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DAC数模转换芯片介绍(AKM公司的解码芯片)

杰长老 8176

前言:

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数字-模拟转换器(DAC)对数字音频源如各种CD机、SACD机、便携播放器和手机等是核心零件之一(虽然不一定贵)。DAC负责把解码好的数字音频流,转换为模拟音频信号。在这个处理过程中,芯片起到关键的作用。

本系列文间旨在介绍各大家的DAC芯片、参数指标等,并尽量介绍其声音特点,希望大家喜欢。

需要注意的是,唯芯片论不管是发烧友中还是非烧友中都是普通存在的。但实际上,DAC芯片只是决定音质关键因素之一,而非唯一因素,甚至可以说不是最重要的因素。周边电路设计、时钟精度,模拟电路设计,元器件选择及电源处理,对最终音频设备的声音起到至关重要的作用。请读者必须清楚这一点!

一、AKM公司解码芯片及区别

1983年,AKM公司在日本成立,全称为Asahi Kasei Microsystems, Inc.,中文名:旭化成微电子株式会社。AKM公司即致力于发展信息和通信领域的大规模半导体集成电路。目前,AKM公司能够提供包括移动通讯设备用的模-数混合电路IC、基于Delta Sigma 自校正技术的A/D和D/A转换电路、具有无损压缩和纠错技术的大容量存储IC等一系列电路。

AKM公司在DAC芯片市场也拥有很大的市场,尤其是在中低价位市场。这并不是说AKM的芯片性能不高,只是AKM一贯坚持低价路线。

后面AKM公司通过收购得到美国Crystal的技术,并把它们转到Cirrus Logic旗下(据说)。所以,他们几家都有43系列芯片。

Crystal(水星)公司在数字音频界具有很高的地位,其1999年7月推出的CS4396和CS4397足以与PCM1704平起平坐。 CS4396采用非常流行的多比特 Delta Sigma 解码方式, 拥有24bit的解码精度,同时内置数字滤波器。CS4396的取样频率最高已经达到192kHz, 信噪比也达到了令人惊异的120dB,总谐波失真和噪声达到了-100dB, 动态范围则达到了120dB(超过了PCM1704)。CS4397的性能参数与CS4396没有什么太大差别,区别之处只在于CS4397可以提供外接PCM或SACD的DSD内插式滤波器。1999年10月,Crystal推出集成度更高的CS4391/4392,其内部不仅包含四阶Delta?Sigma解码,数字滤波器更包含模拟输出滤波器和音量控制。它的取样频率最高仍为192kHz,但动态范围降低到了107dB,总谐波失真和噪声达到了-97dB 。

AKM 当年最高级的 DAC 芯片要属AK4395了,这也是一个Delta Sigma解码芯片。它采用128倍取样,最高取样频率为192kHz,内置24bit 8倍过取样数字滤波器,通道内纹波系数仅 ±0.0002dB , 通频带内补偿为110dB。其对时基抖晃误差有很高的容差,为低失真差分输出。它的动态范围和信噪比都是120dB,总谐波失真和噪声为100dB。

2007年AKM发布的32位高级DAC芯片AK4397,其它参数上和AK4395几乎一致。而真正的代表产品则是2013年诞生的AK4495S,384 kHz/32位PCM和5.6 MHz DSD兼容,它代表了当时的高码率DAC芯片。 大约在这个时候,AKM的名字开始广为人知,并且市场份额一直在增加。 此外,2014年的第三代芯片AK4490也推动了这一趋势。

AK4490支持11.2 MHz DSD,减少了总谐波失真率, 此外,实现了诸如OSR(升频倍增器)等许多更新,其降低了来自ΔΣ调制器的噪声,并且实现了五种数字滤波器。 AK4490被许多品牌产品采用。采用这颗DAC的播放器有AK320、AK380、KANN、FiioX5III、凯音I5等。今天Astell&Kern的第三代播放器全系列都用上了这片AK4490了,足以证明AK4490的实力。

不难看出,AK4490指标真的很高:PCM 32bit/768kHz DSD 11.2MHz,而且售价并不像ESS9018那么高冷不亲民。

这块芯片在Digikey的价格是2.34美金,大概价格是18元人民币,性价比非常高。声音给人的最大印象是是亮和甜,很讨好耳朵,采用的厂家自然也多。

AK4493EQ是日本AKM公司2018年的最新产品,前作AK4490系列产品一直是HiFi市场最受欢迎的DAC芯片之一,AK4497则代表着DAC芯片的标杆,被用在各个品牌旗舰产品中。AK4493在AKM整个DAC产品线中的地位,动态范围和失真度是衡量DAC芯片性能的两个重要指标,AK4493的动态范围与AK4495持平,仅次于AK4497;而失真度方面 ,也是仅次于AK4497,相差两个dB范围。

并且AK4493和AK4497都属于AKM VELVET SOUND系列芯片,并都使用了OSRD(过采样率倍增器)技术,可大幅度的降低带外噪声,为播放器提供更优质,更纯净的声音。

自带6种数字滤波器,给你不一样的音乐体验

AK4493EQ自带6种数字滤波器,DAC采用不同算法进行数模转换时,声音也会略有区别,这就形成了不同的数字滤波器。想比于EQ均衡器(Equalizer),它可以在不造成任何的失真的前提下,让我们有不同的声音体验。

AK4493芯片的6种数字滤波器:

短延时快速滚降-Short Delay Sharp Roll-off

短延时慢速滚降-Short Delay Slow Roll-off

快速滚降-Sharp Roll-off

慢速滚降-Slow Roll-off

低分散短延时-Low Dispersion Short Delay Filter

超级慢速滚降-Super Slow Roll-off

DAC芯片VELVET SOUND | VERITA AK4497 问世

2016年,进化越来越深,从第1代进化到了第3+代。 这时AKM推出了VELVET SOUND的旗舰型号AK4497, 引入了新的音频专用LSI工艺,对应22.4 MHz DSD,S/N比为128 dB,总谐波失真率为-116 dB,实现了高规格水平。 作为5V电压输出DAC,它是具有最高音质的终极DAC芯片。最高兼容768 kHz/32位PCM和22.4MHz DSD。

到此为止,AKM只设计电压输出型DAC,但当时主流的DAC芯片主要是电流输出型DAC。许多音响制造商倾向于选择易于反映其自身声音味道的电流输出型DAC芯片。 而AKM在研究AK4497之后的旗舰型号时,有一种强烈的感觉,即设计出一款最佳规格值和音质的芯片。

2018冬天,AKM的新旗舰型号AK4499诞生了。

AK4499不仅实现了高音质,而且实现了高标准

在这一个不同于以往的研究中,AKM历史上首次开发出了一款电流输出型DAC芯片,就是这一款AK4499。

AK4499是一款新的旗舰DAC,继承了VELVET SOUND的标志,内含四个DAC声道,在MONO模式下,把这些声道都并连在一起,S/N比能达到140 dB,谐波失真率达到-124 dB的惊人数字。 它还实现了一个与竞争对手产品相比具有压倒性优势的规格。

AK4499是4声道芯片,封装是128引脚规格,它是AK4497 64引脚规格的两倍。 其功率控制继承了AK4497的设计理念,它将每个模块中的电源分开。这意味着不需要配备特殊的大电流电源来驱动它。 但是,由于设计电路时需要理解到上述的引脚数,因此需要具备先进的技术诀窍。

相对于AK4497充满活力和密集的声音,AK4499的声音非常干净,良好的S/N毫不夸张的提升了细节的细微差别, 透明和纯粹的声音像描绘了一副清新的画像,乐团演奏的乐器也能很好的分辨, 声场的景深深邃清晰,是 一种良好自然的声音。

不过,这只是AK的样版机的声音,实际上,有实力的第三方的声音通常比IC厂商的公版要好得多,真的很让人期待mono版的AK4499的声音表现。

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