美國美詩 PS Audio Directstream Junior解碼器

美國美詩 PS Audio Directstream Junior解碼器,兩年前我曾經評論過PS Audio的Directstream DAC,直到今日依然是我所聽過最好聲的數模轉換器之一。去年底PS Audio少東Scott McGowan訪臺,除了介紹他們的第一款SACD轉盤Directstream Memory Player之外,最令我期待的是全新Directstream Junior數模轉換器(以下簡稱DSJ)即將推出。從型號就可得知,這是Directstream DAC的簡化版本。Scott說聲音表現有Directstream DAC的八成功力,但是價格卻便宜許多。到底簡化了哪些地方,Scott那次并未詳細說明,不過我關注的重點只有一個:DSJ完整繼承了Directstream DAC的獨特數字處理與1 bit DSD譯碼技術。這些核心技術是設計者Ted Smith耗費七年時間鉆研DSD的成果。

美國美詩 PS Audio Directstream Junior解碼器DSD與PCM的真正差異

兩年前評論Directstream DAC時,我曾經把Ted Smith的設計理念做了一番徹底研究,并且在那篇評論中做了完整的介紹。從那時開始,我對DSD與PCM這兩種格式與解碼技術產生了濃厚的興趣,繼續研究了許多數據與網絡上的討論,甚至在本刊制作了三次DSD專題報導,試圖搞清楚DSD與PCM的真正差異,以及兩者各自的優點與缺點。做了那么多的功課之后,我真的搞懂DSD了嗎?我必須老實說,數字訊源的運算處理技術,真的不是一般人所能輕易參透。網絡上的相關討論雖然眾多,但是往往越看越迷糊,難以分辨哪種說法才算正確。這回再次評論DSJ,原廠公布了更多資料,讓我得以再一次深入思考Ted的理念。這次,我想我終于想通了他的想法了。

首先,在上回Directstream DAC的評論中,我曾經提到它的數字處理技術是先將DSD轉為PCM再轉為DSD,這種說法并不完全正確,這次必須更精確的說明。不過在此之前,我們必須先厘清Ted對于DSD的真正看法。在他所設計的數模轉換器中,1 bit DSD譯碼毫無疑問是最重要的核心技術,因為只有真正的1 bit DSD譯碼,才能擺脫多位PCM譯碼的非線性失真、去除數字濾波所造成的Pre Ringing干擾,以及隨之產生的不自然「數字聲」。請注意,上述Ted所謂DSD的優點與PCM的缺點,都只有在數字轉換到模擬的階段才會發生。在數模轉換之前,任何的升頻取樣與數字處理,都是純粹數學領域的運算,處理運算的對象,都是0與1的數字數據,只要運算程序設計得當,不要產生整除不盡的余數,沒有丟失任何數字數據,都可以算是「無損」的數字運算。廣義的說,這個階段其實并沒有DSD與PCM之分。

美國美詩 PS Audio Directstream Junior解碼器這個觀念是我上回研究Directstream DAC的盲點,也是網絡上許多有關聲的數模轉換器之一。去年底PS AudioDSD與PCM論戰的盲點。許多DSD基本教義派的信徒,堅持1 bit DSD才是真正的DSD,只要數字處理過程中有任何將1 bit DSD轉換為多位的動作,這些人就認為DSD訊號已被PCM污染,不能叫做純DSD了。我上次評論Directstream DAC,依循的也是這種觀念,Ted先將DSD十倍升頻轉換為30bit/28.224MHz分辨率,我就認為DSD已經被轉換為多位的PCM訊號,這樣的說法容易產生誤導。事實上,Ted只是進行了一次數學計算,將DSD升頻為十倍分辨率,雖然轉換為30 bits,但是在沒有進行數模轉換之前,就不會產生PCM譯碼的失真。

簡單的說吧,我們可以用數模轉換這個動作當做區分點,數模轉換之前,無論位數與取樣率如何變動,只要運算程序設計得當,基本上都可以保持數字訊號的完整。數模轉換之后,1 bit DSD譯碼與多位PCM譯碼的差異才會顯現。

Ted之所以認為DSD與PCM兩種文件格式之間沒有好壞之分,也是基于這種觀念。在沒有轉換為模擬訊號之前,不論PCM或DSD都只是0與1的排列組合,都有能力承載大量音樂訊號。依照Ted的理念,只要最后進行的是真正1 bit DSD譯碼,不論原本的訊號是PCM或DSD,都有可能讓我們聽到非常豐富的音樂細節。

先升頻為10倍DSD分辨率

如果你想通了前面所說的觀念,我們接下來可以從頭開始探討DSJ的數字處理與譯碼過程。如前所述,不論DSD或PCM訊號,進入DSJ之后,都會先經過Delta-Sigma調變,升頻為10倍DSD的取樣率,成為30 bit/28.224MHz分辨率的數字訊號。為什么是10倍DSD升頻,而不是4倍或8倍呢?這是為了解決PCM訊號有44.1kHz與48kHz兩種不同取樣率的問題,十倍DSD升頻剛好可以兼容兩種PCM取樣率,如此一來,DSJ的主時鐘只要發送一種頻率即可。值得注意的是,對PCM訊號而言,這種升頻需要經過一次數字濾波,所以并不是無損轉換。該如何將轉換的差異降到最低呢?Ted認為數字濾波的沒有所謂唯一正確的設計,唯有用耳朵驗收,才能設計出聲音最好的數字濾波算法,他在這里使用了66 bit的Fixed-point FIR數字濾波技術進,行這項轉換工作。

獨創無損數字音量控制技術

十倍升頻之后,Ted進行了另一項獨創的數字運算技術,那就是「零損失( Zero-Loss)」的數字音量控制。老實說,就算看過Ted的說明,我依然搞不懂這種數字音量控制到底如何做到「零損失」。依照理論,只有多位PCM訊號才能進行數字處理,也才能進行數字音量控制,不過這種數字音控會降低訊號的位數,音量越小,訊號損失越大。Ted所謂的「零損失數字音控」到底是如何運作的?只知道這種數字音控的位寬度有50 bits,不論音量如何調整,都不會損失任何bit?傊琓ed設計了一種特殊的算法,可以無損的擴充位數,并且無損的進行數字音量衰減。因為沒有損失,所以這種數字音控理論上優于任何模擬音控,最適合直入后級使用。如果你想建構一套極簡音響系統,那么用DSJ搭配一對優質主動式喇叭,將會是最單純、最直接、也最有可能發出好聲的組合。知道我在想什么了嗎?如果我買了DSJ,我想建構的就是這樣一套系統。完美的無損數字音控、沒有數字聲的1 bit DSD譯碼,加上擺脫被動分音線路箝制、擴大機最佳匹配的主動式喇叭,音響回放每一個環節所遭遇的難題都得到解決,這套系統簡直光用想象的就讓人興奮啊!

與Directstream DAC相較,DSJ的機箱結構較為簡化,頂板由前者的黑色鋼烤HDF板改為黑色壓克力。

1 bit DSD解碼是關鍵

先別做夢,DSJ的數字處理流程還沒結束。經過十倍升頻、數字音量控制之后,Ted將數字訊號再轉為1bit兩倍DSD,也就是DSD128(也稱之為5.6MHz DSD),為什么是兩倍,而不是一倍或四倍DSD呢?Ted的理念顯然與另一位DSD陣營主帥Andreas Koch相同,一倍DSD的高頻延伸有限,四倍DSD的訊噪比太高,兩倍DSD才是最適合進行1 bit DSD譯碼的規格。最后,數字訊號在經過層層運算之后,終于要進行1 bit DSD數模轉換了,這個階段才是影響數模轉換器最終聲音表現的關鍵,1bit DSD解碼先天沒有PCM譯碼的非線性失真問題,只需要搭配和緩簡單的低通濾波線路,而且沒有Pre Ringing失真,可以再現最接近于模擬的音質。Ted用一顆Spartan 6 FPGA( Field Programmable Gate Array)處理芯片,寫入自己研發的程序,執行1 bit DSD譯碼。前面所說的各種數字處理運算,也都是由這顆FPGA負責執行。

所謂的FPGA,簡單的說,其實就是一顆空白的處理芯片,寫入什么樣的程序指令,它就進行什么樣的工作。目前沒有任何廠制芯片可以進行真正的1 bit DSD譯碼,只有自行撰寫程序,加載FPGA才能執行這種譯碼技術。聽起來不難,但是真正實踐1 bit DSD譯碼的廠家卻非常少。為什么?因為要找到一個既是程序設計高手,又懂數字音頻處理,又是音樂與音響愛好者的人實在太難了。Ted Smith就是這樣一位奇葩,他原本是微軟的程序設計師,在Sony發表SACD的第一天,他就認定DSD譯碼是最理想的數模轉換方式,一頭栽進DSD的研究領域,耗費七年時間,自行設計所有數字處理與1 bit DSD譯碼程序,Driectstream DAC與DSJ就是他的研發成果。在PS Audio的官網上,我們可以看到Ted在許多影片中闡述他的設計理念,這位程序設計高手留著一臉大胡子,講話速度超快,據說還不愛穿鞋。他的背景與音響設計無關,或許因為如此,才能拋開傳統設計框架,發想出許多充滿創意的數字運算技術。

數字與模擬線整合為一塊線路板,線路板的走線規劃不使用計算機自動設計,而是Ted親手設計,如此才能盡可能的降低噪聲干擾與時基誤差。

Ted研發的1 bit DSD譯碼技術還沒講完,除了FPGA之外,如何將DSD的0與1完美轉換為模擬訊號,其實與硬件設計密切相關。Ted找到一種切換速度高達400MHz的Video Amp進行這項工作。接下來的模擬低通濾波與輸出線路也影響重大,一般DAC通常使用主動式濾波與放大線路,Ted認為這種線路的噪訊太高,如果設計不當,甚至會將DSD譯碼的高頻噪訊拉回人耳可聞頻段,對聽感造成嚴重劣化。他的解決之道是用前述切換速度超快的Video Amp,搭配被動式輸出線路,消除主動放大線路的噪訊問題。

DSJ的時鐘線路也值得一提。Ted堅持所有數字線路只用一個主時鐘統一控制頻率,避免一般數模轉換器中屏幕控制線路、USB接收線路、數字處理線路各自擁有時鐘,無法全部同步,容易相互干擾的問題。除此之外,Ted還堅持時鐘盡可能的靠近DAC線路,甚至連組件的挑選、線路板的規劃,都是以盡可能降低時基誤差為目標。不但如此,Ted還設計出一種獨家技術,可以消除每一種訊源、每一種數字輸入接口的時基誤差,讓每一種數字輸入的聲音都趨近于一致。種種設計都可以看出Ted對于降低時基誤差的重視與努力Directstream DAC的Bridge 2網絡輸入模塊必須另購,DSJ則直接內建這張要價將近三萬元的模塊,更顯得DSJ的超值。

音場空間重建能力驚人

DSJ的聲音表現到底如何?一聽到它的聲音,兩年前聆聽Directstream DAC的記憶立刻涌上心頭,Scott說DSJ有Directstream DAC的八成功力,這與我的聽感不同,我發現DSJ很有可能比我兩年前聽到的Directstream DAC還要好聽!這有可能嗎?絕對可能,因為這兩年間,Directstream DAC的固件至少經過四次升級,聲音表現不斷精進,新推出的DSJ搭載了最新版本固件,聲音表現當然有機會超越兩年前的Directstream DAC。

與當年聆聽Directstream DAC的經驗一樣,DSJ同樣帶給我許多驚奇的聆聽體驗。先聽曾宇謙的「 Reverie」專輯,這張新專輯才剛推出不久,但是我已經許多不同的音響系統聽過,可以確定錄音很好,但是直到用上DSJ,我才明確的感受到這份錄音到底好在哪里。我的第一個感受是,DSJ的回放彷佛讓我瞬間進入音樂廳演奏現場。曾宇謙錄制這張專輯的地點,是在柏林Meistersaal演奏廳中進行,這個演奏廳建于1910年,以優美的殘響效果著稱,許多知名錄音都在這里進行。因為空間聲響效果實在太出色,所以曾宇謙說這張專輯在后制階段沒有施加任何人工殘響。DSJ清楚讓我聽到了這個空間透明、飄逸而自然的堂音殘響,甚至還能讓我感受到這個中型演奏廳的空間大小,可見DSJ的音場空間重建能力非常驚人,這是我用其他系統聆聽所從未感受到的。

所有數字處理與1 bit DSD譯碼都由一顆Spartan-6 FPGA處理芯片負責,運算處理程序全部是Ted Smith自己設計。

美詩遙控器

無比輕柔、無比自然的弦樂

再聽曾宇謙的小提琴演奏,DSJ讓我聽到的不只是弓弦摩擦聲響,而是弓弦摩擦與琴身共鳴所融合的美妙琴音,這種琴音兼具厚度、光澤與穿透力,展現出無比的真實感,每一個運弓轉折的力道變化都如在眼前、歷歷在目。奇怪,音響明明是用聽的,怎么會與視覺有關呢?因為我彷佛真的看到了曾宇謙的琴弓揚起,弓上的細絲映著舞臺背光緩緩飛舞。DSJ讓我聽到的小提琴音,就是如此真實。接下來聽Elissa Lee Koljonen演奏的「 Heartbreak Romantic Encores For Violin」,這張也是名琴錄音,我立刻察覺曾宇謙那把Guarneri「 CastelbarcoTarisio」與Elissa所用Lorenzo Storioni名琴的音質差異,也立刻了解了曾宇謙所說「 Castelbarco- Tarisio」高音較暗、琴音厚實、爆發力十足的特性。老實說,用其他系統聆聽時,我并沒有感受到曾宇謙所說的這些特點。

播放柏林愛樂弦樂團演奏的「 Canon」,這張錄音并不特別發燒,但是DSJ卻讓我聽到了弦樂柔到極致、像是羽毛一般的輕盈感,弦樂不但既輕又柔,而且層次感、光澤感也非常好。請注意,這種柔并不代表軟弱無力,這種輕也不代表下盤空虛、聲底單薄。這種輕柔到底是什么樣的感受,請到音樂廳實際聽聽弦樂團的演奏就會明白。同樣的,這種輕柔感不是每套系統都能展現,在許多系統,我聽到的弦樂其實是頗為緊繃的。這種輕柔的弦樂,難道就是1 bit DSD譯碼消除了「數字聲」之后的表現嗎?我不得不承認這樣的弦樂的確非常自然、真實而迷人。

用「 Tricycle」測試DSJ的低頻,我終于感受到DSJ略遜于Directstream DAC之處。腳踩大鼓雖然飽滿,沖擊力雖然強勁,但是低頻扎實度與瞬時速度卻不及Directstream DAC優異。到底DSJ與Directstream DAC有何差異?它的機箱結構較為簡化(但是同樣扎實),顯示面板從彩色觸控屏幕改為單色OLED(但是設定功能完全相同),音量控制改為旋鈕操作(使用一樣的無損數字音量技術),電源變壓器只有一顆(多級穩壓線路相同),輸出線路一樣是被動式架構,只不過少了Directstream DAC的輸出變壓器,最后這點,或許就是我所聽到的那唯一差異的原因。

為了避免線路中同時使用多顆時鐘震蕩器會互相干擾,DSJ只用一顆低噪訊、高精度的石英震蕩時鐘統一發送頻率訊號。DSJ真的值得擁有,屏幕面板雖然是單色OLED但是設定功能與Directstream DAC一樣齊全,相位切換可用遙控器控制,方便用家依照不同錄音進行切換。

器材規格: 形式:DSD數類轉換器

數位輸入:I2S(HDMI)、同軸、光纖、USB、XLR、乙太網路

輸入取樣率:USB/I2S/同軸最高24bit/352.8kHz、DSD64、DSD128。光纖最高24bit/96kHz

類比輸出:RCAx1、XLRx2

頻率響應:20Hz~20kHz(+/-0.25dB)

總諧波失真:小于0.03%

尺寸:36x43x6.98cm

重量:8.1 kg

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