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主题:限制随身播放器真正音质的短板或者说瓶颈都有哪些?

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clark
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限制随身播放器真正音质的短板或者说瓶颈都有哪些?  发帖心情 Post By:2014-3-16 11:46:23 [只看该作者]


都说好钢要用在刀刃上,完全不计成本的设计消费者很少买得起,那么我们只能在有限的成本内尽量做到最高的音质性价比。音响是一个系统工程,也是最能诠释木桶原理的产品,找出最短的几块木板,消除瓶颈会带来事半功倍的音质提升。

盲目的堆料只会让消费者花更多的钱而音质不会有太多的实质性提高,或者有的厂商就是把较多的成本都用在了不是系统短板的地方,看是设计、用料非常强大,但最后出来的音质差强人意。只有针对性的设计,针对性的下重料才能做出高性价比产品.

QA360针对目前随身播放器的一些短板做了很多针对性的设计,对于部分瓶颈的消除下了重本,音质也取得了非常满意的一个结果,做到了素质与听感的并存。

目前随身播放器音质的瓶颈在哪里? 大家可以根据自己的理解发言, 后续我们会陆续公布一些QA360的设计及相关参数信息。

***3月19日更新添加***

随身播放器的最大瓶颈或者说最短的一块木板是:电源  (具体的文案及QA360的电源框路正在制作中,近几天会发布),现在先发几张QA360内部PCB板图给大家饱饱眼福:

 


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***3月20日更新添加***

随身播放器影响声音最大的瓶颈:电源---电为声之母

电源的好坏对音响声音表现有决定性的影响,供电系统若被忽视,音效是绝对无法达到顶峰。

而电源最主要的2个关键要素就是电流量与纯净度,充足的电流才能让器材发出动态丰沛的声音,如果电流不足,声音听起来就会闷闷的, 频响打不开,动态出不来; 而干净的电源则是可以降低杂讯以及听觉上的尖锐感。

一台播放器内部集合了工作在几十兆到几百兆频率的主CPU/单片机、工作在几十兆频率的数字信号处理电路、数字逻辑电路、DAC转换电路、工作在音频范围的LPF、模拟放大电路、耳机放大电路…各个部分的电源如果隔离或滤波做得不好就会相互干扰,造成互调等等失真!甚至会出现误码!表现在音乐上就成了数码味加重,层次感差,分离度低,不通透,不结实!有的机器为了消除这种数码味就只能人为的调整衰减高频,最终的结果就是声音糊、暗、无层次、无临场感。

台式播放器有大把空间,通常的做法是用两个变压器,有的是三个变压器,把模拟与数字从电源源头隔离开来。一个变压器又会有多个绕组,从交流源头把多个容易相互影响的部分隔离开来,然后多路稳压电路为各部分独立供电,完善的隔離,絕對會提升電源品質,这样各自的电源基本独立运作,互相不影响,电源纯净。而且台式播放器没有续航的限制,它们会有足够的电压与电流来提供给相关电路。

随身播放器我们也可以用多颗独立的电池为各部分分别供电,但是这样做会带来一个很大的问题就是充电器会是一个很大的累赘,想外扩移动电源增加续航也会变得非常困难。

终合考虑我们只能选择一颗3.7V的锂电池为整个随身听供电,这也是目前大部分随身听所选择的供电方式,如何用一颗电池供电而让各个部分的工作动态不影响其它部分,如何有更高的电压与电流给模拟电路就显得非常重要了。

通常好的台式HIFI产品电源部分的占比都会达到或超过整机的40%,国外部分台式名机电源部分所占面积/成本更是达到整机的50%-70%。

QA360的电源部分在两块PCB板的空间占比达到50%,电源部分的材料成本在所有电子材料中的占比也超过50%.

随身的空间是最大的限制,如果我们要在有限的空间内留出更多给电源处理部分,那么其它部分就势必需要做出一些让路; 比如我们有对比过两颗CS4398工作在单声道模式,有对比过用2颗高端单运放分别放大两个声道,有对比过从DAC到LPF再到耳放两个声道差分完全独立处理与放大,但这些带来的提升远远不能弥补因空间不够减少电源处理电路带来的音质劣化。电源成了最短的这块木板,我们必须要留出更多的空间给电源部分,把最短的这快木板加长。

很多随身播放器模拟部分的供电是直接把电池电压通过高频升压升成5V!看起来好象没有什么问题?不对哦!高频会对模拟电路产生极大的干扰!!如果用升压后电源直接给放大器供电的话,滤波出色到还好,如果滤波不良就会产生大量高频干扰,甚至会窜进人耳可听的范围!就算不进入人耳的听觉范围,也是不可取的!虽然听不见,但听多了会让人从心底产生一种烦躁!不安!就想CD没经过LPF一样!让人难受!

较多的现售随身听模拟部分全部或部分采用单5V电源供电,单电压的放大器一般输入要加电容输出又要加电容!不论你电容怎么好,加太多的藕合电容这种非线性元件总归是要劣化声音带来失真的!(更合况随身的空间内是不允许使用补品藕合电容的),而且模拟部分太低电压供电会容易带来动态不够,分离度不足等缺陷!


QA360模拟部分供电用电流达到2A的升压芯片,先把电压升到+5.6V、-5.6V, 再用发烧HIFI大容量电解电容+超低ESR钽聚合物电容+MLCC电容联合滤波去除升压高频干扰,然后经过LC滤波电路,再分别到多个高频低噪音LDO进一步抑制纹波,同时稳压到+5V、5V, 同时各部分独立供电,进一步减少相互影响。

两块PCB板各自独特的高频杂讯自吸收电路及元件(类似台式系统的下地),确保数字电路及升压电路的高频干扰被吸收转换为热能而不在内部空间辐射干扰模拟电路。

QA360全机使用23颗高频低噪音LDO为各部分独立供电,利用高频LDO对低中高频的较高PSRR来达到抑制其它部分工作带来的纹波干扰,各LDO前更是增加muRata原装特制滤波元件进一步过滤与隔离高频干扰。

模拟部分各电源都使用发烧音频电解电容储能以满足大动态瞬态需求.

随身播放器的电源内阻其实是很影响音质的一部分,电池与外部电源的切换、电源的ON/OFF、自动开关机电路…都需要在电源回路上串联MOS开关管,锂电池自身的保护电路也是需要串联MOS开关管,这些开关管的内阻直接影响电源的内阻,电源内阻较高会造成电源反应慢,瞬态跟不上,低频动态纹波大,直接会带来动态不够,层次不清楚,声音不结实,无力量,频响打不开,无法听交响等问题。

大部分的随身播放器都是使用数百毫欧的MOS管,一方面这些是MP3、MP4方案公司的通用电路,另一方面这些MOS管常用并且价格便宜,还有就是一些厂家没有意识到低内阻的重要性。

QA360从电池开始就保证超低内阻,我们测试了几十款电池,最后选用了现在在用的超低内阻锂聚合物电池(内阻不到常规同类电池的一半),当然价格也是同类电池的2倍,开关MOS管更是选用了不到20毫欧的昂贵品,整体电源内阻只有常规播放器的1/5-1/10,以保证充沛的能量供应。

QA360的电源部分电容更是选用多颗HIFI发烧音频电解电容、多颗贴片钽聚合物电容、多颗NPO、X7R电容以保证电源的电流量与纯净度。

下图是QA360内部电源框图:

 

 
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***3月25日添加更新***

随身播放器短板之二:
时钟-数字音频的灵魂

时钟是数字电路的血液,在数字音频中,更是声音品质的灵魂!

QA360独有 双+壹 晶振设计

将台式HiFi播放器的顶级低Jitter TCXO双+壹 晶振引入QA360随身播放器,完美解决音源采样率问题,实现了对各码率及DSD音源的完美采样。

QA360采用3颗日本定制超低Jitter TCXO为整机音频提供主MCLK。

因为高码率音乐有两种倍频的采样率,即44.1KHZ和48KHZ倍数,对于音频协议来说,它需要的主时钟是不同的。

DSD是使用176.4Khz相同的主时钟,但我们实验发现,处理DSD数据的逻辑控制时钟同样会影响音质,为了尽善尽美达到最HIFI音质,我们使用了第三颗低Jitter TCXO。

时钟低Jitter很重要的保证是时钟的供电电源,高频反应速度足够快且纯净的电源是基础,很多产品是用上了昂贵的晶振,看似设计完美,但时钟与主控且用同一个电源,或者电源没有很认真的隔离与滤波,电源的污染给时钟带来了数倍数十倍的相噪,让低Jitter只能出现在时钟厂家的规格书上。


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随身播放器短板之三:数字音频-从源头开始保证HiFi

QA360-采用高端台式数字播放器相同架构

比较过不同数字播放器、比较过不同数字界面的烧友应该是深有感触,数字音频输出的声音可以有很大的不同,并且对整个系统的影响并不比解码带来的影响小。

QA360播放器数字部分来源于QA860, 并吸取了QA660及QA860的设计经验,虽受限于体积与电源无法达到QA860这种高端台式播放器的水平,但比很多用ARM或消费类方案制作的播放器是有级别上的提升。(就像我们
用DVD做数字输出接再贵的解码也无法与CD匹敌一样,因为源头已成了最大瓶颈)。


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随身播放器短板之四:音量控制

QA360采用高端台机音量控制架构完美解决左右平衡与数位损失

模拟电位器低端调节不够精细使高敏耳塞难调到合适音量,左右不平衡造成偏音、结像偏左或偏右是很多使用模拟电位器播放器的通病,几乎成了不治之症。

数字音量会压缩降低比特数,小音量严重损失信号转换精度,又是毋庸置疑的, 手上有使用传统数字音量控制播放器的朋友可以试验一下:数字输出音量最大化后的音质要透明的多,动态、音场也要好得多。

机械开关切换精密电阻似乎是比较完美的方式,但在随身体积下20几档的精度还要兼顾各种耳机实在是太不够精细了,部分耳机是多一档大了,少一档又小了,实在难以用完美来形容。

PGA2311是一颗经常在国外几万几十万HiFi器材中出现的音量控制芯片,是TI的一颗顶级音量控制芯片,是一款双声道可编程模拟增益放大器,可以通过编程控制模拟放大器的输出幅度,达到音量控制的目的,要注意它不是一颗传统意义的数字音量控制,它完全是一个用编程控制的模拟电位器,其控制步长为0.5dB,控制范围为+31.5Db到-95.5Db, 也就是最大可以有255个刻度,调节可谓足够精细,什么耳机都能容易的找到最合适音量位置。其左右平衡度为+/-0.05dB, 相比出厂品质标准定为平衡度+/-3dB的ALPS电位器可以用足够高大上来形容。
当然PGA2311原厂批量订货含关税等USD $8.00的单价(加上相关外围超过10美金)相对于不到1美金每个的ALPS 09型电位器也足够高大上了。

QA360使用PGA2311作音量控制,并给PGA2311足够纯净的电源以保证足够好的声音表现。


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  发帖心情 Post By:2014-3-16 18:27:37 [只看该作者]

看来我是第一个回帖的。

从这里可以看出,360的解码与耳放芯片可能不是最顶级的。

个人认为瓶颈一共有两点1,线路设计2,调音

线路设计方面这个是整个系统能够良好运行的关键,也是播放器的重中之重。调音方面最能够体现一个厂商对音乐的了解能力,也就是所说的功力。

QLS的350我一直在用,素质确实是比较强大的,但是调音方面我觉得QLS还需要下下工夫,我们不要尖冷的数码声,我们要有感情的高素质的模拟声。哈哈。


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  发帖心情 Post By:2014-3-16 18:28:42 [只看该作者]

补充一下,360一定要包人声做好。

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  发帖心情 Post By:2014-3-16 18:37:58 [只看该作者]

續航,DAC和推力,PO和LO口﹔ 其實最重要還是有一個好的調音師,不然堆料又有何用

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随身播放器还是希望能在兼顾音质的情况下控制好体积

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  发帖心情 Post By:2014-3-16 19:56:26 [只看该作者]

希望360能达到9成860的效果,那样就很值得买了

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-  发帖心情 Post By:2014-3-16 20:11:53 [只看该作者]

恐怕是在供电上。很少有随身DAP能听大编制的。 这个领域的加入者太多了,希望360能让人满意吧。 选择多了是好事不过我有选择困难症。

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  发帖心情 Post By:2014-3-16 20:28:10 [只看该作者]

乱说一下,不对的地方请多包涵: 1、电源。 2、解码芯片。 3、线路板的设计。

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  发帖心情 Post By:2014-3-16 20:52:38 [只看该作者]

同意8楼所说的。

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  发帖心情 Post By:2014-3-16 22:21:15 [只看该作者]

陈总还是早日直接开卖把 哈哈 让广大群总做广告更好。 360 声音是哪方面为主的呢??

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