本文參考自普洛影音網,http://www.audionet.com.tw/a/forum.php?mod=viewthread&tid=1461

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放眼當今Hi End數位訊源產業,有哪位設計師堪稱真正的大師?我想Playback Design總裁Andreas Koch絕對夠資格列入大師之林,有關他的經歷事蹟,許多文章都已經報導過,本站這次就不再多說。這是親眼見到大師本人,倒是與我心中想像的形象完全不同。Andreas的身材高挑,態度非常溫和謙虛,一點也不擺架子,即使媒體專訪像馬拉松般一場接著一場,他的臉上也毫無一絲不耐與倦意。他的說話速度不快,但是條理非常清晰,在解釋專業技術時,幾乎不用艱澀術語,就能用深入淺出的語言,讓人理解其中原理,這種令我十分驚訝,因為只要是研究過數位訊源技術文章的人都知道,除非是本科背景,否則一般人是很難參透那些數位學術名詞與複雜的數學方程式的。Andreas能用一般人能懂得話語,在短時間內讓我了解Playback Design的技術重點,可見他是真正掌握了數位訊源的設計真諦,大師風範令人折服。這次難得專訪Andreas,內容實在太豐富精采,而且包含許多觀念上的啟發,對音響迷非常重要,值得深入報導,以下陸續刊出。

剖析Playback Design旗下訊源的技術重點,時基誤差的消除絕對是首要特點,許多媒體與評論文章也不斷強調Playback Design的「Jitter Free零時基誤差」技術,但是「零時基誤差」真的可能嗎?Playback Design又該如何達成?這次我們終於從Andreas口中得到答案。

Andreas首先從jitter的本質開始說起,以往許多人總是「談jitter色變」,把jitter是為數位訊源的萬惡之源。但事實上,jitter其實有兩種,一種是壞的jitter,這種jitter會隨著音樂的起伏變化而改變,造成可聽聞的負面影響,這種jitter當然必須去除。令一種則是好的jitter,這種jitter通常由元件產生,與音樂訊號無關,數值是恆定的,性質類似白色噪音(white noise),不會隨著音樂訊號變化,不但不會影響聲音品質,甚至對音樂重播有幫助。

時基誤差有助重播!?

Jitter對重播有幫助!這是怎麼回事?Andreas接著說到jitter的來源,這也有兩種,其中一種是音響迷所熟悉的,來自於音樂重播端數位訊源的數位轉類比訊號過程。令一種則是一般人極少注意的,來自於錄音端的類比轉數位訊號過程。前者所產生的jitter可以藉由訊源的選擇與搭配,加以控制並且試圖消除,這是音響迷可以掌握的。但後者一旦產生,就將伴隨著數位音樂訊號存在,這種jitter是最壞的jitter,但音響迷卻束手無策,只能接受,無法將之消除。

Andreas繼續說明,這種夾帶在音樂訊號中的壞jitter雖然無法消除,但是我們卻有辦法將傷害降到最低,關鍵就在於重播端數位訊源裡的「好jitter」,原來這些的好jitter可以產生類似白色噪音的作用,稀釋或遮蔽來自錄音中的壞jitter,如此一來好jitter就達到了提升重播表現的作用,這恐怕是以往大家在探討jitter時所從未想過的領域。

或許你要問,錄音室為何不在源頭就將這些壞jitter給消除掉呢?Andreas又告訴我們一個殘酷的事實,一般錄音室礙於預算,其實不太可能購買太高檔ADC(類比轉數位),更不可能使用什麼更精密的外部時鐘,相較之下,許多高階發燒友的數位訊源都比錄音室更為精密,在這種狀況下,錄音中夾帶壞jitter,也就成為不可避免的普遍現象了。

獨家PDFAS(Playback Designs Frequency Arrival System)時鐘技術

既然jitter有好壞之分,那麼Andreas Koch就必須設計出一種完全不同於傳統的時鐘線路,以往的時鐘線路以全面降低jitter為唯一目的,但是Playback Designs的時鐘線路一方面要消除壞jitter,一方面卻要保留好jitter。這該怎麼做呢?Andreas自行開發的PDFAS技術是第一個關鍵。他先分析一般數位訊源的時鐘線路,為了讓輸出端(轉盤或電腦)與輸入端(DAC)的時鐘同步,一般數位訊源都是使用PLLs(Phase Locked Loops)相位鎖定迴路。這是一種簡單有效的設計,問題是輸出端在每個時鐘週期都會產生相位震盪,PLL也會隨之同步震盪,這個問題雖然可以用濾波線路減緩PLL的震盪幅度,但是卻依然會有相位噪訊等jitter產生。簡單的說,PLLs雖然盡力控制時鐘,但是本身卻會產生jitter,並非最理想的作法。

這個問題有解嗎?Andreas決定破斧沉舟,放棄使用PLLs,轉而自行開發出非常複雜的數位演算技術,用更和緩的校正演算方式,達到時鐘同步的目的,如此一來,才能徹底消除播放訊源中的壞jitter。

 

如何保留好jitter?

Andreas用PDFAS消除了壞jitter,但是好jitter如何保留?他告訴我,好的jitter可以由妥善挑選的元件產生,他經過不斷實驗比較,最後發現一種傳統的石英震盪VCXO時鐘產生器,加上精選過的電阻、晶體所組成的時鐘產生線路,可以產生適量的好jitter,達到稀釋、遮蔽錄音中夾帶的壞jitter的目的。

必須再次強調的是,Playback Designs所宣稱的「零時基誤差」,其實是一種廣義的概念,與我們以往認定的並不一樣。Andreas所認定jitter,一方面來自於播放端的數位訊源,一方面也來自於錄音時AD轉換所產生、夾帶在音樂訊號中的jitter。所以Andreas一方面用獨家PDFAS技術消除播放訊源中的壞jitter,一方面卻要保留好jitter降低錄音中壞jitter的影響。如果單看Playback Designs的訊源,其實它並非「零時基誤差」,但是從廣義的角度看,Andreas其實全面解決了錄音與播放過程的壞jitter,這是任何數位訊源都沒有達到的領域,也是真正的「零時基誤差」境界!

超精密原子時鐘有用嗎?

既然談到了時鐘線路,我好奇問Andreas對近年市場上所謂「原子時鐘」的看法。他告訴我,在理想狀態下,這種時鐘的確很好,但問題是在現實狀況下,錄音並不完美,這些超精密時鐘不但消除了壞的jitter,連好的jitter也一併消除,如此一來,反而會突顯出錄音中壞jitter的影響,劣化了最終的重播表現。他自己曾經實際做過比較,最後發現一種傳統VCXO石英震盪時鐘最符合他的標準,這種時鐘的時基誤差大約在35~40ps,這種少量的「好jitter」,足夠產生適度的白色噪音,稀釋並遮蔽一般錄音中的壞jitter。與時基誤差約只有2 ps的原子時鐘實際比較,他認為這種傳統時鐘產生器的聲音表現,其實更讓他滿意,這也就是Playback Design採用這種時鐘產生器的原因。

 

廠製DAC晶片有何缺點?

接著看Play Designs的另一個設計重點,那就是數類轉換線路。Andreas在這裡不使用任何廠製DAC晶片,而是用FPGAs架構自行開發數位運算技術,任何數位訊號、任何檔案格式(包括MP3)進入這個DAC線路之前,一律先升頻轉換為5.6MHz取樣頻率(DSD取樣頻率的2倍),再進一步4倍升頻取樣至22MHz,之後才進行數類轉換動作。Play Designs給這種DAC線路取了個名字,叫做2D DAC,2D是2 Dimension二維之意。

第一個問題來了,照理說,時下廠製DAC晶片的技術應該非常成熟了才對,為何Andreas不考慮使用呢?Andreas算是數位聲頻產業圈子裡的人,所以這個問題由他回答應該最為中肯。他告訴我,不論開發任何DAC晶片,都必須投入大量人力與設備,成本超過百萬美元是常有的事,如此龐大的成本必須靠大量銷售分攤,所以廠商不可能專為Hi End音響開發專用的DAC晶片,因為Hi End音響的需求量實在太小了。在成本考量下,廠商在開發DAC晶片時可謂錙銖必較,自然不可能採用太高檔的設計,就算是某些Hi End數位訊源廠用的高階DAC晶片,情況也是相同。這就是Andreas為何堅持自己用FPGAs與分砌式線路設計DAC的原因,這種作法可以讓Andreas加入許多自行設計的數位運算技術,達到許多廠製DAC晶片不可能達到的功能。例如他的DAC在升頻階段,會分別針對低頻段、微弱音量訊號與瞬間大動態訊號,動態切換不同的濾波演算處理技術,這是他自己設計的數位濾波技術,一般DAC晶片不可能做到,卻能讓重播大幅精進。

在特性方面,Andreas自己設計DAC也更為完美。他舉例說明,如果送一個10kHz的方波測試訊號,經由他的DAC處理後,出來的仍是完美的方波,沒有任何鈴振失真。但其他DAC晶片卻會產生顯著的鈴振與預鈴振問題,將原本的方波變成像是正弦波一樣。Andreas最後還補上一句:他舉的這個例子絕不誇張,而是實際可測的事實。這句話如果從廠商業務口中說出,我可能要打個折扣,但Andreas是認真務實的技術人,我相信他說的是實話。

獨家2D DAC技術

接著探討2D DAC的核心理念,Andreas從聲音的本質開始說起,所有聲音都包含兩個座標軸,一個是頻率振幅,一個是時間。一般DAC通常將數位處理的重點放在頻率振幅,完全把時間遺忘在類比領域,再設計出複雜的時脈同步線路解決jitter問題,這就是數位訊源長期以來被認為聲音不夠自然的原因。音響界也因此始終仍以類比的角度在看數位問題,用各種數位線材調音、設計出各種轉盤機械結構、再利用各種電源處理器供應數位線路……,因為數位訊號從來沒有真正被數位化,jtter問題也從未被徹底解決!

Andreas從根本改變了這種傳統思維,他設計的2D DAC則不但處理數位訊號,同時也將輸入端產生的jitter轉換為數位訊號,將頻率與時間同步數位化,如此才能將jitter從正確的取樣時脈中抽離,完全排除jitter的影響。

 

數類轉換只需要一顆電阻!

關於DAC的最後一個問題,我問Andreas,將所有原始數位訊號全部升頻到22MHz,到底有何好處?他回答我,原因很簡單,數位訊號的取樣頻率越高,DAC的設計就可以越單純。在他的DAC線路中,將數位訊號轉換為類比訊號,竟然只需要一顆電阻就能完成工作!這與許多人認為升頻取樣是將數位處理複雜化的看法大異其趣,原來「極簡」才是Andreas設計訊源的最高指導原則。

Andreas接著談到,許多聰明的數位工程師發現廠製DAC晶片的限制,所以改採多顆DAC晶片分工方式,將數位訊號切割為正、反相訊號分別進行數位處理,最後再整合為完整的音樂訊號,設計看似合理,但是過度複雜的作法卻會導致許多失真,最終聲音表現也未必理想。總之,線路設計越簡單,發出好聲的機會越高,這是Andreas堅信不疑的設計理念,也唯有自行開發DAC線路,才能達到這個境界。

USB是最佳數位流傳輸介面

隨著數位流興盛,許多音響迷開始關係數位傳輸介面的選擇。對此Amdreas可說完全支持USB介面,雖然USB在開發之初並非針對數位音樂傳輸而設計,但是它卻有一個難以取代的優點,那就是USB可雙向傳輸,這是其他SPDIF規格介面所辦不到的。可以雙向傳輸,代表USB可以透過非同步傳輸,將DAC端當做主時鐘,將電腦端惱人的jitter完全排除。另一方面,將主時鐘竟量靠近DAC線路,也是降低jitter的最理想作法。

在數位線的選選擇方面,雖然Playback Designs的器材可以藉由獨家PDFAS與2D DAC技術,解決數位線所導致的jitter問題,但是數位線材的影響依然存在。一方面,導線的jitter仍須越低越好,以這個標準來看,Andreas最不推薦的是Toslink光纖傳輸,因為這種介面的jitter最高,而且根據他的實際試聽比較,Toslink的聲音也是最不理想的。另一方面,Andreas認為任何連接器材的導線都是一種「耦合」,都會因為接地狀態與導體材質的不同,對器材造成影響,所以雖然導線jitter的問題解決了,但是導線對重播的影響卻依然存在。

 

以耳聆聽先於儀器測試

其實我也不是學理工的,真正厲害的是專業素養深厚的Andreas,卻能用淺顯的語彙說明深奧的技術。而且特別的是,這位技術人並不信仰儀器測試,反而認為以耳聆聽才是最重要的事。他舉了一個例子,當初在研發類比濾波線路時,他比較了兩種設計,一種設計較複雜,但測試數據優異,另一種線路簡單,但是測試數據不佳。如果以測試結果評斷,大家一定會選擇前者,但是實際聽來,卻是後者更好聽,結果Andreas選擇相信自己的耳朵,採用後者的設計。為什麼?其實原因很簡單,因為任何音響最終都是用耳朵聽的,所以以耳聆聽永遠應該要優先於儀器測試。

Andreas的這種觀念其實並不違背科學,他在研發階段依然要用儀器測試,不過這是為了找出設計上的缺陷,而不是用來調音。他雖然不講究測試,但並不代表他不重視數據,只不過對測試的追求要適可而止。他舉例說明,許多人很在乎數位訊源的動態範圍與底噪數據,這些測試並非不重要,但是底噪只要低於-120dB時,其實就不會對音樂訊號造成影響了,例如-140dB與-120dB底噪根本聽不出差異,可能只有在音量全開時有影響,但實際上根本沒人會這麼聽。設計者如果一昧的鑽牛角尖,追求測試數據上的完美,設計上就可能產生盲點,顧此失彼。

Andreas之所以會聊到這裡,是因為Playback Designs真的遇過這樣的事。當年Stereophile雜誌在評論MPS-5 SACD唱盤時,技術主編John Atkinson就發現這款器材的測試數據不太好看,許多人因此認為MPS-5不夠好。後來Andreas把John親自請到他們的聆聽室實際試聽,John才恍然大悟,因為MPS-5的聲音真好,與測試數據完全無法畫上等號。這就是問題所在,用Audio Precision這類儀器測試不難,但是要靠耳朵調出好聲音才是真功夫。如果兩者相違背時,不妨相信你實際聽到的聲音吧!

為何轉盤會影響聲音?

數位訊源的轉盤,是許多音響迷關注的焦點,Andreas對此也提出了他的觀點。

首先,許多人常擔心不夠精密的轉盤讀取機構,容易造成光碟訊號讀取不良或資料遺失。Andreas認為這種問題的影響其實微乎其微。對CD來說,轉盤拾取機構的讀取能力其實非常強,根本動用不到錯誤修補(error concealment)功能,幾乎可以忽略訊號漏失問題。對SACD而言,因為光碟的資料密度高,所以的確會有讀不到訊號的狀態,不過這個問題通常來自光碟太髒或嚴重刮損,跟轉盤並沒有太大關係。

其次,再談轉盤的jitter問題,這才是影響轉盤表現的關鍵,許多轉盤的控制線路難以更改,必須以轉盤不夠精密的時鐘當做主時鐘,當設計者屈就於這種架構,就會產生jitter問題。

那麼,為什麼Andreas要選擇日本Esoteric製造的UMK-5(VOSP)機構當做MPS-5的轉盤呢?他告訴我,重點在於耐用性,市面上許多轉盤的雷射讀取頭與傳動系統其實都一樣,都是最便宜的大量生產製品,品質與一般電腦的DVD ROM光碟機沒兩樣,都是屬於容易損壞的「消耗品」,Esoteric的UMK-5轉盤則不一樣,用料等級好上許多,也耐用許多,這才是他的主要選擇標準。許多人或許會問,為何不選用Esoteric等級最高的VRDS轉盤呢?Andreas當然也有他的理由,一來VOSP轉盤的耐用性已經很高,不需要用到VRDS,二來透過獨家PDFAS時鐘線路控制,VOSP與VRDS的jitter問題也不再存在。在研發階段,他曾經找來許多金耳朵實際試聽,結果根本沒有人聽得出VOSP與VRDS的差異,既然如此,他也就不需要選擇更昂貴的VRDS了。
<ignore_js_op style="word-wrap: break-word; color: rgb(68, 68, 68); font-family: 'Times New Roman'; font-size: 16px; line-height: 30px;">vosp_mecha.jpg

 

 

在今年CES展中,Playback Designs除了發表最新擴大機之外,還做一件有趣的是,那就是現場進行數位與類比訊源大PK,數位訊源由J River軟體播放 DSD或DSD 2X檔案,送進MPS-3進行解碼,類比部分則是特地找來近年最受矚目的超弩級黑膠唱盤Wave Kinetics NVS(美金定價45,000元),搭配當紅的Durand Telos唱臂與Ortofon MC-Anna唱頭。在價位上,光是這顆唱頭就快要比MPS-3貴了,但是實際表現呢?轉述Playback Designs官方說法,類比系統好聽的嚇人,但是數位系統竟然非常接近,讓最死硬派的黑膠發燒友也不得不佩服!我想信誠懇的Andreas Koch不會誇大騙人。

這個事件透露幾項訊息:
1. Playback Designs主事者Andreas Koch多年來致力推廣的DSD高解析音樂格式的確潛力無窮,目前也有越來越多軟、硬體廠家加入陣營。
2. MPS-3也的確實力堅強,而它還只是Playback Designs的低階型號呢!
3. 已經聽過好幾位原廠設計者推薦J River音樂播放軟體了,值得數位流玩家注意。
4. 電腦+優質播放軟體+高解析檔案+優質數位訊源,的確有追上、甚至超越黑膠類比系統的潛力。
5. Playback Designs竟敢當眾挑戰現今最頂尖黑膠系統,而他們最後的結語是「It really was a lot of fun.」,可以稱他們是當今最懂得發燒音響樂趣的廠家了!

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