正确的模型的建立和系统规划 - 音频专家潘昶：如何进行数码播放器的开发和评估？

　　正确的模型的建立和系统规划

　　从上一节的描述中得知，如果要求一个系统“完美”，必须有正确的理论模型。然后根据这个理论模型进行详细的系统规划才有机会做好。数字音频的理论基础是奈奎斯特定理，这个定理证明，在进行模拟/数字信号的转换过程中，当采样频率fs.max大于信号中最高频率fmax的2倍时（fs.max》=2fmax），采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，从人耳听力范围是20-20000Hz这个数据来讲，40KHz以上的采样率就可以完美再现音频信息，因此CD的格式根据这个人耳的“标准”就定义了下来，是44.1KHz/16bit。但是实际上经过一定训练的人能轻松分辨16bit/44.1KHz的音乐和24bit/96KHz的音乐的区别。

　　这里引述百度知道的解释：根据傅里叶定律，方波是由无穷多次正弦波组合而成的，用方波测试功放的频率响应，比正弦波测试更代表实际音频信号，更能反应功放器材的动态性能。目前采用正弦波的测试方法是不完善的，基本上只能反映其静态素质，所以造成许多器材指标好、听感不好的现象。由于方波响应未列入音频检测标准，所以许多贵价名机其听感也不咋的。 所以有些有经验的厂家就进行方波播放测试，并用示波器记录波形，以作为系统性能的评估，如下图：

　　400Hz方波的回放波形

　　这个是400Hz的方波，理论上16bit/44.1KHz无法完美重现其波形，结果就会出现振铃。这个振铃的出现是因为过采样数字滤波器产生的，单纯这样评估，也不够完美，并不能评估整个播放系统是否足够好。因为在实际上，听感是无法量化的的一个最重要的参数。

　　有个国外著名录音师写的详细测评，里面提到：

　　· 硬盘导致声音差异，温氏机械硬盘比SSD声音在测评的系统里面稍微好那么一点但两者声音基本一致；

　　· 线形电源比开关电源提升系统性能高达30%

　　· 交换机影响10%

　　· 网线影响大约20%

　　· 抓轨影响高达25%（文件比较完全一致的情况下）

　　从以上我们搜集的信息以及实际的对比测试的结果，我们基本认可该录音师的评价结果。因此需要针对这些问题，做一个深入的系统分析以及系统规划，如何才能把系统做得最好？一套好的系统需要注意什么？请参考刘汉盛《音响二十要》，这里不在引述。另外，《音响二十要》提到了很多名词，可能以下会使用但并不进行解释。

　　经过分析对比，系统的定位基本如下

　　· 系统电源必须干净

　　· 储存系统需要直接简单

　　· 系统时钟需要足够稳定

　　· 软件系统要做得无懈可击

　　因此我们从开始就坚持使用线形电源，坚持从头到尾自主开发：因为我们要注意每一个细节，比如电源设计，PCB Layout，软硬件系统模块划分，软件系统的划分，缓存，音量衰减控制等等。在这里提到，PCB Layout这个相对普通系统要复杂的多，电源多了，对走线的要求就很严格，而大部分的音响产品都使用2层板，这在新的系统里面已经不足以应付复杂的走线和低噪音的要求，因此我们尽量使用多层板，降低干扰，提升品质。

　　最后重点提下，软件是日后所有厂家都要关注的焦点，操作的易用性往往要比声音的好坏重要。而各大厂家最后竞争的，其实就是软件，无论是操作的界面，还是销售的音乐资源，这是以后竞争的焦点。

　　产品细节

　　在一种产品里面，大体基本都相似，不同的在于细节。比如机箱外观，操控，音质等。进口的牌子，几万和十几万的区别就是那些细节。声音最后的表现，也就是末位的1-2比特。我们曾经碰到比较严谨的国外客户，对细节的要求极其到位，比如接插件镀金是否足够好，电阻/电容的品牌，电路板材质、工艺，甚至一根导线的材料都有严格要求。

　　细节的建立在于积累的多少，客户的数量，为积累提供了重要的数据。只有走出去让更多的人使用，才能让产品更完善，获得更好的拥护体验。当然，这在国内的这类产品难以做好，因为没有品牌，就导致市场难推，资金回笼困难，细节改善困难，这也是第一节提到的最好是有钱也有闲的设计者才能做好这类产品。

　　举个实际的例子，我们的产品销售初期（2009年左右），因为没有考虑到数字输出的细节，因此暂停之后数字口还保留了直流信号，然后导致一台纯直流的DAC输出了1V左右的直流信号（当然这是这个DAC不足的地方）给后面昂贵的前级，继而烧了后面的前级（Mark Levinson）。如果暂停直接卡断输出，又会造成爆音，可能导致更昂贵的喇叭的烧毁，这些小的细节，每一个都集合起来，就形成了一个相对比较“强壮”的产品。

　　数字电路对音质影响很大，从数字工程师的角度，笔者开始认为这属于“玄学”，到后来才知道，数字电路的干扰对后面影响很大。好比一个CDROM，如果使用模拟电源供电，抓轨的效果就比开关电源供电要好。包括部分厂家宣传的“单片机播放器”实际上追求的就是低干扰，实际上是否能达到这个效果？请参考下面的章节。

　　当然这些例子仅仅是冰山一角，这个世界上并没有“完美”的产品。所有的这类产品，都在不断的完善中。