深入英国Dcs VARÈSE(2)——近距离了解VARÈSE差动式Ring DAC

B站影视 港台电影 2025-03-11 17:19 2

摘要:我们的《深入VARÈSE》系列继续进行,本期将深入解析驱动VARÈSE Mono DAC的核心特点,包括dCS Ring DAC®的全新版本,以及一系列旨在进一步减少噪声和失真的机械创新……

我们的《深入VARÈSE》系列继续进行,本期将深入解析驱动VARÈSE Mono DAC的核心特点,包括dCS Ring DAC®的全新版本,以及一系列旨在进一步减少噪声和失真的机械创新……

VARÈSE音乐系统源于我们对音频表现和用户体验重新定义标准的渴望。我们致力于为听众呈现更具沉浸感、更加自然的声音,在提升音乐再现忠实度的同时,简化系统的设置与控制。

为实现这一目标,我们进行了广泛的研究与开发,探索如何在现有产品和平台的基础上进一步提升。这一过程催生了一系列跨越数年的项目,最终以VARÈSE的诞生为高潮,标志着我们至今为止最具雄心的系统问世。

VARÈSE系统不仅集成了多项创新技术,其全新DAC架构更是dCS在一代人中对DAC设计的最重大革新。

在本篇文章中,我们将深入解析这一架构,并探讨在VARÈSE Mono DAC中实现的其他创新……

我们的首款单声道DAC

VARÈSE是dCS首个采用双Mono DAC架构的系统,这意味着系统中有两个DAC同步工作,分别将数字音频信号转换为模拟信号。一个Mono DAC处理左声道的音频,另一个处理右声道,从而为每个声道配备一个专用DAC。

这种设计带来了多个显著优势。最重要的一点是,它有效消除了串音现象——即一个声道的信号泄漏到另一个声道所产生的不良效果。

在Mono DAC架构中,左、右声道的信号处理是完全分开的,这避免了串音的风险。两个Mono DAC各自配备独立的机箱、电路和电源,它们之间没有直接的电气连接,从根本上杜绝了因信号泄漏或传输而可能导致的音频信号损失。

此外,Mono DAC还能够提供更为稳定的电源需求,这进一步优化了音频性能。传统的立体声DAC通常由一个电源供应左右声道,而每个声道需要重现不同的音频内容(假设我们在听立体声而非单声道录音),这就导致了功率需求的波动。而在Mono DAC设计中,每个声道独立供电,这使得每个DAC的功率需求更加稳定,保证了更高的一致性和更佳的音频表现。

尽管Mono DAC具有明显的优势,它的使用也为音频工程师带来了一些复杂的挑战。其中最大的挑战之一就是如何实现DAC的同步。也就是说,如何确保左、右两个Mono DAC在同一时刻转换相同的音频样本,这对于保证音乐的真实还原至关重要。

为了解决这一问题,我们在VARÈSE系统中开发了定制的时钟协议(dCS Tomix)和连接协议(dCS ACTUS)。凭借这两项技术,我们成功地实现了Mono DAC的同步,使得两个Mono DAC能够在精确的性能标准下运行——这一点是现有的格式(如AES67)无法达成的。(我们将在后续文章中深入讨论Tomix和ACTUS技术。)

除了同步Mono DAC的挑战外,我们还进行了大量的研究,探索如何进一步提升DAC的性能,全面优化数字到模拟转换的各个环节。

这一系列探索促使我们做出了大胆的改进,开发出了dCS Ring DAC®的全新版本——这款定制的D-A转换系统是我们DAC设计的核心,此外我们还推出了迄今为止最为复杂的机箱设计。

差动式Ring DAC

正如我们在《深入VARÈSE》系列第一部分(深入VARÈSE——近距离了解 VARÈSE Mono DACs)中所讨论的,所有dCS DAC都采用了名为Ring DAC®的专有系统,能够以卓越的保真度和超低失真度转换音频信号。这个系统经历了多年精细的打磨与优化,而VARÈSE的推出标志着这一设计在一代人中最大的突破。

在其他现有的dCS产品中(如VIVALDI、ROSSINI和BARTÓK APEX DAC及播放器),Ring DAC®系统包含96个电流源:48个用于左声道,48个用于右声道。每个电流源都能生成相同的电压,并且通过巧妙设计,将任何组件误差(如电阻值公差)以随机噪声的形式分布,显著降低了系统的失真。

这些96个电流源被集成在DAC内部的单一Ring DAC®电路板上,左、右声道在电路板上实现了有效的隔离。

这张图展示了APEX Ring DAC®的输出,其中一个声道再现正弦波。在VARÈSE系统中,左、右声道被独立分离为Mono DAC,每个音频声道配备一个独立的DAC单元。

每个VARÈSE Mono DAC配备96个电流源,这意味着每个音频声道的电流源数量是传统设计的两倍。这些电流源保持一致的动态分辨率,Ring DAC®接收一个5位信号,并根据源内容的采样率同步调制为5.644MHz或6.144MHz。

在VARÈSE中,Ring DAC®采用差分架构进行工作。差动式Ring DAC®电路板上的96个电流源被分为两组,每组48个电流源,其中一组负责以正确相位再现音乐信号,另一组则以反相位再现信号,从而进一步优化音频性能。

这张图展示了VARÈSE Mono DAC中差动式Ring DAC®的两组电流源的输出,复现了与前一张图相同的正弦波。通过对这两组电流源的输出信号进行差分处理,最终得到的输出信号相当于正确相位的电流源,幅度是原来的两倍,并且没有直流偏置。

通过差分方式运行Ring DAC®,可以平衡“参考电源”上的电流负载——即供给Ring DAC®电流源的电压。这个参考电源的电压会随着启用的电流源数量而倍增,用以生成音乐信号。任何非纯净的直流电都会被同样放大。当Ring DAC®的正确相位部分电压较高时,反相位部分的电压较低。这样一来,参考电源的负载就不再依赖于信号,因为两组电流源相互协同工作,彼此不受干扰。

以此为例,正相和反相电流源的输出电压平均值始终保持在1V。无论Ring DAC®复现何种信号,功率供应的负载始终稳定不变。这保证了供给所有电流源的参考电压更加纯净,从而避免了误差被放大并转换成模拟信号,使得Ring DAC®能够输出更干净的模拟音频。

通过将两个Mono DAC配备专用的差动式Ring DAC®系统,我们成功在多个关键性能领域设立了新的标杆。我们不仅显著降低了失真,还将噪声底降低了5dB,这一突破性成果源自Ring DAC® APEX的研发进展(Ring DAC® APEX的创新正是基于VARÈSE的技术研究),使我们的产品在音乐表现力上迈出了重要的一步。

虽然很难将某个特定的性能提升与具体的声音特性直接对应,但通过广泛的试听反馈,我们明显感受到音质在各个方面的全方位提升。听众表示,音乐仿佛在更安静、更加“黑暗”的背景中浮现,音色的准确性与自然度达到了前所未有的境界,声场更为宽广,演奏者与乐器的定位更为清晰,极大提升了音乐的真实感。

电源改进

电源改进是我们在VARÈSE中进一步精细化的一个重要领域。所有dCS产品都采用先进的电源设计,结合了混合电源系统,其中线性环形变压器承担部分电压降压,随后开关电源模块提供直流电压以驱动电路。我们使用多级电源电压调节,确保敏感的模拟电路不受数字部分操作的干扰。

变压器有效地隔离了来自交流电网的干扰,而开关电源模块则为电路提供稳定、纯净的直流电压。ROSSINI和VIVALDI系列配备了双电源设计,采用独立的变压器和电路分别为模拟和数字部分供电,从而更有效地隔离模拟电路免受数字噪声的影响。电源切换器的频率与音频时钟同步,减少了开关噪声对音频性能的影响,这是开关模式电源在音频产品中常见的挑战。

VARÈSE Mono DAC在此基础上进一步优化。与ROSSINI和VIVALDI类似,VARÈSE Mono DAC采用混合电源设计,并为模拟和数字电路提供独立电源。然而,VARÈSE Mono DAC的变压器经过专门设计,分别针对模拟和数字电路,确保两者的性能得到进一步提升。

此外,电源中的二次电路经过全新设计,进一步减少了由变压器产生的机械噪音。电压调节器也进行了重构,增加了专门为平衡输出设计的调节阶段,确保在使用平衡连接时进一步提升音频性能。

这些改进共同确保了DAC在每个工作阶段的最佳表现。Ring DAC®对参考电源的要求极为苛刻,而我们在电源设计上的优化,确保其在最佳状态下运行,提供卓越的音质表现。

机械设计创新

dCS DAC的设计始终秉承着保护音乐信号完整性的理念。从机械设计的角度,我们特别注重减少任何可能影响音质的不必要振动和磁性效应,采用顶级材料来实现卓越的机械隔离。

我们的ROSSINI和VIVALDI DAC采用了声学衰减铝材料,这种材料因其出色的声学特性而被精心挑选。同时,我们还使用了通过支撑柱固定的子底盘,以有效防止信号干扰。主变压器与电路板物理隔离,这一设计确保了DAC内部的物理振动不会影响音质表现。

VARÈSE在继承这一传统的基础上进行了优化:每个VARÈSE组件的机箱采用了双层声学衰减铝,中间夹有橡胶核心。这样的设计进一步提升了机械隔离性,使得VARÈSE成为我们迄今为止机械惯性最小的DAC。

VARÈSE Mono DAC沿用了ROSSINI和VIVALDI DAC的铝质子底盘设计,但在VARÈSE中,用于将子底盘与主机箱底板分隔的支撑柱被完全集成到了机箱底板内。这一设计得益于采用单块铝合金铸块,并通过五轴CNC机床精密加工而成——这种方法最早应用于LINA Network DAC。集成式支撑柱使得Mono DAC更具抗电磁干扰能力,从而更有效地保护音频信号,避免不必要的辐射或传输干扰。

这些创新是我们在VARÈSE Mono DAC中所做的部分进展。我们深入分析了dCS DAC设计的每个细节,并凭借丰富的经验和专业技术,进行了多方面的优化和创新。

通过这些改进,我们再次提升了性能,带来了显著的音质提升,使得VARÈSE Mono DAC成为我们迄今为止时延最低、音质最精准、最自然的DAC之一。

接下来:《深入VARÈSE》系列将继续,为您深入解析VARÈSE主核心……

“它是一个无形的DAC,似乎在完美地进行转换,仅仅为表现提供了一个完美清晰的窗口。”

—— Lee Scoggins,来自《Positive Feedback》对dCS VARÈSE的评价

“很快,你的分析能力就被抛到一边,取而代之的是一种类似于惊叹的感觉……”

—— Paul Miller 和 Andrew Everard,来自《Hi-Fi News》对dCS VARÈSE的评价

总代理

昇和影音集团

Richcom Audio Video Group

来源:广州升和音响

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