网页好读版
http://chihhanlin.weebly.com/soekris-2102125506.html
随便装装, XMOS xu208 + Soekris DAM 1121+ lm317 for Digital 5V, TPS7a for +-5V
http://chihhanlin.weebly.com/uploads/8/4/4/0/8440048/dam1121sch_orig.jpg
最近意外地跟一间同样位处桃园的代工厂的 PM 搭上线(服务公司的名称竟然 87% 像, 规
模相近, 想从十几年来代工经验转攻品牌研发的方针也极为类似, 只是主攻的领域与市场
不同 ), 准备开发一系列十万以内级距的A纇一体机与小出力的综扩. 类比线路一直是小
弟苦手之处, 程度仅止于现有架构的换料或者稍作修改, 难登大雅之堂, 数位类比转换部
分与FPGA, 单芯片韧体开发反倒有几分心得 , 于是这么一间擅长类比线路的厂商带着表
现不俗的样机来谈合作自然一拍即合, 很快敲定 Technology Roadmap 来着手开发(另一
方面用音响公司名义跟零件商去调零件真的很爽, 又能从正常工作时间抽个 5-10% 的时
间来做一些很有兴趣的研发工作)
扩大线路的部分就不多说了, 今天谈的是 DAC, 至少以首发工程机(单 9018 配上还不错
的晶振和选过 I/V, preamp 的 OP)的试听水准让我禁不住诱惑找美国的损友代订了一只
HD800 准备年底搭套床边轻松听的系统. 高阻抗的部分针对声海去调音, 以其设定的价
位应该是有资格一炮而红 (但是低输出阻抗的部分就跟铁家不合, 底噪受限于架构也不太
适合低阻抗高感度的耳机), 不过口说无凭, 到时正式版本出来试听 PK 就知道了.
不过 9018 的缺点大家都知道, 至少我个人认为同轴/SPDIF 的输入对于 DDC 品质很敏
感, 声底过于单薄, 低盘不够宽大导致若不从耳扩线路方面去做调整会导致长期聆听的经
验变得很差(容易听得心浮气躁, 上火 XD), 而类比线路的调整多半又会造成一些
trade-off , 就跟升频/不升频一样纠结, 想两者兼顾势必得投入大量的时间测试找解法
. 所以直接从 DAC 上去作文章会是更间单的手段, 比如说掀起平价 R2R 热度的
Soekris , 在使用这块 DIY 热度极高模组的厂机还不多见的情况下, 用它来设计一体机
可说是兼具效率与 CP 值的选择.
http://chihhanlin.weebly.com/uploads/8/4/4/0/8440048/1121topview_1_orig.jpg
刚拿到手的 Soekris Dam 1121, 应该是 0.02% 版本的, 相较于一般版的1021 供电变成
5V 200-300mA 左右给 FPGA 与 uC 等数位电路, R2R 的参考电压变成独立的 +-5V
<50mA (J1)
http://chihhanlin.weebly.com/uploads/8/4/4/0/8440048/anlpwr_1_orig.jpg
类比方面的参考电压就把之前拿来推 OP 的 TPS7A4700/3301 LDO 模组改成双 5V ,大概
再修改一下输出电容就有不错的效果
整体说来 OEM 版的 1121 韧体应该是跟 1021共用, 现在出厂的韧体都是搭1.09, 从
diyAudio 的讨论串看起来应该是1.05 的音量 uC (micro controller) command echo
小改版 , filter 格式应该没再改(跟原厂确认中). layout 方面输出端只剩下 raw
out, 数位类比供电隔离开, 然后多了 I2S 的 output , 应该是考虑到要做多 channel
crossover 或者拿两块版子作真全平衡之类的应用. 值得注意的是 OEM 版本的 soekris
的 serial 通讯接口电平改成 3.3V , 直接 RS232 Tx/Rx 接过去是不能控制的( 倒也不
会烧毁版子上的 uC, 这版子蛮强壮的 XD), 目前拿手边有的 Arduino Due 的 UART
port 去捞资料, 未来开发厂机时候可以直接用 PL2303 之类的 USB-TTL IC 做成 USB 控
制接口. 是否相容 5V TTL 还没测试.
http://chihhanlin.weebly.com/uploads/8/4/4/0/8440048/target_orig.jpg
听感比较方面用还过得去的初代 Athena DDC (抱歉我穷不然就上 Hydra)+ 乐之邦的
MD30, 听感上是比较接近古早 R2R 的声底
http://chihhanlin.weebly.com/uploads/8/4/4/0/8440048/amp_orig.jpg
耳扩与耳机的部分就是阿仁的 HA-9 + ATH W1000X 和四管扩配 philip X2 , HD600 等等
, 四管扩因为有做 Analog In 切换所以测起来方便一些
Soekris 的部分因为同轴端的阻抗匹配线路还没弄好所以先用新版的 XMOS (xu208) 出
I2S 给 Soekris, 不得不说从效果与成本来看应该 U8 会逐渐淡出市场, 最新版本的
XMOS Android 5以上都可以免驱动, 虽然听感小输 win 挂 ASIO 但是便利性极高, 搭
配 Spotify 之类的串流开极致音质已经达到随性听还过得去的程度. Programmable
Control XO 还是 silicon lab 的 si570, 这颗基本往上只能换成更高阶的 si571 (大概
是 QC 选出来体质更好的版本，jitter 事实上还是同一个等级, 但是 max -min 范围更
小）. 爬国外论坛那个落落长的讨论串 (500页+)时一直有人鬼打墙想用精度更高的晶振,
不过考虑到后面线径 R2R 的 delay (算一下大概 ps 等级)我觉得根本不需要换, 当然可
以外挂一些 jitter attenuation/cleaner 的芯片像是 Si5324 或者 LMK0482 之类的,
但是总体 jitter 是取方均根值, 把其中一项本来就相对小的因子弄得更小意义不大.
http://chihhanlin.weebly.com/uploads/8/4/4/0/8440048/filter_orig.png
现存的 filter 太多了还是要写成自动化程式来整理测试时才方便
https://youtu.be/pXdclsxZuXQ
简单用 labview 处理字串还有呼叫 SKR 的 MKROM
选 Soekris 来开发一体机的另外一个好处是它可以塞四组 FIR (32KHz-384Kz
oversampling 到 352.8 或 384 的首段升频), 很多 DAC 这段不是锁死就是很难改, 但
是 Soekris 把 FIR & IIR 的更新做得相对简单(至少教学文非常多), 现阶段还在收集一
些 DIYer 已经做好且听感公认还可以 filter 转换成新版韧体接受的格式, 最后应该会
写一个电脑端的 filter SKR 档快速生成器 (随便挑四组 FIR 系数一键合成 SKR, 顺便
把每个 filter 的频率相位响应秀出来之类的 ), 目前还在确认一些资料档的细节.
厂机的硬件控制接口计画从原始参数挑一组 (这片 1121 出货的时候设定 Mix phase 的
样子), 放一组 NOS, 另外两组大概根据耳扩线路与搭配的耳机 (比如 HD800) 用
rePhase 来客制化一些 Equalizer. 前阵子在研究 rePhase 的时候发现还可以搭配一些
sensor 来自动算两声道 phase equalization (在响应频宽内去补偿实际的相位延迟,
这个概念跟以前作超快光学时候对脉冲的色散补偿很类似所以觉得特别有趣)
另外一个一定会做来玩的就是用 PC 端来做 filter 切换的双盲测试程式, 让使用者随意
挑选两组 filter, 配合程式自动生成随机序列让使用者试听然后解盲出个信赖区间的参
考值之类的. 虽然 THD+R 或者底噪之类的数据赢不了商用的 audio dac, 不过我相信听
感客制化这一块这个 OEM 板的潜力非常大 (光是原厂配置的耐听程度与音色就有不俗的
水准), 起码有种让人不断听下去的魔力在. (黄妃的专辑一张张放下去停不下来)
基本上这个开发案所做出跟 Soekris 相关的软件我不会也不打算绑定在自己参与的厂机
上, 甚至 source code 公开都无所谓( 只是太多人不屑用 labview 这类程式语言), 自
有品牌建立初期如果不放出足够的技术让大家测试质疑一下我想也很难取得共鸣, 更重要
的是我们还计画了一系列的特殊技术来引诱消费者来选择所谓的厂机, 毕竟有些制程不是
一般 DIYer 有能力进行, 比如 R2R 电阻的配对, 除了市售的高精度贴片电阻或者线绕以
外还打算引入老本行的 Hybrid IC 常用的雷射调组技术(在陶瓷板上印刷烧结导电层和误
差 10-20%电阻膜, 再利用雷射加工电阻的几何结构让误差落于量测的 5%/1%以下)
http://chihhanlin.weebly.com/uploads/8/4/4/0/8440048/res_orig.jpg
黑色的部分就是电阻, 根据油墨成分从 10m ohm 到 10 M ohm都能做, 冷热冲击与温度飘
移都相当优异, 一般这种陶瓷板上的混合电路会再包覆黑漆增加抗溼度阻绝氧化的能力,
绝大多数都应用在车用电子
https://youtu.be/2GWjChfygNQ
除了修改电阻值以外同样的也可以透过探针机构自动量取所有电阻值，直接输出量测报告
这种技术我很可以很狂的说在台湾能做的工厂一只手数的出来，接受少量客制也大概都要
来找我所属的公司（不少商用机台都是从我们这里改机出去的）。在设备自主研发的情况
下大概有机会用相对低的成本做出误差 0.05％ （max - min 喔, 理想上大概 5-6倍的标
准差）以下的 R2R 阵列, 或者降低电阻值得到直接大电流输出之类的尝试(这种厚膜电阻
可以承受非常大的电流, 你说温度太高会有阻值飘移? 我可以直接用预热温控的方式来降
低电阻热耗散的影响呀). 现阶段考虑到开发时程所以还没办法完全自制离散的 R2R dac
模组 (FPGA 或 DSP 的部分至少要有 FIFO reclock 以及FIR &IIR 的数位处理, 还有
noise shaper 或者 crossfeed 等等都需要花时间试, 在找到有经验的老手以前只能自
己慢慢写), 不过我认为自行设计低成本的 R2R 可以不受商用顶规 sigma-delta dac 的
限制设计出比较独特音色的产品.
http://chihhanlin.weebly.com/uploads/8/4/4/0/8440048/devbrd_orig.jpg
测试中的R2R 线路, 估计要到堪用的程度还得改上十几版, 好在台湾做 PCB 实在便宜
http://chihhanlin.weebly.com/uploads/8/4/4/0/8440048/trimmer_orig.jpg
有在开发设备, 软硬件自己来的好处就是测试机改一改就能作一些小规模生产
截至目前为止我对于 R2R-based 的看法大致是五万级距以下可以主打调音, 超过这个范
围在传统数据 (THD+N, IMD, SNR, jitter Reduction)上若是不能做到接近同等级的
Sigma-Delta DAC 的量测数据那么也很难去说服高阶玩家去尝试你的机器. 这方面
Schiit 那精美的世界树就是最好的目标 (假如你曾经花时间看过那颗仪器级 R2R DAC
AD5791 的 datasheet你首先会好奇怎么可能做到完整 20bit 的分辨率, 接着看到它的架
构说明就知道那没有办法透过离散的 R2R 结构仿造出来). 如果要追求 PCM 的极致大概就
是它了 (虽然我不觉得单纯是这颗 dac 造就了世界树的听感, 真正的关键搞不好还是它坚持
的 closed form digital filter, 还没能从 FAQ 的蛛丝马迹参透实作法), 这部分的测试
也许还会比全自制离散 R2R 的进展来的快, 毕竟同样的信号控制技术(精准电压源)还会
导入雷射修阻机台的核心(又可以做出精度更高或者更便宜的 R2R 电阻结构, 真好玩),
这也是一般工作室与公司行号的差异, 比较容易从上游零件商那边取得足够的支援.
有的时候机会找上门不做好像对不起自己, 看到一些有机会破坏业界平衡的技术能下放到
平价机种就觉得心痒难耐(就像是当年玩暗黑三某次改版被我算出某个套路可以用野蛮人
烂装洗菁英怪打红门一样, 写攻略洗脑一批人用同样的方式玩游戏一样), 老实讲也不怕
有人把 idea 拿走, 技术门槛高到一定程度就会发现能找的合作对象都是一个圈子里的
, 多点人讨论批评才有机会进步.
最起码搞出几台爽推 HD800 的机器自己用
2016/9/11, Clin [email protected]/*