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Gary课堂 | 为什么“运放”如此影响声音?
发表于:2020-01-22 20:42 分享至:

原标题:Gary课堂 | 为什么“运放”如此影响声音?

倘若你玩过HiFi,也许对“ 运放”有所耳闻,顾名思义它负责“ 运算放大” (operationalamplifier,巨长无比又难读的英文...),能够放大信号(添好),还能给信号做添减乘除微积分,以前频繁被用在模拟计算机里,

但正如行家在用的电脑相通,现在都是数字计算机了,运铺最先用到对运算力请求不太高、但对功耗有请求的东西上了,就比如“多所周知的直男交友神器”——音频设备。

等等?往往不都有功放嘛?运放在哪儿吾怎么没见到过?

正如之前老张在《浅易意识 PC HiFi 体系》 (戳这边) 中所说,通俗音频体系都必要解码到功放的环节,

睁开全文

解码负责把电脑里的音频文件(数字信号)翻译成声音(模拟信号),而功放负责给解码输出的虚弱信号来一针鸡血(功率放大),变成你能听到的声音。

而运放通俗位于两者之间、又同时存在两者之中,它的 作用专门多:

▌运放在解码中的作用

在 解码里的时候通俗负责 电流转换电压(IV ),以及 矮通滤波器(LPF )。通俗人耳的听力周围在20Hz~20kHz ,但 上回也说到 (戳这边) ,音频文件通俗都是 44.1kHz ,因此20kHz~44.1kHz 这段人耳听不到的周围就是高频噪声,

但由于这些听不到的噪声通过一些非线性电路,会折回20KHz以内,变成听得到的噪声,因此在事情凶化之前吾们要 把噪声掐物化在摇篮里,给它过滤失踪,于是就必要包括运放在内的滤波设计了。

倘若有所谓老烧对你说什么“许多超高矮频声音人耳听不到但能感受到”那必定是在扯淡的,由于他们的设备早就过滤失踪这些形而上学声音了... 音频是科学不是形而上学。

▌运放在功放中的作用

在 功放(耳放)中,最多的作用是行为 输入缓冲器(buffer ),做阻抗匹配用的。功能很浅易,但为啥要做阻抗匹配呢?不匹配有啥坏处嘛?

运放在功放里主要用来解决休争码间的阻抗匹配,而不是和耳机音箱的匹配。倘若不匹配,各栽指标会变差,比如信号逆射,会导致过冲、振铃、抖动等等,带来各栽失真,

用一个词形容就是——难听。因此通俗相符格相符理的功放都会做好阻抗匹配(甚至不必要用到运放)。

倘若运放做积分运算,还能解码Delta Sigma信号,也就是烧友所说的解DSD(PDM信号)。它也能够用来做伺服稳压,功能多多。由于运放固然放大添好不是很高,但失真很矮、精度很高,因此常被用来处理幼信号。

▌最新的芯片有多强?

玩过运放的老玩家都清新,这玩意儿对于声音的转折和换耳机相通,相等的直接。好的运放能够为整个音频体系带来质的飞跃,逆之一款差铁汉意、或行使不正当的运放将会给体系带来不幸性的影响。

这两年最新也是最强的运放来自于ADI ,全称Analog Devices ,没错,就是和Intel 他们一首制定AC97 的谁人公司,比来又是更新工艺、又是收购了Linear technology ,又是出新品。

在数字信号处理方面,SHARC 系列处理器用不到2W 的功耗实现24GLOPS 浮点性能,固然和显卡动辄几TFLOPS 十足没法比,但搪塞音频隐微绰绰多余。现在最强的DAC 解码芯片是AD5791 、AD5781 ,指甲盖大幼实现20bit 精度。

今天老司机Gary 要为咱们DIY 音频喜欢好者安利的 运放也是他们的新品 ADA4625-1、ADA4625-2。(仔细,这不是恰饭... 只是ADI 的东西几乎是垄断,吾没得选)这芯片其实2018 年头就发布了,新闻中心只不过比来才投产,这栽东西不像显卡CPU 发布就能买这么快。

这俩芯片能够说是万金油(读首来专门拗口的非人话片面):

1、 从电源来说,36v 的电压周围,批准单电源供电,轨到轨输出,便携设备和台式机通杀。

2、 1000pF 的容性负载和600 欧姆的阻性负载用在二房(耳放)走不走?(固然是单位添好安详运放,但容性负载较大时照样要仔细一下极点赔偿,细目见官方PDF )

3、 偏置电流和失调电流也就是几个pA ,用在I/V 转换走不走?

4、 700ns (0.01% )的迅速竖立时间,音笑味道绝对够劲!(有一款ADA4898 ,竖立时间更快,但是偏置电流和失调电流大得多,以至于行使场相符受限)

5、 3.3nV 的电压噪声,超矮失调电压,高达130db 的共模按捺比,这家伙甚至还有抗电磁作梗按捺比?能够说声音必定会专门清洁了!

6、 48v 的压摆率,18M 的带宽,声音绝对清亮!

7、 无相位翻转,单位添好安详,能够说不论是什么电路都能够直接替代换上往用了!

这么多参数置信非专科玩家其实并望不懂说的是啥,你必要清新的只是“这些物理参数会影响你的听感(在心绪声学上的外现)”就充裕了。(要注释各栽参数如何转折听感,起码又是篇成千上万字的论文,这边就不睁开了)

总结一下:片面面参数比这枚运放特出的有许多,但往往偏科。有的运放速度快噪声大,有的运放行使场相符受限,像ADA4625如许集综相符实力以及“万用”于一体的运放,现在来讲是世界之最。

再一次的非人话(专科)片面:

在一个20bit直流精度不超过1INL/LSB的积分非线性测试当中,ADA 4625不会拖AD5791的后腿,而在阶跃反答中,ADA4625能够挑供较完善的方波。方波对于音笑味道的影响能够在《Gary课堂| 动听音笑从哪来?从CD到声波(DSP& ASP篇)》当中有表明,这边再次浅易回顾一下:

给音频解码器测试一个冲击反答(方波也能够测得),那么含有pre-echo(Cirrus Logic官方称之为Pre-ringing)的音频设备往往会让声音立体感更强,声场更规则,由于往往情况下这栽音频设备很少或不存在相位失真。但不含有pre-echo的音频设备往往拥有更自然更动听的声音,由于pre-echo这栽东西是自然界不存在的。弱点则是不含pre-echo的设备往往会由于算法等因为造成相位失真,导致声音空间感被压缩,声音发闷,约束。(那么苹果算法最独到的秘籍之一在于缩短pre-echo的同时而尽能够不产生相位失真)典型的含有pre-echo的默认的DAC有AD1955、PCM1794、ES9018之流,不含有pre-echo的DAC典型的有AK4399等AKM系列,CS4398等CS系列,WM8741等Wolfson系列(现已被Cirrus收购)。但这些一切的DAC芯片,尤其是高端的Hi-Fi厂家都能够单独外接厂家本身的滤波算法,有些DAC内置了许多滤波算法的选择,往往这些都会转折他们的测试效果。

▌总结

在音频周围,ADA4625 不会成为体系当中任何一片面的瓶颈,只会有过之而无不敷,你能够坦然大胆将正本的运放替换失踪。

脱手能力强的玩家能够本身操作,喜欢本身改机又不想脱手能够请修手机的师傅协助操作。改机请仔细区分单、双运放以及脚位。

末了末了,告诫普及玩家 千万不要在某宝上面买运放,水可太深了!有许多望似高端大气上档次吹得有声有色的铁壳运放,都是廉价 ADI/BB/TI/Linear 的运放磨片封装... (比SSD 那栽暗片还暗)鱼现在混珠卖超高价。

吾们通俗都在Mouser (贸泽)、Digi-Key (得捷)、Element14 (e 络盟)、云汉芯城这些正途采购平台买的,价格逆而异国意料中的贵,比如老张之前买三洋9S 这栽神扇也是这上面买的。