編者按：2007年之前，也有很多所謂“高保真數(shù)字”母帶播放器，也集成了高級(jí)的DA芯片(如同現(xiàn)在的HIFI手機(jī))，但是對(duì)發(fā)燒友來說都不能稱之為真正的HIFI級(jí)。直到2009年作者第一次聽到英國Linn的一款當(dāng)時(shí)售價(jià)20W人民幣旗艦播放器……

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作者：xs_horizon

“作為第一篇分享，我不得不說一下為何發(fā)WEIBO作為固定分享的原因，這幾年我分享了很多關(guān)于數(shù)字音頻技術(shù)的內(nèi)容，有些隨著產(chǎn)品介紹，而大部分是在享聲群內(nèi)。昨天很多用戶給我建言，有時(shí)間在群內(nèi)分享，為何不能分享給更多的燒友朋友？？其實(shí)之前也有朋友建議我形成分享系列，但是個(gè)人時(shí)間實(shí)在有限,都是隨性而發(fā)，加上中文水平實(shí)在有限，外企的近十年，連中文打字的五筆字根都忘了，這次在群友的強(qiáng)烈批評(píng)下，于是下定決定，非節(jié)假日以及特別情況（出差，生病等）盡量每周隨手一篇關(guān)于音響，數(shù)字音頻相關(guān)的分享，由xs_horizon的帳號(hào)發(fā)出，歡迎大家批評(píng)與指導(dǎo)。任何轉(zhuǎn)發(fā)，必需要引用本人信息?！?/p>

說起HIFI級(jí)的高保真數(shù)字音樂播放器，我們就不得不提Linn這個(gè)品牌。Linn作為英國的Hi-END品牌除了Hi-FI器材以外，同時(shí)還有唱片業(yè)務(wù)。 2007年推出業(yè)界第一臺(tái)HIFI級(jí)高清(母帶級(jí)的)網(wǎng)絡(luò)數(shù)碼流播放器，并在隨后幾年完善入門，中級(jí)，高級(jí)系列，并在2009年宣布停產(chǎn)CD/SACD播放器的產(chǎn)品。剛出來時(shí)價(jià)格接近20W人民幣，效果超過其自產(chǎn)的旗艦SACD，不需再購買CD，SACD，手機(jī)，平板控制等而備受業(yè)界矚目。

Linn 采用XINILX FPGA作主控，內(nèi)部集成一個(gè)ARM9內(nèi)核，并支持網(wǎng)絡(luò)接口，從而實(shí)現(xiàn)ARM作為接口，F(xiàn)PGA從事音頻處理的功能，這種設(shè)計(jì)的好處也是利于CPU實(shí)現(xiàn)接口以及通用協(xié)議的支持，而FPGA適用于需要高穩(wěn)定性，高實(shí)時(shí)性的音頻處理。

同時(shí)采用多晶振來實(shí)現(xiàn)對(duì)各種采樣率的支持(后期優(yōu)化后，晶振減少了)

這是因?yàn)?，母帶?shù)字音樂，有二種格式，一種DSD編碼，一種是PCM編碼(后續(xù)分享當(dāng)中分重點(diǎn)說明DSD編碼以及PCM編碼的區(qū)別)，DSD編碼是一種通過關(guān)注變化趨勢來進(jìn)行對(duì)模擬信號(hào)數(shù)字化，而PCM則是通過關(guān)注模擬信號(hào)的振幅來進(jìn)行數(shù)字化(數(shù)字化就是對(duì)模擬的波形進(jìn)行純數(shù)字化的采樣，使得能夠數(shù)字存儲(chǔ)，比如數(shù)碼相機(jī)，也是對(duì)圖像數(shù)字化，像素就是數(shù)字化的關(guān)鍵信息，而音頻則是采樣率)。而PCM編碼有二種采樣頻率，一種是44.1khz采樣頻率的倍數(shù)，一種是48khz采樣頻率的倍數(shù)，在DAC解碼過程當(dāng)中，他們之間的通訊協(xié)議(I2S)中需要一個(gè)是采樣率為128倍或更高的主時(shí)鐘，即一般是11.2896MHZ(44.1khz倍頻)，12.288(48khz倍頻)的倍數(shù)以上。眾所周知，現(xiàn)在的頂級(jí)的鎖相環(huán)（見注釋）分出來的時(shí)鐘精度以及噪聲均不可能與原生晶振所對(duì)比，比如，頂級(jí)的鎖相環(huán)的噪聲才-110db，而一個(gè)有源低噪聲晶振可以達(dá)到-150db，這也是Linn采用多個(gè)晶振來實(shí)現(xiàn)對(duì)各種采樣率編碼支持的原因。

2007年之前，也有很多所謂“高保真數(shù)字”母帶播放器，也集成了高級(jí)的DA芯片(如同現(xiàn)在的HIFI手機(jī))，但是對(duì)發(fā)燒友來說都不能稱之為真正的HIFI級(jí)。有兩個(gè)原因，一個(gè)是數(shù)字處理是CPU，完全不如FPGA的穩(wěn)定性，實(shí)時(shí)性，低Jitter, 低噪聲；第二個(gè)全部是低劣工業(yè)級(jí)的CPU鎖相環(huán)分頻出來的時(shí)鐘，驅(qū)動(dòng)CPU音頻模塊來輸出音頻協(xié)議, 加上CPU信號(hào)信噪比一般低于90db，所以數(shù)字輸出的質(zhì)量非常低劣，后端再好的DA芯片以及模擬放大，重放效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有造成HIFI界的任何轟動(dòng)。

2009年，我有幸聽了美國同事(其實(shí)也是中國人)的一臺(tái)Linn的旗艦極點(diǎn)，當(dāng)時(shí)作為一個(gè)音箱燒了十幾年的音樂愛好者，著實(shí)被震撼了一把，從來沒有想象到原來可以比CD，SACD還好的聲音，特別是放母帶音樂時(shí)的那種聲場，透明度，密度，自然度，非CD所能夠比擬，而CD格式的效果也達(dá)到高級(jí)CDP的檔次。 作為一個(gè)本身從事技術(shù)工作，并且之前改過做過無數(shù)自用器材的我來說，最后破費(fèi)把同事的這臺(tái)買下，并且拆機(jī)研究，同時(shí)叫上之前幾位從事技術(shù)工作，但是也是音樂發(fā)燒友的朋友一起研究原理，在2010完成對(duì)其全部功能在FPGA上進(jìn)行了仿真，2010在Altera FPGA上對(duì)其核心功能進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，并在當(dāng)年開發(fā)了AD1852解碼板，配合這個(gè)FPGA進(jìn)行聯(lián)調(diào)優(yōu)化。 直到2011，我們認(rèn)為差不多了，與南大聲學(xué)所，數(shù)字音頻處理方向的老師進(jìn)行交流，盧教授等他們方向的老師在評(píng)估完我們的方案后，并在幾百萬級(jí)的各種頂級(jí)音箱，器材的試音室與10萬級(jí)的HDCD進(jìn)行各種對(duì)比，認(rèn)為聲音尚在同樣CD音源下(CD抓軌下來)與那臺(tái)HDCD并無差別，實(shí)現(xiàn)方法先進(jìn)。同時(shí)我們也在當(dāng)時(shí)華東最大的音像城，與萬元級(jí)的CDP對(duì)比，多個(gè)店鋪對(duì)比后表示吃驚，不亞于某些品牌萬元CDP。

當(dāng)時(shí)的方案比較簡單，基于FPGA實(shí)現(xiàn)SD卡功能，外設(shè)接口有限，連Linn的擴(kuò)展性都達(dá)不到，于是當(dāng)時(shí)幾位朋友合伙注冊(cè)公司---南京享聲音響有限公司，開始商業(yè)化這個(gè)技術(shù)方案的歷程。

后來我們認(rèn)識(shí)到了，數(shù)字音樂重放最重要的是重放品質(zhì)要不輸CD，同時(shí)功能更為強(qiáng)大，更方便， FPGA的接口非常有限并且不太適合現(xiàn)在的通用接口，Linn 雖然集成了ARM9，但是仍然只有網(wǎng)絡(luò)接口，擴(kuò)展性也很一般，考慮到中國國情，以及眾多燒友的實(shí)現(xiàn)情況，我們把CPU 從FPGA當(dāng)中單獨(dú)出來，并且為CPU與FPGA開發(fā)了一條近實(shí)時(shí)，速度超過1.5Gbps 的通道作為CPU與FPGA的實(shí)時(shí)雙向通訊。CPU負(fù)責(zé) 各種外設(shè)接口，而FPGA負(fù)責(zé)專業(yè)的音頻處理，集成雙晶振支持續(xù)44.1khz 倍頻(含DSD)，48khz倍頻的獨(dú)立時(shí)鐘。 從而完成在架構(gòu)上對(duì)Linn的完全超越，方便性與接口大幅度增強(qiáng)。并在2011年實(shí)現(xiàn)并申請(qǐng)了架構(gòu)專利，2012年獲得，也是國內(nèi)最早從事母帶級(jí)高保真音頻架構(gòu)的公司，也是唯一獲得高保真流媒重放整體架構(gòu)的公司。

這幾年，享聲音響對(duì)這個(gè)架構(gòu)進(jìn)行了深度的優(yōu)化，包括電源處理，噪聲抑制，時(shí)鐘噪聲優(yōu)化，內(nèi)部時(shí)序優(yōu)化，F(xiàn)FT算法，極高性能的同軸輸入輸出支持，DSD原生與DOP等，使得數(shù)字輸出質(zhì)量大幅度提升，也在2013年初第一個(gè)在業(yè)界推出高級(jí)專業(yè)的HIFI級(jí)數(shù)字轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)，也是目前全球銷量最大的數(shù)字轉(zhuǎn)盤產(chǎn)品，同時(shí)也有一體化的網(wǎng)播如 A200S,A280等。 2015年享聲音響第一次把這個(gè)架構(gòu)帶入到了便攜市場，即 Esther M1，后續(xù)還有飛秒級(jí)的M1 Pro。

同時(shí)市場上也有XMOS(雙時(shí)鐘)+CPU的方案，以及CPU+FPGA+雙時(shí)鐘的方案，這些方案均與享聲的方案不同，也與Linn的不同，XMOS的方案是CPU+USB通道的方案，CPU負(fù)責(zé)解碼，XMOS只是輸出數(shù)字音頻；而CPU+FPGA+雙時(shí)鐘則是用FPGA(其實(shí)大部分是CPLD)則只是把CPU的IIS設(shè)置成SLAVE，作一個(gè)時(shí)鐘選擇器的功能，雖然外部時(shí)鐘提升了時(shí)鐘的精確度，但是噪聲以及電源問題仍然沒有解決，同時(shí)解碼還是CPU解碼。

從上述信息可以看出，高保真HIFI級(jí)數(shù)播，網(wǎng)播的發(fā)展史，其實(shí)是數(shù)字輸出質(zhì)量以及易用性的發(fā)展史，作為DAC部分則在90年代已經(jīng)成熟，成本即決定了價(jià)格。雖然享聲在高保真音頻芯片以及架構(gòu)實(shí)現(xiàn)長達(dá)6年，但我們?nèi)匀晃覀冋J(rèn)為，頂級(jí)的數(shù)字音頻還有很大的空間，這是因?yàn)殡S著體積，功能，電源的條件越來越嚴(yán)格，對(duì)優(yōu)化也要求越來越高，加上最新的晶振以及電源技術(shù)的進(jìn)步，效果提升也會(huì)有目共睹，Linn 從2009年后就技術(shù)一直沒有更新，也造就其不再成為最優(yōu)選的重要原因。

注釋

鎖相環(huán) (phase locked loop)，就是鎖定相位的環(huán)路，是控制晶振精準(zhǔn)度、噪聲的典型反饋控制電路設(shè)計(jì)。利用外部輸入的參考信號(hào)控制環(huán)路內(nèi)部振蕩信號(hào)的頻率和相位，實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)頻率對(duì)輸入信號(hào)頻率的自動(dòng)跟蹤，一般用于閉環(huán)跟蹤電路。