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20款声卡S/PDIF数字输出质量横评


ZOL_评测中心 作者:匪悴 【投稿】 2005年05月12日 16:39 评论
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    过去的七八年间,多媒体音频爱好者们对声卡的关注几乎全是模拟输出音质水平,一颗CODEC芯片或是一颗运放芯片都会成为讨论的焦点,而主芯片更是倍受关注。随着市场上面向多媒体音频的优秀音频解码器的出现并逐渐增多,不少处于时代前沿浪尖的多媒体音频爱好者们开始关注声卡的数字输出,本文所开启的系列横测就是将具备S/PDIF数字输出的常见主流声卡聚集在一起,对其数字输出水准做一个评判,以期给准备购置音频解码器的朋友一个有力参考。不少朋友由于预算有限,希望能用光驱+音频解码器的简单组合来代替CD机,之后我们还会对一系列典型光驱的数字输出进行测试。

    声卡常见的模拟输出模式为:PCI界面 -》 主芯片 -》 音频CODEC芯片的DAC -》 运放芯片 -》 3.5mm音频插孔输出。

    部分声卡省掉了运放芯片,没有运放芯片的声卡模拟输出音量一般比较小,驱动耳机比较困难,但是有几种例外:使用西格玛的CODEC的声卡声音不小,因为西格玛的STAC系列CODEC输出驱动能力比较强;有的声卡使用分离元件进行放大输出如帝盟MX200;有的声卡使用功率放大芯片进行输出,比如帝盟S100双声道版本采用LM4880做功率放大,帝盟S100四声道版本更是采用了TDA1517功率放大芯片。

    板载AC97声卡的主芯片集成在主板芯片组里面,此时板载AC97 CODEC芯片一般来说负有更多职责,比如:SPDIF数字输出以及一些智能控制等功能,这些在独立声卡上一般是由声卡主芯片完成的。

    部分声卡将CODEC集成在主芯片里面,比如帝盟S100采用的ESS Allegro主芯片和德国坦克娱乐版所采用的CMI8738芯片。

    受限于电脑电源质量和声卡工作环境,以及声卡本身的定位与成本,大部分声卡的模拟输出音质都不能满足不了很多发烧友的要求,个别发烧友把声卡发烧的希望寄托在专业声卡上,然而事与愿违,专业声卡的更多成本倾注于专业功能上,比如专业功能的软家实现开发就很考验厂家的功底,这部分软成本很可观(典型:RME系列声卡的软件成本非常高),而硬件方面,模拟录入被提高到和模拟输出同等高度甚至更高的地位,实际上如果只利用专业声卡的模拟输出,很多朋友会发现得到的音质远没有期望的高。2000元的声卡在指标上可以轻易比过万元CD机,尤其是失真,声卡失真大了就完蛋了(实际上任何一个指标对专业声卡都很重要),而CD机的失真则可以高很多,但是如果论到欣赏音乐,恐怕声卡跟同价位的CD机比都差一截,甚至有烧友直言千余元的专业声卡在音乐欣赏价值上仅仅堪比稍好的DVD机。

    当然,由于网络的兴起,在电脑上聆听音乐肯定是会大行其道的,无可辩驳。难道使用声卡达不到发烧友的要求就只能放弃吗?不是的,我们可以利用好声卡的高质量数字输出接驳高质量的音频解码器来获得不次于CD机的聆听享受。

    解码器的研发一般是以CD机为蓝本,设计思想也基本都是以“好声”为本,而不会一味追求指标。当然,目前市面上音频解码器可以选择的还不是很多,真正可以媲美高级CD机的更是少见,有个别口碑很好的进口DAC普通人根本无法买到,连二手都难以觅得,然而这一两年国内DIYEDEN品牌音频解码器掀起的解码器潮流在电脑音频爱好者中获得越来越大的反响,可惜该系列音频解码器素质与高级CD机比差距不小,只是跟入门级的低端CD机音质相仿,虽然这类解码器当前用户绝对数量并不太多,但是我们看到了一个很好的发展趋势,而且我们使用数字输出质量不错的廉价家用声卡接驳同样价格很平的解码器所得到的音质相对价格来说还是很有震撼力的,这确实是在电脑平台上聆听音乐的低投入高音质最佳方案,而本专题针对的就是对这种应用。

    据闻DIYEDEN已经在着手开发使用自己的数字处理技术的专用数字声卡,使用更优秀的技术来完成更高质量的解码。但愿不久的将来我们能用上媲美高级CD机的平价电脑音频解决方案。

各类数字音频总线中,比较常见的有如下几种:

    工业领域常采用的“I2S”(Inter-IC Sound Bus),这是飞利浦公司制定的一种数字音频设备之间的音频数据传输总线标准,这种总线有4根物理导线:一根传输串行数据的SDATA,一根为数据提供位时钟的BCLK,一根为切换左右声道数据帧提供时钟的LRCK,一根为系统提高同步时钟的MCLK。由于有独立的时钟信号,这种总线传输速率快,加上其提供的主时钟为接受芯片提供了接收时序,于是整个传输系统采用了单一时钟,所以时差极小,但是抗干扰能力并不是特别优秀,一般在声卡上,主芯片和codec芯片之间便采用I2S总线,此时其最远传输距离比较短,只适合同一块PCB上几厘米距离的数据传输,在不考虑成本的特殊场合,可以使用专门的I2S驱动芯片和特制的电缆来达到长距离传输音频数据。

    专业领域惯于采用的“AES/EBU”(Audio Engineering Society/European Broadcast Union),这种总线采用平衡接口来传送音频数据。由于信号电平范围比较大,标准电平高达5Vpp,加上接口为平衡界面,所以传输距离远,抗干扰能力强。当然,它也可以工作在非平衡状态下。

    娱乐音频领域广泛采用的“S/PDIF”(Sony/Philips Digital Interface Format),特点是采用了双相标记编码技术,只使用一条传输导线,传输信号中融合了时钟信号和数据信号,其优点是简化了总线物理结构,不足之处在于时差抑制能力稍欠。S/PDIF常用接口有RCA、光纤、BNC,传输介质有10米以内的75欧姆同轴电缆、1.5米以内的塑料光纤线以及长度几乎没有限制的玻璃光纤线,由于标准S/PDIF电平范围只有0.2~0.5Vpp,极易被外界干扰,所以对同轴电缆来说,好的屏蔽非常重要。光纤接口传输过程有一次电光转换和一次光电转换,而同轴没有,很多朋友认为光纤传送时信号质量没有同轴好,这点在高级CD机中确实如此,我们有对比试听的经验,然而在声卡特别是没有特别处理的普通声卡上,光纤表现则更好,实听如此,理论分析也如此,光信号和电信号转换过程中有一个波形整形过程,声卡同轴数字输出部分一般没有做隔离驱动输出,此时同轴电缆的信号有着电脑电源最原始的污染,加上传输过程中的干扰,导致最终到达解码器数字接受芯片的信号质量欠佳,最典型也是最严重的例子就是帝盟MX400声卡,数字输出到解码器后有一定可闻底噪。关于这点,在后面的文章中我们会用众多声卡的测试数据以及实听效果来说明。

    常见声卡的数字接口均为S/PDIF,我们在后面的测试中均使用标准同轴电缆和光纤线进行测试。在近20款声卡中,我们第一个测试对象将是创新AWE 64 GOLD,有兴趣的读者请关注,也欢迎大家留言对我们的测试提出要求,以使我们的测试结果更有价值。

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