在此清净地发帖,不往喧闹区取宠。
不求芬馥芳香,但求暗香萦绕。
能够看到此贴的坛友,皆为宁静致远者。不趋之若鹜,不随声附和,有见解,有想法,有立场。
在此感谢有心前来此贴的鉴赏者,特以此帖内丰富内容以馈饕餮……
在以前的一些帖子里面,我也有介绍过在1998-2002年间声卡鼎盛时期的一些著名声卡。只可惜随着硬件配置和操作系统的升级,这些经典又好声的声卡,如今已经再也找不到合适的驱动令其发挥余热了。
声音这种看不见,摸不着的东西,很难用一种可以描述出来并且量化的东西衡量。所以,在崇尚指标和堆料为主的现今主流声卡选择上,就需要有一定的鉴别和经验了。不同于直观地显卡,对于声卡的选择显得尤为困难。在经历了若干年盲目追求多声道、标榜音效和指标的年代后,逐步小众化的声卡也开始走上堆料之路。
但是声音是奥妙的,并非堆料就有好声,这该如何取舍?
在之前的帖子中曾有坛友问我:“收集了100多张声卡,如今使用的是哪款声卡?”这帖里我就来介绍一款如今的操作系统也可以良好支持使用的声卡之一。这款声卡的音色虽然不是我收藏声卡里面最好的,但是还是相当不错的。重要的是,即使在如今的win1064位系统下面,依然可以正常使用。
PS:拍摄之前,我同样把声卡清洗了一下,为了便于拍摄,我也把挡板拆卸掉了。
PS:在下面提及的公司名称,我做了超链接,如果帖子提及的内容有兴趣,可以点击超链接直接访问。
这款声卡——AudiotrakProdigyXT7.1,其品牌可能并不为众人知晓。但是如果我提及该品牌曾经推出的一款声卡——“MAYA44”,相信应该有不少人有所耳闻了。MAYA44正是Audiotrak曾经推出的专业声卡之一。
声卡领域起起落落,所以Audiotrak公司的历史也比较复杂。事实上,早期MAYA声卡也不是Audiotrak的产品。而Audiotrak公司正身的产品是红色PCB的。后来Audiotrak被ESI-Audio兼并,产品定位开始有所区别,MAYA系列被收归ESI旗下作为专业卡系列产品继续开发,而Audiotrak品牌则开始主打民用卡系列产品线的规划,其PCB颜色也和ESI-Audio的产品一致,变成了白色。
我这次介绍的AudiotrakProdigyXT7.1正是这段时期的产品——白色的PCB,主打家用及娱乐的产品设计和定位。
作为一家拥有丰富专业声卡设计生产经验的老牌声卡厂商,由其操刀的民用娱乐声卡,自然有极其出色的技能储备了,所以这款声卡的介绍,对于如何评价一款声卡的好坏具有相当代表性的意义。
所谓“三十年河东,三十年河西”,非常富有讽刺和曲折意义的是:在我写这篇文章的时候,我去Audiotrak官网查询资料,原本收归于ESI-Audio旗下的Audiotrak好像反过来赎身把ESI-Audio给收购回来了,原本通过ESI首页进入的Audiotrak网站,如今变成了首页,而ESI-Audio的网站却变成了Audiotrak网站的子网页了,真的非常有意思。
所以也再次期待何时我最喜欢的ESSTechnology也能如此翻身。
先来看看声卡的正面,这款声卡的PCB体积并不大,和当年的创新SoundBlasterLive!的规格是一样的,但是上面遍布了大大小小的电容和其他元件,结构颇为复杂。不过即使看起来结构复杂,但是也不能因此就简单认定为好声卡。好声卡有成为好声卡的理由,所以后面会慢慢地剖析,耐心看到最后,相信能让您获益匪浅。
好声音的关键之一:主芯片
声卡的主芯片,是好声音的关键之一。这个是毋庸置疑也易于理解的。作为声卡的核心,是整块声卡的大脑和心脏,声音所有的原始处理,都是通过主芯片来实现的。
现代声卡自从经过AC97时代后,架构基本上保持一致,不再像之前的老声卡又更为复杂的架构。
对于一块现代声卡,主芯片主要就负责音频信号的IO和DSP运算部分。
其中,IO就是In-port/Out-port,负责总线信号的输入输出。DSP则是声音的处理和音效运算,也是不同声卡芯片性能差异和音色差异的所在。
处理能力强大的声卡芯片,其声音采样运算能力也是非常强大的,可以支持到更高的采样率和声音位数。如今主流的高端声卡采样已经可以达到384KHz,而声音位度也能达到32位。
不过对于高性能的指标,这里存在一个误区。理论上,声卡的采样越高,声音位度越高,声音会越好。但是这个理论忽略了一个很重要的一点,就是音源的品质。我们目前能够获得的大部分音乐来源,都是CD压缩或者提取而来。即使100%无损的CD音频,其采样也仅仅是44.1KHz,16bit。所以更高的采样和位深度只会增加SRC和SSRC问题,并没有什么意义。创新的Audigy4、XiFi正是这种指标为上理论下的失败产物。
来看看这款声卡的芯片:VIAICEEnvy24HT1724
这一串型号,标明这款芯片是威盛电子推出的Envy24声音芯片中的HT系列,型号VT724。
在整个Envy24系列中,这款芯片是那系列中指标最高的,可以支持到24位、192Khz采样。
早年M-Audio的24/96专业声卡,用的正是Envy24系列中的VT1712芯片。
而Audiotrak最为著名的Prodigy系列专业声卡,用的也正是Envy24VT1724。
作为专业声卡厂商共同的选择,可见这款芯片是具有相当的性能。
事实上吸引专业声卡厂商的,并不是这款芯片的强大运算能力,而是不同于创新帝国的架构。
这系列芯片可以避免SRC问题,这个后面会有介绍。同时,这系列芯片的DSP并不设计成为游戏或音效定位而优化的“假3D音效”,作为专业声卡的应用,这些特点正是适合的部分。
好声音的关键之二:Codec芯片
如果说声卡的主芯片是一首歌的词曲作者,那Codec芯片就是这首歌的演唱者了,其对于声卡声音品质的重要性不言而喻。
自从AC97标准之后,声卡的Codec架构就被锁定下来。在定义中,Codec的功能是DA、AD转换。其中DA部分,就是我们使用声卡最重要的功能——模拟信号输出。AD部分,则是声卡负责信号输入的,将输入的模拟信号转换为数字信号,和DA的功能正好相反。
专业声卡和民用声卡最大的区别就在这个部分的配置上面。专业的录音卡,Codec的AD性能相当强悍,但是DA部分却很弱,所以迷信购买专业卡欣赏音乐其实是很愚蠢的一种思维。而专业的监听卡,则和民用声卡的定位需求类似,Codec的DA性能相当出色,可以非常高标准的将声卡主芯片的数字信号转换为高品质低失真的模拟信号输出。不过民用卡和专业监听卡还有一个不小的区别,民用卡还会利用到声卡的DSP部分性能,引入3D定位和音效等功能。我这次介绍的声卡,虽然定位民用,但是作为专业声卡厂商Audiotrak的作品,到头来做的还是和高标准监听卡一个格局了,Envy24芯片并不支持音效和3D定位。
如果要用我们经常接触的事物来解释Codec芯片的工作,可以看看DAC,其DA部分实现的就是DAC的功能。在音频发烧领域,单独配置一台独立的DAC对于声音有极大地提升。可见,其实声卡真正出好声音的,是这枚Codec芯片。不同厂牌都有生产Codec芯片,包括VIA自己也有VT1616的Codec芯片来作为Envy24系列声音芯片的配套方案。但是VIA的VT616的声音并不出色,所以在大众卡上面常见的搭配方案不会出来好声音。
可以看到照片里面,这款声卡的Codec选用了Wolfson的WM8770。官方的Datasheet里面对这枚芯片的描述是:24Bit,192kHz,8ChannelCodecWithVolumeControl(24位,192kHz采样,8声道带音量控制Codec)。其处理能力正好和主芯片的性能一致。
当然,光指标为上不能说明声音到底好不好听,所以这里要用到经验法则。Wolfson在音频DAC芯片领域是相当有名气的,有兴趣可以搜索一下WM8740、WM8741,看看音频发烧友们的评价。相信你也就明白我为何对于Audiotrak选择了这枚Codec颇有好感的原因了。
好声音的关键之三:运放及LPF电路
前面说过,声卡主芯片就像词曲作者,而Codec芯片则是演唱者。但是演唱者的水平再高,嗓门有限,所以还需要一套“舞台音响”来将声音放大到可闻的程度。而担任“舞台音响”作用的,正是声卡上面的运放和LPF电路。
LPF是“低通滤波器”的简写,主要功能是滤除高频信号。对于电脑系统来说,解码出来得模拟信号因为在数模转换中还有大量的高频信号夹杂在中间,所以需要一套LPF电路进行滤除。很多反映声卡那种“数码味”其实和设计不佳的LPF电路也有一定的关系。在这里,有些设计架构下,运放并不一定是用作传统意义上的电流放大或者电压放大作用,而是类似“数字分频”那样作用低通滤波。
所以对于声卡来说,这一部分是给声音最后把关的一步,对于声音有相当大的影响。
有些玩家,热衷于给声卡更换运放来提升音质,这里需要说明的是,并非一味更换高指标运放就能得到想要的效果。运放的参数是相当多而且复杂的,而且声卡供电属于低压供电,一般都低于12V,而很多运放最优工作电压往往在15-18V左右。同时,根据声卡设计的不同,并非所有声卡的运放都是用做放大作用,当运放用做缓冲和滤波作用的情况下,并不能用传统经验上对于运放的判断来选用了。
LPF其实是一个非常重要的部分,相当于一个岗哨,把需要的频段通过,而不需要的频段拦截。拦截掉过多的频段,声音的细节就会丧失,而拦截掉太少的频段,声音就会干硬甚至肥厚失真。
图片这款声卡,7.1声道的设计却用了7块运放,根据主从声道的不同有所区别。
其中有两枚运放采用了可以替换的运放座设计,分析电路布局可就知道,这两个运放分别负责前置声道输出和耳机放大输出两个部分。
这里我运放有替换过,前置声道输出把原来的5532D换成了MUSE8920,而耳机放大输出则把原来的2134换成了5532DD。
大部分声卡的设计都是不可替换运放,少数声卡设计成全部运放可以替换。而这款声卡相当合理的把骨干声道设计成可以替换,而辅助声道则设计成不可替换,既利于电路布局,又能节约成本。
这里要特别分析一下7片运放在这款声卡上面的作用。简单计算一下不难发现,7片双运放就有14个声道,事实上7.1输出的声卡只要用到8个声道。
这里有两片运放分别是给Line-in和Mic-in输入信号放大用的,而剩下来的5片,其中2片作用在同一个声道。当驱动设置耳机输出的时候,继电器切换到有运放座的那片运放,提升耳机的音场和低音品质。当驱动设置到多声道输出,继电器切换到贴片的运放,保持和其他声道相同的音色。
好声音的关键之四:时钟及晶振
在数字电路系统中,时钟及晶振也是是相当重要的组成部分。玩过单片机的朋友都知道,单片机起振的晶振频率在12MHz,虽然有些单片机不需要晶振,通过内部时钟也能启动工作,但是稳定性和可靠性远不如外部晶振。
同样的,晶振对于声卡来说,也是不可缺少的重要组成部分。而且,在声卡上的晶振担任了时钟频率和采样频率基准的作用,对于声音的影响是非常巨大的。
可能这样描述较为笼统,那不妨这样设想一下:当一个乐队演奏某个曲子或者一个歌手演唱某首歌的时候,很重要的一步就是要正确掌握这个曲子或者这首歌的节拍。如果节拍不正确,那演奏就会失真,唱歌就会走调。而声卡的晶振,起到的正是这个“节拍”的作用。只有提供了正确而又精准的时钟频率,声卡的输入输出采样可以确保不会失真。
早年沸沸扬扬的SRC问题,正是AC97所规定的采样频率为48KHz,并不能整除以CD碟片采样的44.1KHz,导致了二次采样的发生,从而造成了不可弥补的失真损耗。
在此之后,声卡厂商也有开始弥补当年造成的问题,所以在AC97标准上有所改动的声卡开始出现。而这款声卡,正是其中的典型代表。
可以注意到,Envy24系列芯片,其支持采用的晶振为两枚,而不是一枚。其中一枚是49.152MHz,另一枚是22.5792MHz。
为何是两枚晶振,为何是这两个取值呢?这里来细细说明一下。
先来做一组算术题:
49.152MHz=49152KHz
49152KHz÷48KHz=1024
49152KHz÷96KHz=512
49152KHz÷192KHz=256
49152KHz÷384KHz=128
注意到了么,48KHz、96KHz、192KHz、384KHz,这些我们当前声卡上面常见的采样频率,全部都可以用来整除49.152MHz这个频率数。
然后再来看下一个算术题:
49.152MHz=49152KHz
49152KHz÷44.1KHz=1114.557823129252………………
结果显而易见,无法整除。这就是当年的SRC问题。晶振提供的时钟频率不是CD采样频率的整数倍。
用大家熟悉的CPU超频的概念来理解,CPU的主频和倍频都是整数,如果一枚CPU的主频是整数,而倍频变成了一个无限不循环小数的话,那会变成何等恐怖的情况?
然而,这样愚蠢的事情,就是在那一年作为标准制定下来并且延续至今了。
于是这款声卡值得选择的另一个原因也就在此浮出水面,让我们来看看这枚22.5792MHz的晶振:
22.5792MHz=22579.2KHz÷44.1KHz=512
结果很赞,这个时钟频率正是CD采样44.1KHz的整数倍。
所以,SRC问题在此圆满解决。
前面一大堆说的是时钟频率与采样和SRC的问题,那晶振的品质是否对于声音有所影响呢?答案也是肯定的!
虽然晶振设计为固定的频率,但是由于品质的不同差异,其实时钟精度和温度飘零也是不一样的。
最高级的带温补的有源晶振和最普通的无源晶振,价格可以相差几百倍甚至上千倍。对于声卡而言,自然不可能标配顶级的晶振。所以相对的,能够配上有源晶振的声卡就是不错的了。
在这款声卡上面,可以发现两枚晶振中一枚采用的是有源晶振,另一枚是无源晶振。对于负责3组采样的晶振采用有源,而只负责一组采样的采用无源,的确是比较合理的选择了。
好声音的关键五:数字整理电路
严格来说,数字整理部分的品质,对于声卡本身的模拟输出品质并无影响。但是随着音乐欣赏要求的不断提升,越来越多的用户舍弃了声卡的模拟输出,而通过声卡的数字输出信号外接解码器,从而获得更好品质的声音。
对于数字信号而言,很多人并不理解已经数字化的信号谈何品质一说。这里有一个笑话,品质好的光盘装一遍Windows,难道还和劣质光盘装的Windows不一样?很遗憾,在数字音频信号,的确会不一样!
这里先输入一对概念,“容差”和“纠错”。
容差,就是错误的容许;纠错,就是错误的纠正。
在电脑传输的数据,比如网络传输,有严格的校验纠错机制,每一组数据流中,都包含校验信息。如果校验信息和该组数据流的校验结不符,就舍弃这组数据流,发出重传申请,直到接收的数据和校验的数据一致,才继续下一组传输。
但是在实时传输的场合,由于纠错重传需要占用时间,如果频繁发生纠错重传,实时数据流就无法连续,这时候引入容错机制,即容许一定的错误发生,从而确保实时数据流的流畅。
很遗憾的是,当年SONY和Philips建立CD和SPDIF数字音频流标准的时候,采用的就是容错机制。当时受到硬件的限制,CD光头读取是按照1X速度来进行的。也就是说,读取速度和播放速度一致,CD机并没有第二次机会来纠正读取错误的信息。同样的问题,也被制定进入了SPDIF标准里面去了。
所以,用来作为音频数字信号传输的SPDIF通道,是没有纠错机制的。一个只管传,一个只管收。如果把发送这一端比作播音员的话,那你赵忠祥播音还是周杰伦播音,即使是同一篇稿子,两个人的播音能听起来一样么?相比听周杰伦播音的话,要漏听不少内容吧。
所以,很好理解了,请个普通话达到国家特一级水平的播音员来播报是个明智的做法。SPDIF信号该去哪里找“国家特一级水平的播音员”呢?办法是有的!
具体来说,电路并不复杂,一对74HC门电路和一个数字耦合变压器就能构成完整的数字输出优化电路了。
虽然我们理解的数字信号貌似是高低电平的01000101之类的信号,但是实际情况并不理想。
举个例子:如果规定5V的脉冲电压为信号1,0V的脉冲电压为信号0。实际传输中,脉冲信号的电压从0.5到5.5V之间都会有,那0.5-4.9V这段脉冲电压,到底算信号1还是信号0呢?
这个时候,74HC门电路就发挥作用了,通过一对非门电路进行翻转,从而获得峰值脉冲电压一致的电平信号输出。
光平衡了信号电平还是不够的,传统理解上数字信号因为像万里长城一样的吧,可是这时的数字信号脉冲还是一个个尖锐凸起的波峰。把这个波峰变成万里长城,这就是数字信号耦合变压器的工作了。
只有经过这样完整的处理过程,我们才能得到品质优良的数字信号输出,从而为解码器提供高品质的信号源。
好声音的关键六:供电电路及电容
声卡上面的电容如果要细细来说的话,可以分好几个功能了,不过这里就针对关键的功能来阐述一下吧。
电容首当其冲的关键功能就是滤波,通过电容的“通交隔直”的特性来滤除供电的污染。
而电脑供电系统中,由于大量的高频和数字元件协同工作,加之电脑电源本身就是高频污染严重的开关电源,所以对于以模拟输出为主的声卡来说是极其有害的。遗憾的是,大部分声卡在供电滤波这部分并不是特别的重视,包括我之前介绍的一些声卡不错的卡在内,都是很单薄的供电滤波电路。只有少数厂商,真正对于声音有所追求,在供电净化上下了大工夫。比较出色的当然是安桥的SE90、150、200PCI,不过这介绍的这款声卡,做的也不错。
照片中的这排电容是PCI取电净化电容,如此规格和密度,其实就已经和当年热吵的“日本声卡电源净化卡”的效能一致了。
厂商的PCB印刷也很好的说明了特性,PCINoiseKiller——PCI噪音消除器。
良好的供电设计,并不是只是有好电容这么简单,电源电路还涉及到稳压电路、分压电路等各个部分,虽然不能简单鉴别其性能如何,但是大致可以从板卡关键元件的布局位置来判断其设计合理性。如果高频的MOS管很靠近模拟输出部分的话,那就是失败的设计了。
照片上是一片稳压芯片,恒定稳压9V,从电路布局来看,应该是运放供电电路的一部分。根据这个特征就能看一下这款声卡配套的运放参数,是否匹配这组供电电压。
除去滤波电容和供电,声卡上的电容还有一个非常重要的用途就是耦合。耦合很好理解,串联在声音信号通道上的那个电容,就是耦合电容了。从结构上面就能想明白,这个位置的电容对于声音的影响是非常巨大的。电容的容量,类型,内阻,频率,都是会直接导致声音的改变。通过更换耦合电容来获得好声音的打磨方式,是很多烧友常做的事情。
自然,在声卡上面的耦合电容,也是需要考究选择的。虽然大部分声卡厂商看起来似乎不是很“在乎”这个位置的电容。不过你有兴趣可以去细细看看创新的,虽然板子上面清一色黑色电容,看上去一模一样,但是仔细看标签,会发现耦合电容用的是Nichicon的,而普通位置的用的则是Wincap的。
有些声卡则虽然用同一厂牌的,但是不同位置用的电容系列型号不一样,这也是很关键的一点。即使是大厂的电容,也分很多系列,比如高频的、音频的、普通的、长寿命的,所以只有合适的系列在合适的用途位置,才能发挥最佳的效果。
这次介绍的声卡,可以看到电容清一色是红宝石的,并且PCI供电滤波部分的电容系列型号和板卡其他位置的系列型号不一样。不过有点遗憾的是,输出耦合电容并未专门选择红宝石的音频系列,而是选择的普通的YK系列。
好声音的关键七:做工品质
这部分就真的不用再说太多了,做工劣质的声卡,厂商怎么可能会有好的态度来设计呢?
我收藏这么多的声卡,只有一个厂商例外,那就是飞利浦。飞利浦的PSC系列,做工很拙劣,但是声音媲美ESS的声卡。当然了,人家飞利浦是谁?数字音频当年也不看看是谁打天下的,不论数字还是模拟部分,都是玩转得游刃有余,花指甲缝的力气,就能让别人抖三抖了,所以随便设计几个声卡,配上垃圾做工,都能达到那个境界,为止佩服。
至于各位买声卡,还是务实一点,选择做工好的款式吧,毕竟飞利浦真的是玩,做了两个系列以后就洗手不干了。
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