一次搞懂！DAC、耳扩介绍与选购建议

ypaudio

一次搞懂！DAC、耳扩介绍与选购建议

四、五个月前，你购买人生中的第一款千元耳机，买来以后，出外时接手机，回家时接计算机的耳机孔听得不亦乐乎；直到近几天，开始感到不满足，内心想：「这耳机声音……可以更好？」

于是打开网页浏览器，Google 键入关键词搜寻，查着查着看到「DAC」、「耳机扩大器」等过去从没听过的名词，愈查愈一头雾水，搞不懂到底买什么好，却发现价格好贵，好像不能随便乱买。如果你有这样的疑问，本篇文章能助你一臂之力，彻底拨开 DAC 与耳扩的神秘面纱，找到真正需要的器材。



什么是「DAC」？


DAC 英文全名为 Digital toAnalog Converter，英文直译为「数字模拟转换器」，可从 CD 片、音乐档案等载体的数字数据转换为人耳可辨识的模拟讯号。由于模拟音讯的保存较为不易(如卡带容易绞带，黑胶唱片可能会发霉，且有读取次数限制等等)，数字载体是现今主流，因此DAC 在音响、耳机系统中成为不可或缺的存在。



平板计算机、手机看似没有 DAC 的存在，只要能播放数字档案，必然经过译码的过程，基于设计、体积、成本考虑，通常采用多功能的整合芯片，因此质量没有独立 DAC 来得理想。



数类转换的两大蹊径－ Delta-Sigma、R-2R


按照架构分成 Delta-Sigma 和 R-2R DAC，由于文章性质关系，简略提到芯片的架构设计，重点放在优缺点分析。



Delta-Sigma DAC：TI 旗舰数类转换芯片 PCM1792A



Detta-Sigma DAC 透过输入的音乐讯号转换后(通常转为 6bit)再行输出，由于架构关系，优点是将量化噪讯推到取样频率之外，相比 R-2R DAC 拥有较高讯噪比、更好细腻度和更低的失真，缺点是精确度低，对于 Jitter 更为敏感。



由于成本较低、厂机设计容易，多数品牌推出的 DAC 均属此类，ESS ES9018、TI PCM1792A、Cirrus Logic CS4398、Wolfson WM8741 全都是 Delta-Sigma 架构的数类转换芯片。



R-2R DAC：Soekris Engineering DAM1021



R-2R DAC 优缺点正好相反，通常听感相对自然，由大量的电阻堆砌而成，必须克服匹配的问题，将数十甚至上百颗电阻、彼此配对的误差值压在0.1%以下，那么成本不会低到哪里去。



由于电阻匹配的难度，通常失真不若 Delta-Sigma DAC 来得理想，电路设计更为不易，少数如 dCS、MSB Technology 等音响大厂采用，造就不斐的器材价格，直到两年前 SCHIIT 推出旗舰级的 YGGDRASIL (世界之树)，令平价化的 R-2R DAC 成为可能，门坎之高可见一斑。



Pioneer Hi-bit 32 官方网站介绍



除了 DAC 本身架构外，在数字讯号送入 D/A 转换前，运用自行撰写的 DSP 算法先行处理(储存于 FPGA 可程序化逻辑芯片)，最常见的处理方式为讯号升频，譬如 DENON 独家的 Advanced AL32 Processing、Pioneer 自主开发的 Hi-Bit32 均为典型范例，可判断 DAC 是否值得选购的重要指标。



先从 DAC 界面说起


以国产电光火石的 Spitfire DAC 为例，提供光纤(Optical)、同轴(Coaxial)、USB，部分高阶机种甚至搭载 I2S、AES/EBU 等接口，此处略过不提。光纤接口主要用于 CD Player 或蓝光播放器；同轴接口在 DAP、CD Player 更为常见；USB 接口供用家连接计算机、手机等多媒体装置。家用音响器材的 USB 接口常使用 type-B 规格、随身器材更多搭载 Micro USB。



讯号输出部分，红白梅花端子的 RCA 输出最为广泛，几乎是每台音响设备的必备接口，部分器材提供 XLR 平衡输出，让用家搭建全平衡系统使用。



耳机扩大器又是什么？

经过 DAC 转换后输出的模拟讯号，通常电压与电流不足以驱动耳机／喇叭，在模拟讯号送入耳机／喇叭前，使用扩大机将模拟讯号放大。



今日市面上的耳机扩大器，按照放大电路的架构，大致分为 A 类、AB 类、D 类三种。A类放大的失真表现最理想，但转换效率不超过 50%，耗电量最高；AB 类扩大机的转换效率在 75% 以上，比起 A 类来得理想不少，低音量时的失真表现接近于 A 类放大的性能，缺点是随着音量提高，失真随之上升。



D类放大是近年发展蓬勃的电路架构，优点是转换效率极高，普遍落在 90% 以上，功耗控制最为理想，缺点是失真与噪讯通常较高，这问题随着技术的发展逐步解决。



管机与晶体机各有优劣



按照扩大机的电路设计和组件，可分为真空管机与晶体机，在建构耳机系统时，两者孰优孰劣，没有绝对的答案。一般而言，真空管机的总谐波失真比起晶体机来得大，多为偶次谐波失真，虽然管机失真较高，但音色温润、甜美，听感会更为舒适；晶体机提供更高的效率、具备低失真、高瞬时反应速度，在大动态、速度感要求高的音乐类型，晶体机拥有极大优势。



依据架构不同，管机、晶体机也有不小的声音差异，好管机能有「相对良好」的瞬时反应，晶体机音色也能设计得温润、甜美。如果取两者优点，以真空管作为前级放大、晶体组件为后级放大的管晶混合扩大机，不失为一种选择。



简谈耳机扩大器界面





上图电光火石的 Beyond HD 耳机扩大器为例，可见器材背板上，搭载一组 RCA 输入供连接 DAC，正面设有 6.3mm 耳机孔，让你接驳心爱的耳机，部分器材增加 XLR 平衡输入和 XLR 耳机输出，可搭建全平衡耳机系统。



DAC/耳扩一体机 － DAC 与耳机扩大器的混合体

说来不稀奇，一体机整合 DAC 和耳机扩大器，优点是节省空间，可以共享变压器，电路组件位于同一个机壳内，相较独立 DAC 与耳机扩大器，设计必须更加讲究，否则数字电路和模拟电路间可能相互干扰，导致声音质量下降。



如图是 CHORD Hugo 2，只要接上 USB 线材，以耳机孔连接耳机，即可聆听音乐，相较分体式的 DAC、耳机扩大器来得省心省力。



DAC & 耳机扩大器的购买准则


1. 输出功率(耳扩)：耳机扩大器的输出功率关系到耳机能否被正常驱动，因此至关重要。在输出功率的标示上，通常以 mW/Ω为单位，可推断耳扩与使用的耳机能否正常工作。



2. 是否为独立供电(DAC／耳扩)：电源质量是否干净、电流供给是否稳定直接影响器材的讯号输出质量，一台 DAC/耳扩的电源也不容忽视；以随身器材来说，由于使用电池供电，声音质量比 USB  供电器材更有优势，家用器材亦如此，只差在电池换成市电。



3. USB是否为异步输入(DAC)：Delta-SigmaDAC 对于 Jitter 较为敏感，不以手机端、计算机端的 Clock 为准，而采用 DAC 内建独立的 Clock 来校正时基误差，声音定位、结像都能大幅改善。



4. 听音口味(DAC／耳扩)：直接试听是最可靠、最可能买对产品的方式，毕竟听音乐的是耳朵，选择合乎听音哲学的器材至关重要。



给新手选购器材的建议


我是一名新手，应当如何选购器材呢？无论家用或者随身器材，可以先考虑 DAC/耳扩，一来操作简便，二来不必担心 DAC、耳机扩大器的调性是否相合，以及连接线材的搭配问题等，声音完成度也有相当水平。文章最后，DA 和耳扩介绍告一段落，祝大家都能找到理想器材！