怦然心动，陶然忘机——沐声DA006解码器用家札记 [复制链接]

第二个问题，NOS方式下音频信号高频衰减损失的补偿问题。以前对这个问题的认识有限，以为NOS方式导致解码器在20khz处衰减3db、15khz处衰减1.5db，需要在模拟电路中进行相应的补偿，类似于RIAA均衡。后来通过AI，才发现NOS方式下的高频信号不仅有频率响应的衰减，还有相位的失真；而补偿方式则有数字式、模拟式以及数字-模拟混合式。

以下信息来自豆包：
NOS方式下的频率补偿问题

NOS方式下，数字滤波器为消除22.05khz的取样信号噪音，需要加大衰减，导致20khz以下的音频信号也被衰减，据说20khz处衰减3DB,15khz处衰减1DB，所以需要进行频率补偿。用什么方法进行补偿？是在模拟电路按数字滤波器的衰减曲线进行等量的提升吗？

在 NOS 方式下，针对数字滤波器消除取样信号噪音导致音频信号衰减的问题，以下是一些常见的频率补偿方法，不只是在模拟电路按数字滤波器的衰减曲线进行等量提升这一种方式：
数字域补偿
•    数字均衡器：可在数字信号处理阶段，利用数字均衡器对衰减的频率进行提升。通过设计数字均衡器的系数，使其在 20kHz 及附近频率段提供 3dB 左右的增益，在 15kHz 处提供 1dB 左右的增益等，以抵消数字滤波器带来的衰减。比如，使用参数均衡器，精确调整中心频率、带宽和增益等参数来实现针对性的频率补偿。
•    数字信号处理算法优化：对数字音频信号进行算法处理，如采用基于自适应滤波的算法，根据输入信号的频率特性实时调整滤波参数，自动补偿被衰减的频率成分。也可通过数字信号处理软件，在音频文件播放前对其进行预处理，添加合适的频率补偿曲线。
模拟域补偿
•    模拟均衡电路：可在模拟电路部分设计模拟均衡器，按照数字滤波器的衰减曲线进行等量或近似等量的提升。利用电感、电容、电阻等元件组成的模拟电路，形成特定的频率响应，对经过数字滤波后进入模拟阶段的音频信号进行频率补偿。例如，使用 LC 谐振电路或有源滤波器电路等，针对 20kHz 和 15kHz 等关键频率点进行增益调整。
•    放大器电路调整：通过调整放大器的频率响应特性来实现一定程度的补偿。有些放大器在不同频率段的增益可以通过电路参数进行微调，可适当增加放大器在 20kHz 及以下被衰减频率段的增益，以补偿信号的衰减，但这种方式可能会引入一定的失真或噪声。
综合补偿方式
•    升频技术结合滤波优化：采用升频技术将音频信号的采样率提升，如将 44.1kHz 提升到更高的采样率，使原本靠近音频频段的 22.05kHz 噪声频谱远离音频频段，从而减少对音频信号的影响，降低数字滤波器的衰减压力，再结合适当的数字滤波和频率补偿算法，进一步优化音频质量2。
•    多阶段滤波与补偿：在数字滤波和模拟滤波阶段分别进行不同程度的补偿和优化。例如，在数字阶段先进行部分频率补偿，初步提升被衰减的频率成分，然后在模拟阶段再通过模拟均衡电路等进行进一步的微调，以达到更精确的补偿效果。
哪种频率补偿方法效果最好？
不同的频率补偿方法在效果上各有优劣，适用于不同的应用场景和需求，很难简单地评判哪种效果最好，以下是对数字域补偿、模拟域补偿和综合补偿方式的效果分析：
数字域补偿
•    优点
o    精度高：数字信号处理可以精确地按照预设的算法和参数对特定频率进行补偿，能够准确地针对 20kHz 处 3dB、15kHz 处 1dB 等具体衰减量进行精确补偿，有效恢复音频信号的原有频率特性。
o    灵活性强：可以通过软件算法方便地调整补偿参数，适应不同的音频源、不同的数字滤波器特性以及用户对音质的不同偏好。还能根据具体的音频文件或播放环境实时调整补偿策略。
o    不会引入模拟噪声：由于是在数字信号处理阶段进行操作，不会像模拟电路那样引入额外的热噪声、电磁干扰等噪声源，能保证补偿后的音频信号纯净度。
•    缺点：可能会引入数字处理误差，尤其是在对高频信号进行大幅度补偿时，可能会产生量化误差等问题，对极高频细节有一定影响。
模拟域补偿
•    优点
o    自然的音频特性：模拟电路对音频信号的处理方式相对更接近人耳对声音的感知方式，经过模拟均衡等处理后的音频信号可能会给人一种更自然、温暖的听感，对于一些追求传统模拟音质的用户来说更具吸引力。
o    实时处理：模拟电路能够实时对输入的音频信号进行处理，不存在数字处理中的延迟问题，对于实时播放的音频，如现场演出等场景，模拟域补偿能更及时地对信号进行调整。
•    缺点
o    精度有限：模拟电路元件存在一定的误差和非线性特性，难以像数字处理那样精确地实现特定频率的特定增益提升，可能会导致补偿不够准确，在不同的环境温度、湿度等条件下，模拟电路的性能也可能会发生变化，影响补偿效果。
o    易引入噪声和失真：模拟电路中的放大器、滤波器等元件可能会引入噪声和失真，尤其是在对信号进行较大幅度的增益提升时，噪声和失真可能会更加明显，影响音频质量。
综合补偿方式
•    优点
o    取长补短：结合了数字域和模拟域补偿的优势，在数字阶段可以利用其高精度和灵活性进行初步的频率补偿，对整体的频率响应进行大致的调整；在模拟阶段再利用模拟电路自然的音频特性进行微调，使音频信号在保持准确性的同时，更具模拟音频的质感。
o    优化效果更全面：升频技术结合滤波优化可以从根本上减少数字滤波器对音频信号的衰减需求，多阶段滤波与补偿能够在不同环节对音频信号进行精细处理，从而实现更全面、更优化的频率补偿效果，提升音频质量的整体表现。
•    缺点：系统复杂度较高，需要同时设计和调试数字信号处理部分和模拟电路部分，成本也相对较高，对技术要求和设计难度都有较高要求。
一般来说，在对音质要求极高、追求极致还原和精确补偿的专业音频制作、高端音乐播放等领域，综合补偿方式通常能取得更好的效果；在一些对成本敏感、对实时性要求不高且对音质精度要求相对较低的消费级音频设备中，数字域补偿可能是更合适的选择；而对于一些追求模拟音质特色、对实时处理要求高的场合，如模拟录音棚等，模拟域补偿可能会更受青睐。

第三个问题：DA006是否对高频信号进行了补偿？我以前通过“听”，认为没有。这个猜测是错的！
因为DA006的能量分布低频、中频为主，高频延伸有所克制，我称之为“扁平三角形”，基于听感猜测没有进行高频补偿。但感觉这结论有问题：一是这样的话频率响应曲线肯定不达标；二是模拟电路中第1级“信号校准”的作用无从解释。特别是今年春节后将DA006发回厂家，用下一代解码器的储备技术进行升级后，高频延伸达到比较理想的状态。这三方面的情况综合权衡，DA006是对NOS方式下的高频信号进行了补偿，数字电路部分不得而知，但模拟电路部分使用了信号补偿。

继续DA006的产品分析
3、叹为观止的电路结构+4、不计成本的发烧用料
电路结构与元器件用料关联度极高，合并在一起分析

沐声DA006的产品设计可以用两句话来概括：电路结构因注重性能而复杂，元件用料因追求极致而奢华。在电源设计、时钟晶振、模拟电路中体现最为明显。

1、复杂精致的电源设计
1）空前壮观的6只环牛
DA006最吸引眼球的，是用了6只电源变压器，称之为 “牛最多的解码器”，可以说当之无愧！
一般解码器都是用2只电源变压器，数字电路、模拟电路分开供电，避免相互干扰。沐声从DA002~DA005一直都是这样的设计。所以，很好奇一台解码器怎么会用上6只变压器，就专门向李总请教。得到的回复是这样的：2只50VA的O牛（单晶铜镀银）分别给左右声道模拟电路供电，2只20VA的O牛（高纯度无氧铜）分别给左右声道DAC芯片数字电路供电，1只20VA的O牛（高纯度无氧铜）给数字接口供电，1只20VA的O牛（高纯度无氧铜）给控制、显示电路供电。
强调一下，所有的牛都是O牛，不是环牛！从变压器的铁芯结构看，最好的是O牛，其次是R牛，再次是环牛，最差的是E牛。
目测这些牛似乎是世民牛，但李总对此没有正面回答。

之所以使用6只牛，并非是盲目堆料，而是出于对声音的追求。李总解释说，解码器通常的设计是用2只牛，数字、模拟分开即可。每只牛可能有多个绕组，供不同的电路使用。但在仔细的对比中，发现同一个铁芯的多个绕组之间，由于次级线圈的交互感应，会形成一种窜扰，在一定程度上影响音质。所以，最好的设计就是多个电源牛供电，由此导致设计复杂、成本增高。对于定位于HIFI的器材而言，出于成本的考虑，不可能使用这么多牛。但DA006有更高的追求，而且成本空间也有提高，所以，就使用了6只牛供电。

2）优质可靠的整流滤波电路
DA006的整流，采用了优质的肖特基二极管，比传统的二极管具备多方面的优势：开关速度快、正向电流能力较强、正向电压降较低、温度特性较好、反向恢复时间短、正向电流能力较强、结构简单成本较低、可靠性高。当然也有缺点，一是反向耐压相对较低，二是漏电电流相对较大。总体来说，用在整流电路，比传统PN结型二极管更有优势。
不过，沐声从DA003开始，就一直使用肖特基二极管整流，延续到现在，所以，这并不是DA006的卖点。

主滤波电容方面，使用了蒙多福的电解电容，这是近些年来HIFI器材的当红花旦，声音确实不错，但价格也水涨船高了。

3）不计成本的二级稳压LDO
前已述及，DAC芯片的供电质量至关重要，一般都采用两级稳压方式。第一级稳压与音响中常见的稳压电路相同，但第二级稳压一般通过LDO器件实现。沐声对此一贯高度重视，到DA006更是使用了19路高精度LDO电路，关键电路选用了多组输出噪声仅为0.46uVrms的TPS7A94，这是迄今为止业界最优质的LDO器件。

当然，TPS7A94的价格也不便宜。在淘宝上查了一下，每片报价30~35元；低端的LDO 如AMS 1117价格每片为0.25元，价格相差100倍。中高端的LT3042，价格大概每片7~14元。

4）极尽奢华的电源退耦电容
数字电路的电源退耦电容对音质有巨大的影响，在某种程度上类似于模拟电路中耦合电容的地位。DA006对此非常重视，从几十种不同的优质电容中不断筛选，主要是基于实际听感，选择了相应的电容。最醒目的就是使用了杜兰CAST电容。这款著名的电容在国外的天价器材中时有所见，国内则主要是一些高烧DIYER使用，正式产品中似乎不多见。
PS.其实，这方面的工作，归属于校声更为适宜。

3、各司其职的4只时钟晶振
DA006使用了4只订制时钟晶振，1只供USB输入，3只供DAC芯片（其中，DSD音源单独使用1只，PCM音源使用2只。PCM采样率有两个基本的频率：44.1khz和48khz，分别使用整倍数的时钟频率，通过数字分频获得所需频率，失真更小）。
沐声的时钟晶振属于订制时钟，未透露产品来源，但从给出的参数看，比Crystek CCHD957更为出色，例如，影响时钟质量的重要指标相位噪声，沐声订制的晶振在近端10Hz时比Crystek CCHD957低10db。

不过，没有使用恒温晶振，多少有些遗憾！