噪声和信号同时放大, 信噪比是不变的, 当然如果这也能把信噪比设计差的人也不合适做这行业, 加之负反馈技术 还可以减少失真, 所以正如我前文所说, 放大电路很容易设计. 衰减就难多了.

但是让前级设计师越来越郁闷的是, 现在的DAC性能越来越强悍, 已经非常逼近模拟领域1.3uV (20Hz到 20kHz 未记权1.3uV几乎是音频模拟电路做到极限,音频测试仪器大多就是这个参数, 极有屈指可数几个天价仪器可以做到1.1uV 或者 0.9uV, 再低就不行了)这个极限值.

所谓未来高性能模拟前级可能会非常昂贵, 因为为了满足高性能DAC需求, 这些前级已经跟仪器没什么区别了.

最后: 我只是为了简单说明, 使用了信噪比这个最简单计算的方式, 事实上一个好模拟前级参数很多多```不是只有失真和信噪比,呵呵.

Enjoy.

mifeng

进来学习。

amex

学到了新的姿势

tt0331

长见识了，谢谢

Lovefancy

學習了，謝謝分享

fzfzmp

我也这么以为，后来大错特错了。

karajan109

新姿势，偶稀饭

kell

其实、除了大家说的前级有增益放大和调色作用外、还有一个作用被大家忽视了、也是个非常关键的作用-----阻抗匹配和信号安定作用。
前级比后级更难做“好”~~~

mifeng

阻抗匹配可以理解，但是不知道怎么计算。

信号安定就不太理解了，请kell版详细说说。

rickyang72

不大懂，纯学习。

ambrosia

学习新姿势。

yangmetal

原帖由 HerculesVR 于 2012-12-7 06:48 发表
简言之: 高性能模拟前级要拥有比 DAC强的多 的余量性能 才可以"平移" DAC的性能. 就像刚才举例一样, 我们需要一个高性能模拟前级来"平移" 数字领域那个比值 , 即向上(放大) 124dB那个比值, 亦或 向下(衰减)124dB这个 ...

这边主要还是从功能考量上，如果讯源不再模拟，那前级的功能纯粹是技术上的，音质上的，那就不应该是消费者端考虑太多的问题～

至于到底会是数字音量，还是纯模拟技术，是指标要求更高的模拟输出级的可变功能，我相信总会有一个技术的进步，解决这个问题的～

haozi7802

原帖由 blstwind 于 2012-12-7 00:28 发表


受教了，感谢 HerculesVR兄可否推荐几个用在DAC和有源箱之间的前级。

同求！！！我也是需要一个DAC和有源音箱之间控制音量的前级，平衡输入输出的！！