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1 bit DSD解码的真正实力:PS Audio Directstream Junior

作者:陶忠豪/阅读:285/2017-5-14
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摘 要: 用Directstream Junior听曾宇谦的新专辑,我才知道原来录音地点Meistersaal演奏厅的堂音残响竟然如此漂亮,才发现他那把瓜奈里「 Castelbarco- Tarisio」名琴的音色与共鸣是如此具有魔力,也才更能体会曾宇谦在演奏中所投入的感情与细腻技巧。我不禁开始怀疑,以往我所收藏的CD,是不是都隐藏着我所不曾听到的细节情报,等待着Directstream Junior解开封印?

用Directstream Junior听曾宇谦的新专辑,我才知道原来录音地点Meistersaal演奏厅的堂音残响竟然如此漂亮,才发现他那把瓜奈里「 Castelbarco- Tarisio」名琴的音色与共鸣是如此具有魔力,也才更能体会曾宇谦在演奏中所投入的感情与细腻技巧。我不禁开始怀疑,以往我所收藏的CD,是不是都隐藏着我所不曾听到的细节情报,等待着Directstream Junior解开封印?


两年前我曾经评论过PS Audio的Directstream DAC,直到今日依然是我所听过最好声的数模转换器之一。去年底PS Audio少东Scott McGowan访台,除了介绍他们的第一款SACD转盘Directstream Memory Player之外,最令我期待的是全新Directstream Junior数模转换器(以下简称DSJ)即将推出。从型号就可得知,这是Directstream DAC的简化版本。Scott说声音表现有Directstream DAC的八成功力,但是价格却便宜许多。到底简化了哪些地方,Scott那次并未详细说明,不过我关注的重点只有一个:DSJ完整继承了Directstream DAC的独特数字处理与1 bit DSD译码技术。这些核心技术是设计者Ted Smith耗费七年时间钻研DSD的成果,现在只要台币十万出头就能拥有,还有什么事情比这个更让人兴奋!


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DSD与PCM的真正差异


两年前评论Directstream DAC时,我曾经把Ted Smith的设计理念做了一番彻底研究,并且在那篇评论中做了完整的介绍。从那时开始,我对DSD与PCM这两种格式与解码技术产生了浓厚的兴趣,继续研究了许多数据与网络上的讨论,甚至在本刊制作了三次DSD专题报导,试图搞清楚DSD与PCM的真正差异,以及两者各自的优点与缺点。做了那么多的功课之后,我真的搞懂DSD了吗?我必须老实说,数字讯源的运算处理技术,真的不是一般人所能轻易参透。网络上的相关讨论虽然众多,但是往往越看越迷糊,难以分辨哪种说法才算正确。这回再次评论DSJ,原厂公布了更多资料,让我得以再一次深入思考Ted的理念。这次,我想我终于想通了他的想法了。


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首先,在上回Directstream DAC的评论中,我曾经提到它的数字处理技术是先将DSD转为PCM再转为DSD,这种说法并不完全正确,这次必须更精确的说明。不过在此之前,我们必须先厘清Ted对于DSD的真正看法。在他所设计的数模转换器中,1 bit DSD译码毫无疑问是最重要的核心技术,因为只有真正的1 bit DSD译码,才能摆脱多位PCM译码的非线性失真、去除数字滤波所造成的Pre Ringing干扰,以及随之产生的不自然「数字声」。请注意,上述Ted所谓DSD的优点与PCM的缺点,都只有在数字转换到模拟的阶段才会发生。在数模转换之前,任何的升频取样与数字处理,都是纯粹数学领域的运算,处理运算的对象,都是0与1的数字数据,只要运算程序设计得当,不要产生整除不尽的余数,没有丢失任何数字数据,都可以算是「无损」的数字运算。广义的说,这个阶段其实并没有DSD与PCM之分。


这个观念是我上回研究Directstream DAC的盲点,也是网络上许多有关声的数模转换器之一。去年底PS AudioDSD与PCM论战的盲点。许多DSD基本教义派的信徒,坚持1 bit DSD才是真正的DSD,只要数字处理过程中有任何将1 bit DSD转换为多位的动作,这些人就认为DSD讯号已被PCM污染,不能叫做纯DSD了。我上次评论Directstream DAC,依循的也是这种观念,Ted先将DSD十倍升频转换为30bit/28.224MHz分辨率,我就认为DSD已经被转换为多位的PCM讯号,这样的说法容易产生误导。事实上,Ted只是进行了一次数学计算,将DSD升频为十倍分辨率,虽然转换为30 bits,但是在没有进行数模转换之前,就不会产生PCM译码的失真。


Directstream-Junior3.jpg简单的说吧,我们可以用数模转换这个动作当做区分点,数模转换之前,无论位数与取样率如何变动,只要运算程序设计得当,基本上都可以保持数字讯号的完整。数模转换之后,1 bit DSD译码与多位PCM译码的差异才会显现。


Ted之所以认为DSD与PCM两种文件格式之间没有好坏之分,也是基于这种观念。在没有转换为模拟讯号之前,不论PCM或DSD都只是0与1的排列组合,都有能力承载大量音乐讯号。依照Ted的理念,只要最后进行的是真正1 bit DSD译码,不论原本的讯号是PCM或DSD,都有可能让我们听到非常丰富的音乐细节。


先升频为10倍DSD分辨率


如果你想通了前面所说的观念,我们接下来可以从头开始探讨DSJ的数字处理与译码过程。如前所述,不论DSD或PCM讯号,进入DSJ之后,都会先经过Delta-Sigma调变,升频为10倍DSD的取样率,成为30 bit/28.224MHz分辨率的数字讯号。为什么是10倍DSD升频,而不是4倍或8倍呢?这是为了解决PCM讯号有44.1kHz与48kHz两种不同取样率的问题,十倍DSD升频刚好可以兼容两种PCM取样率,如此一来,DSJ的主时钟只要发送一种频率即可。值得注意的是,对PCM讯号而言,这种升频需要经过一次数字滤波,所以并不是无损转换。该如何将转换的差异降到最低呢?Ted认为数字滤波的没有所谓唯一正确的设计,唯有用耳朵验收,才能设计出声音最好的数字滤波算法,他在这里使用了66 bit的Fixed-point FIR数字滤波技术进,行这项转换工作。


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聆听环境

本刊2号聆听间(长5.4米,宽4.4米,约7坪)

使用调音设备:声博士扩散板

Stillpoint ESS Rack

美国Lovan音响架


独创无损数字音量控制技术


十倍升频之后,Ted进行了另一项独创的数字运算技术,那就是「零损失( Zero-Loss)」的数字音量控制。老实说,就算看过Ted的说明,我依然搞不懂这种数字音量控制到底如何做到「零损失」。依照理论,只有多位PCM讯号才能进行数字处理,也才能进行数字音量控制,不过这种数字音控会降低讯号的位数,音量越小,讯号损失越大。Ted所谓的「零损失数字音控」到底是如何运作的?只知道这种数字音控的位宽度有50 bits,不论音量如何调整,都不会损失任何bit。总之,Ted设计了一种特殊的算法,可以无损的扩充位数,并且无损的进行数字音量衰减。因为没有损失,所以这种数字音控理论上优于任何模拟音控,最适合直入后级使用。如果你想建构一套极简音响系统,那么用DSJ搭配一对优质主动式喇叭,将会是最单纯、最直接、也最有可能发出好声的组合。知道我在想什么了吗?如果我买了DSJ,我想建构的就是这样一套系统。完美的无损数字音控、没有数字声的1 bit DSD译码,加上摆脱被动分音线路箝制、扩大机最佳匹配的主动式喇叭,音响回放每一个环节所遭遇的难题都得到解决,这套系统简直光用想象的就让人兴奋啊!


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外观

与Directstream DAC相较,DSJ的机箱结构较为简化,顶板由前者的黑色钢烤HDF板改为黑色压克力。


1 bit DSD解码是关键


先别做梦,DSJ的数字处理流程还没结束。经过十倍升频、数字音量控制之后,Ted将数字讯号再转为1bit两倍DSD,也就是DSD128(也称之为5.6MHz DSD),为什么是两倍,而不是一倍或四倍DSD呢?Ted的理念显然与另一位DSD阵营主帅Andreas Koch相同,一倍DSD的高频延伸有限,四倍DSD的讯噪比太高,两倍DSD才是最适合进行1 bit DSD译码的规格。最后,数字讯号在经过层层运算之后,终于要进行1 bit DSD数模转换了,这个阶段才是影响数模转换器最终声音表现的关键,1bit DSD解码先天没有PCM译码的非线性失真问题,只需要搭配和缓简单的低通滤波线路,而且没有Pre Ringing失真,可以再现最接近于模拟的音质。Ted用一颗Spartan 6 FPGA( Field Programmable Gate Array)处理芯片,写入自己研发的程序,执行1 bit DSD译码。前面所说的各种数字处理运算,也都是由这颗FPGA负责执行。


所谓的FPGA,简单的说,其实就是一颗空白的处理芯片,写入什么样的程序指令,它就进行什么样的工作。目前没有任何厂制芯片可以进行真正的1 bit DSD译码,只有自行撰写程序,加载FPGA才能执行这种译码技术。听起来不难,但是真正实践1 bit DSD译码的厂家却非常少。为什么?因为要找到一个既是程序设计高手,又懂数字音频处理,又是音乐与音响爱好者的人实在太难了。Ted Smith就是这样一位奇葩,他原本是微软的程序设计师,在Sony发表SACD的第一天,他就认定DSD译码是最理想的数模转换方式,一头栽进DSD的研究领域,耗费七年时间,自行设计所有数字处理与1 bit DSD译码程序,Driectstream DAC与DSJ就是他的研发成果。在PS Audio的官网上,我们可以看到Ted在许多影片中阐述他的设计理念,这位程序设计高手留着一脸大胡子,讲话速度超快,据说还不爱穿鞋。他的背景与音响设计无关,或许因为如此,才能抛开传统设计框架,发想出许多充满创意的数字运算技术。


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内部

数字与模拟线整合为一块线路板,线路板的走线规划不使用计算机自动设计,而是Ted亲手设计,如此才能尽可能的降低噪声干扰与时基误差。


必须搭配被动式输出线路


Ted研发的1 bit DSD译码技术还没讲完,除了FPGA之外,如何将DSD的0与1完美转换为模拟讯号,其实与硬件设计密切相关。Ted找到一种切换速度高达400MHz的Video Amp进行这项工作。接下来的模拟低通滤波与输出线路也影响重大,一般DAC通常使用主动式滤波与放大线路,Ted认为这种线路的噪讯太高,如果设计不当,甚至会将DSD译码的高频噪讯拉回人耳可闻频段,对听感造成严重劣化。他的解决之道是用前述切换速度超快的Video Amp,搭配被动式输出线路,消除主动放大线路的噪讯问题。


DSJ的时钟线路也值得一提。Ted坚持所有数字线路只用一个主时钟统一控制频率,避免一般数模转换器中屏幕控制线路、USB接收线路、数字处理线路各自拥有时钟,无法全部同步,容易相互干扰的问题。除此之外,Ted还坚持时钟尽可能的靠近DAC线路,甚至连组件的挑选、线路板的规划,都是以尽可能降低时基误差为目标。不但如此,Ted还设计出一种独家技术,可以消除每一种讯源、每一种数字输入接口的时基误差,让每一种数字输入的声音都趋近于一致。种种设计都可以看出Ted对于降低时基误差的重视与努力。


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Directstream DAC的Bridge 2网络输入模块必须另购,DSJ则直接内建这张要价将近三万元的模块,更显得DSJ的超值。


音场空间重建能力惊人


DSJ的声音表现到底如何?一听到它的声音,两年前聆听Directstream DAC的记忆立刻涌上心头,Scott说DSJ有Directstream DAC的八成功力,这与我的听感不同,我发现DSJ很有可能比我两年前听到的Directstream DAC还要好听!这有可能吗?绝对可能,因为这两年间,Directstream DAC的固件至少经过四次升级,声音表现不断精进,新推出的DSJ搭载了最新版本固件,声音表现当然有机会超越两年前的Directstream DAC。


与当年聆听Directstream DAC的经验一样,DSJ同样带给我许多惊奇的聆听体验。先听曾宇谦的「 Reverie」专辑,这张新专辑才刚推出不久,但是我已经许多不同的音响系统听过,可以确定录音很好,但是直到用上DSJ,我才明确的感受到这份录音到底好在哪里。我的第一个感受是,DSJ的回放彷佛让我瞬间进入音乐厅演奏现场。曾宇谦录制这张专辑的地点,是在柏林Meistersaal演奏厅中进行,这个演奏厅建于1910年,以优美的残响效果著称,许多知名录音都在这里进行。因为空间声响效果实在太出色,所以曾宇谦说这张专辑在后制阶段没有施加任何人工残响。DSJ清楚让我听到了这个空间透明、飘逸而自然的堂音残响,甚至还能让我感受到这个中型演奏厅的空间大小,可见DSJ的音场空间重建能力非常惊人,这是我用其他系统聆听所从未感受到的。


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所有数字处理与1 bit DSD译码都由一颗Spartan-6 FPGA处理芯片负责,运算处理程序全部是Ted Smith自己设计。


无比轻柔、无比自然的弦乐


再听曾宇谦的小提琴演奏,DSJ让我听到的不只是弓弦摩擦声响,而是弓弦摩擦与琴身共鸣所融合的美妙琴音,这种琴音兼具厚度、光泽与穿透力,展现出无比的真实感,每一个运弓转折的力道变化都如在眼前、历历在目。奇怪,音响明明是用听的,怎么会与视觉有关呢?因为我彷佛真的看到了曾宇谦的琴弓扬起,弓上的细丝映着舞台背光缓缓飞舞。DSJ让我听到的小提琴音,就是如此真实。接下来听Elissa Lee Koljonen演奏的「 Heartbreak Romantic Encores For Violin」,这张也是名琴录音,我立刻察觉曾宇谦那把Guarneri「 CastelbarcoTarisio」与Elissa所用Lorenzo Storioni名琴的音质差异,也立刻了解了曾宇谦所说「 Castelbarco- Tarisio」高音较暗、琴音厚实、爆发力十足的特性。老实说,用其他系统聆听时,我并没有感受到曾宇谦所说的这些特点。


播放柏林爱乐弦乐团演奏的「 Canon」,这张录音并不特别发烧,但是DSJ却让我听到了弦乐柔到极致、像是羽毛一般的轻盈感,弦乐不但既轻又柔,而且层次感、光泽感也非常好。请注意,这种柔并不代表软弱无力,这种轻也不代表下盘空虚、声底单薄。这种轻柔到底是什么样的感受,请到音乐厅实际听听弦乐团的演奏就会明白。同样的,这种轻柔感不是每套系统都能展现,在许多系统,我听到的弦乐其实是颇为紧绷的。这种轻柔的弦乐,难道就是1 bit DSD译码消除了「数字声」之后的表现吗?我不得不承认这样的弦乐的确非常自然、真实而迷人。


还原琴音真实质感


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参考软件

以往Pollini的钢琴演奏总是极度透明、极度精确,几乎听不到任何波里尼的个人特质。但是他新推出的「 Chopin Late Works」似乎有些不同,触键更为抒情浪漫,录音也比以往更为圆润饱满,彷佛多了一点人性,少了一点严肃。

(DG 4796127)

接着聆听卡拉扬指挥柏林爱乐的门德尔颂第四号交响曲「意大利」,在其他系统,我听到了这份演奏异常激昂的弦乐张力,但是DSJ除了展现出演奏的激昂感之外,还让我听到了弦乐的柔软感、层次感,以及适度放松之后,所散发的琴音质感,这才是卡拉扬指挥柏林爱乐所应有的表现。


听Pollini的最新专辑「 Chopin Late Works」,原本我一直认为这张专辑的钢琴太暖、太松、太圆了一些。但是用DSJ播放,我才发现琴音触键其实非常透明,低音的层次感与宽松感也非常好,高音虽然不特别明亮刺激,但是丰富的泛音简直迷死人。DSJ还让我注意到Pollini对于速度控制与触键强弱的拿捏几乎已入化境,琴音线条有如行云流水一般浑然天成。


竟然听到录音中的破绽


聆听过程中,最奇特的体验是聆听李德筠的「价值观Vol.1」第七轨「我们」,我竟然听到李德筠的歌声与录音炮制的echo效果分开了,差异不明显,但是清楚可闻。这显然不是回放的问题,而是echo效果处理的不够自然所导致。之前用其他系统聆听时,我从未察觉这个问题,但是DSJ竟然如实重现出这个录音缺陷,这种解析力也未免太惊人了!


用「 Tricycle」测试DSJ的低频,我终于感受到DSJ略逊于Directstream DAC之处。脚踩大鼓虽然饱满,冲击力虽然强劲,但是低频扎实度与瞬时速度却不及Directstream DAC优异。到底DSJ与Directstream DAC有何差异?它的机箱结构较为简化(但是同样扎实),显示面板从彩色触控屏幕改为单色OLED(但是设定功能完全相同),音量控制改为旋钮操作(使用一样的无损数字音量技术),电源变压器只有一颗(多级稳压线路相同),输出线路一样是被动式架构,只不过少了Directstream DAC的输出变压器,最后这点,或许就是我所听到的那唯一差异的原因。


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为了避免线路中同时使用多颗时钟震荡器会互相干扰,DSJ只用一颗低噪讯、高精度的石英震荡时钟统一发送频率讯号。


真的值得拥有


在DSJ即将归还代理商之前,我一定要再用它多听几遍曾宇谦的新专辑,因为只有DSJ,让我听到了真正的曾宇谦。我已经开始担心,DSJ一旦归还之后,我该如何接受那听来不那么真实的曾宇谦?当然,我也可以不用担心,只要买下DSJ,我不但可以每天听到真实的曾宇谦,还可以听到其他无数CD的真实面貌,挖掘出这些CD的所有细节。不是开玩笑,DSJ真的值得拥有!


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屏幕面板虽然是单色OLED但是设定功能与Directstream DAC一样齐全,相位切换可用遥控器控制,方便用家依照不同录音进行切换。


器材规格


PS Audio DirectStream Junior

类型:数模转换器(附数字音量控制)

输入端子(最高分辨率):

I2S×1(24/352.8、DSD128)

Toslink×1(24/96)

同轴×1(24/352.8、DSD128)

AES/EBU×(24/352.8DSD128)

USB×1(24/352.8、DSD128)

输出端子:RCA×1、XLR×1

频率响应:20-20KHz(±0.25dB)

总谐波失真:< 0.03%

外观尺寸(WHD):430×69.8×360mm

重量:12.25公斤


参考器材

讯源:PS Audio Directstream Memory Player

扩大机:Bladelius Thor MK3 Novitas

喇叭:Marten Django XL


焦点

①真正1 bit DSD解码,先天没有非线性失真问题,摆脱数字声困扰。

②音场空间感的重建能力优异。

③乐器质感极度真实自然。


建议

①配备业界唯一无损数字音量控制技术,可尝试直入后级使用。

②尽可能搭配解析力优异的喇叭与扩大机,充分发挥DSJ挖掘录音情报的能力。



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