R2R解码器到底是怎样的:飞傲K11 R2R评测-拆解

R2R解码器到底是怎样的:飞傲K11 R2R评测/拆解

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在外形上,K11 R2R跟前两个机型不能说似曾相识,只能说一模一样。但是,它其实对于飞傲是一件标志性的产品。在这之前,尚未见到飞傲做过R2R类型的解码器或一体机,这可能意味着新赛道的开始。

 

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大概是为了便于就地取材,K11 R2R的外壳、结构、UI等都借用了前作。

 

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前后面板,显示屏,I/O端口配置,如出一辙。

 

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为了和其他机型做区分,在机壳显眼的位置打上了“R2R”标记。

 

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附件配置情况。DC口的外置电源适配器、电源线、数据线、转接插头。

 

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据悉,这次机身配色除了常规的银色和黑色,还有红色限量款。红色看上去很醒目。

 

 

之前的K11基础款采用的解码核心是CS43198,一颗现代的主流的∆-∑类DAC芯片。这次K11 R2R,顾名思义,里面装载的必然是R2R类型的解码了。

 

 

先大致了解一下R2R和解码是怎么回事。

 

 

解码器又称数模转换器(DAC),它是连接数字世界和模拟世界的桥。虽然说数字音乐或模拟音乐,都包含了等效的音乐信息,但目前为止,碳基生命的听觉只能对后者感知和理解。因此数模转换器的作用类似于翻译。

 

数模转换的办法很多,R2R解码器是兼具了直接和巧妙的一种。在R2R电阻网络的节点上,相邻的电阻的权重总是相差一倍,这和二进制数的排列是一样的。它的结构就是二进制数在电路上的投射。

 

每一个比特位,都对应了唯一的、标定了电流量的权。16比特解码器有16个权。如果是24比特的解码器,就有24个权。在过去,R2R被归属于多比特解码器这一类。

 

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在现实世界中,很像R2R解码器的东西就是天平。每一架天平都附带一个小箱子,里面装了克数大小不一的砝码,也就是一个个的权。虽然天平其实是属于ADC,但它确实是多比特范式的,并且权重分布的规律也接近于二进制。

 

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同样是多比特范式,R2R比天平巧妙。如上图所示,它的阻值很单一,只有R和2R两种电阻。越靠近运放的节点,电流贡献越大,权重越高。越远离运放,电流贡献越小,权重就越低。我愿称之为赛博秤杆。

 

又因为2R其实就等于R+R,所以实际上它只需要一种电阻。不论是用半导体工艺,或是分立电路,单一阻值都意味着容易制作。

 

图中的例子是一个4比特位深的解码器,那其实16比特或24比特的解码器也是这个样子的,不过电阻串更长一点罢了。

 

R2R的本色是简单,简单到似乎没有门槛。但不完全如此。在现实中,它的制成品反而和高端、昂贵相关联。而之所以这样,恰恰是因为成本。

 

权力越大,责任越大。到最高位MSB,一个权,就相当于其他所有权的总和。它的误差对整个电路性能的破坏最给力。所以,MSB有时候会有外接的微调电阻,修正误差,就是这个原因。

 

另外,随着位深的增加,电阻精度的要求也随之报复性地增加。总之,R2R解码器的性能的一点点爬升,都要付出代价。

 

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说完了电路模型,来看一下R2R的实物吧。R2R曾经是有大量的芯片供给的,盛极一时,不过那都是过去时了。在二手市场上还有零零碎碎的R2R芯片在交易,但这对音响厂家的批量需求而言,已然没有意义。

 

在产的芯片有一两个孤品。TI的高级货PCM1704目前半死不活,貌似仍然接单,但价格吃相难看,十分劝退。

 

另外TI还有个PCM56倒是处于活跃状态,随买随有。这是个活化石,天赋有限,位深只有16比特。拿来做CD机是可以的,做解码器就捉襟见肘,削足适履。

 

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几年前,我在某鱼市买了一塑料袋的PCM56用于考古。只花了一点碎银子,还任挑任捡。当时卖家给我展示存货的照片,足足有小半吨。出于好奇,我前两天去官网查了全新品的报价,发现这个鸡肋不仅不便宜,简直高攀不起。误会了,原来它并不是论斤卖的啊。

 

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总之,可以下一个暴论:用于音频领域的R2R芯片已经全体弃疗,都寄了。对厂家来说,就是放弃对芯片的幻想,撸起袖子,手搓。分立R2R才是眼下可行的操作。

 

 

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来看一下K11 R2R的拆解。

 

和前作一样的外壳和组装方式,但是K11 R2R更加的皮薄馅大。由于采用了外置电源,所以音频主板充满了整个腔体。

 

 

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R2R解码模块是其中体积最大的零件了。它的旁边是耳放的散热片。

 

 

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和上次的K11拆解图做对比。差别主要就是DAC区域。两个机型的主板布局基本相似,但布线是重新设计过的。

 

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模块通过多个排插连接到主板。

 

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掀开了屏蔽罩,它的材质是磷铜。除了阻隔电磁干扰,屏蔽罩也有一定的均热效果。

 

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R2R解码电路的全貌。左侧:FPGA芯片,作为数字预处理。右侧:运放两只,用于阻抗变换。中间的那一片密集的阵列是电阻网络和电子开关,它们构成了R2R网络。

 

通常,做一部24比特的立体声R2R解码,消耗的电阻数量48x2=96只,开关数量8x6=48门。由于K11 R2R是互补架构,差分输出,所以元件数要再乘以2。由此可见,论堆料和烧钱速度,分立R2R解码很有吞金兽的潜质。

 

 

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耳放区域。

 

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USB界面芯片:CT7302。

 

 

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K11 R2R版有额外的来自JRC的4通道音量调节芯片,NJW1195A。

 

 

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看一下AP测试情况。先说一下R2R这一类解码器的整体成绩水平。通常,R2R芯片做成解码器成品后,THD+N都能到-90dB左右,算是性能优良。PCM56刚好能踩到这条线,比飞利浦的翻红老炸子鸡TDA1541还要好一档。后期的芯片像1702/1704这些,能做到-93dB~-95dB,算是非常优秀。

 

分立电阻类比芯片类整体要差。从我们过往的测试来看,大部分解码器散落在-68~-88dB这个范围,少数能到-90dB。对于分立R2R来说,-90dB就是“很优秀”的成绩线了。

 

K11 R2R的THD+N最好成绩是-72dB,这是输入数字信号的幅度在-6dB的时候测到的。如果输入幅度大于-6dB,则THD+N会肉眼可见的变差一点。这说明,对MSB节点的电阻进行微调是有必要的。

 

其他单项如声道分离度、底噪水平等指标,都相当不错。噪声电平仅有两三个μV,非常低。耳放输出功率足够用,平衡口最大值接近1300mW。对于这么小体积的一体机来说,这是一个很体面的成绩。

 

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虽然相对于K11,新作K11 R2R采用了不同架构的解码核心,但在AB对比中,两个机型的音质区别并非预想的那样,HiFi vs HuFi的局面没有出现。

 

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《花心》二创自琉球歌谣,原创者喜纳昌吉是日本布鲁斯音乐界的扛把子。和其他的琉球歌曲一样,《花心》有好听的旋律但考验歌手的音域,一般人到副歌的第一句就会唱劈掉。当然,周华健是游刃有余。

 

虽然说这首经典歌曲在任何终端上听,都不会觉得难听,哪怕是在电视机。但不同的设备来播放,还是有高下。K11 R2R的演绎明显是更有感染力,人声质感真实有糯感。1:50,电吉他的solo,既有激情迸发又有韧劲。

 

我有一次听到一个电台的女DJ,一边讲述藕断丝连的故事,一边把《盛夏的果实》 这首歌循环了10遍。简短而拉丝的前奏,引出温婉的女声。我不是说K11 R2R的人声没有齿音,它有齿音但是经过了柔化,因而听上去更有人味。

 

因为同样的原因,听Nat King Cole的《Perfidia》时,感觉也有一股额外的温柔和深情。

 

四季《夏1》这里我是觉得K11表现更胜一筹,乐器的音色更具纯度,对高频细节的解析也更好一点。

 

 

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在一番比较之后,我的取舍是留下K11 R2R。它对于流行音乐的演绎更得我心。人声好听,氛围感好,同时解析也没有糊掉。虽然纸面指标赶不上现代解码器,但主观听感是不错的。

 

另外一个因素,是目前为止K11 R2R是飞傲仅有的一个R2R解码器,以后还有没有后续机型,不知道。

 

不管怎样,R2R是一个重要的解码器品类,是放在音响厂家面前的一座山。绕过去和爬上去,都是过山,但风景是不一样的。我是希望飞傲之后继续在R2R这条赛道上面发点小力的。

 

 

 

 

 

 

 

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