速度伺服耳机放大器——无传感器运动反馈USB DAC

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在此我们宣布推出一款面向高端音频市场的独特产品,一项前所未有的创新——无传感器运动反馈耳机放大器。您也可以称它为ClearSound DAC。

该产品面向Hi-Fi耳机市场,被压缩进一个看似极为小巧的外壳中,尺寸仅为25 x 65 x 8mm。不过,请不要被USB转换器的小巧尺寸所迷惑。它采用了6层印制电路板、10颗IC、7路电源轨,并采用单点接地设计,以实现最佳信号质量。

它支持DSD和PCM两种工作模式,在大多数现代计算机和智能手机上无需安装驱动即可使用。

规格参数:

  • 无传感器运动反馈耳机驱动
  • PCM模式下最高支持384KHz
  • Windows下原生模式下最高支持DSD256
  • Windows/MacOS/Linux/iOS/Android下DoP模式下支持DSD128
  • PCM 44.1kHz和48kHz下频率响应为5-15kHz
  • DSD及PCM >88.2kHz条件下频率响应为5-40kHz
  • USB接口支持硬件音量控制
  • 针对时域性能优化的定制上采样滤波器
  • 模拟与数字组合音量控制
  • 支持麦克风
  • Windows 10、Windows 11、Mac OS、Linux、iOS、Android下免驱运行
  • 已验证与Audirvana Player兼容
  • 通过USB Type-C供电,典型功耗0.5W
  • 通过USB在DFU模式下进行固件升级

支持的耳机:

  • SONY ZX310 全系列
  • SONY ZX110 全系列
  • Focal Listen Professional
  • Sennheiser PX200i
  • Sennheiser HD25
  • 更多型号待补充...

常见问题解答:

  1. 什么是无传感器运动反馈?

    当扬声器音盆或音圈受驱动信号驱动而运动时,音盆并不一定会完全跟随驱动信号的指令,这意味着听众听到的并非录音的真实原貌。这种影响可追溯到扬声器音圈驱动线圈的非零电阻和电感。当扬声器音盆运动时,它还会产生反电动势(电磁力),该反电动势与上述线圈电阻和电感耦合在一起,就会在产生的声音中引入失真。

    由于扬声器音盆运动的速度与声压级(SPL)成正比,而SPL正是所有音频流所记录的内容,因此很自然地得出结论:我们希望扬声器音盆的速度能够代表音频流的SPL。

    历史上,飞利浦是第一家将运动反馈扬声器商业化的公司,他们在低音音盆上安装了加速度计来实现这一技术。而在SpecialtyCircuits这里,我们无法在市面上现成的耳机上添加加速度计。我们必须找到另一种方式来实现运动反馈。

    因此,我们没有使用扬声器音盆上的加速度计,而是利用了扬声器振膜运动时 自身产生的反电动势信号。我们将反电动势信号作为SPL的表示,任何与原始录音的偏差都会由特殊的电子电路进行校正,从而实现更出色的声音还原。

    其优点包括更好的空间还原、更多细节、更低的互调失真(IMD)、总谐波失真(THD),以及在高音量下精准的低音。

    运动反馈在廉价耳机上的效果非常显著。随着耳机质量的提升,其效果逐渐减弱。但无论Hi-Fi还是Lo-Fi耳机,运动反馈都能帮助其尽可能还原空间声场信息。

    当然,天下没有免费的午餐。使用无传感器运动反馈也有一些必须付出的代价。首先,放大器需要与特定耳机紧密匹配,更换耳机时需要重新调校。其次,它不太兼容音频测试设备,因为测试设备没有运动音圈,因此没有运动反馈,所以它们在新的驱动模式下测不出太大差异,除了看似不平直的频率响应(需要澄清的是,在实际耳机上频率响应确实是平坦的)。

  2. 什么是时域优化上采样滤波器?

    我们优化了DAC中的上采样滤波器,以产生最小的振铃效应,并尽力保持群延迟。这有助于改善声场的空间还原能力。其代价是音频带外噪声有所升高,但该水平低于人耳感知范围。升高的噪声在测试设备上可测量,但不仅低于人耳听觉感知水平,而且处于频率范围之外。另外请注意,在DSD模式下工作时,上采样被旁路,因此此问题不相关。

  3. 为什么Mac OS限制在DSD128?

    Mac OS没有支持原生DSD播放的机制。目前行业内没有关于如何在USB Audio Class规范下传输原生DSD流的公认标准。因此,DSD流被封装为伪PCM流发送给DAC。这在带宽上存在限制,在Mac OS、iPhone、Android和Windows上以DSD over PCM(DoP)模式工作时,上限为DSD128。

关于负阻抗驱动的常见误解

  1. 我在网上听说负阻抗驱动不稳定,容易产生振荡。

    这些说法缺乏技术理解。铜——构成音圈的材料——具有正电阻温度系数。当更多功率输入耳机时,音圈升温。一旦升温,扬声器电阻上升,这使得系统更不容易振荡,只要感应元件的电阻上升速度慢于扬声器即可。这一点可以很容易地通过低温度系数元件来保证,而且它们也并不昂贵。铜的电阻温度系数相当高,任何精密电阻都比铜表现更好。

  2. 为什么您的耳机放大器需要针对每副耳机单独匹配?

    所有公开资料中都没有提到如何将负阻抗设置为正确的值。该技术只有在负阻抗设置为适当值时才能工作。如果设置过高,扬声器音盆会振荡或晃动。如果设置过低,控制效果不明显。

  3. 负阻抗驱动无法修复音盆在大冲程时的非线性问题。

    这种说法部分正确,但只是部分。严格来说,如果冲程很大,非线性确实仍然存在。然而,一旦运动反馈启用——无论是通过负阻抗还是加速度计——音盆冲程从一开始就不会变得很大。运动反馈始终将音盆拉回中心位置。而在没有任何运动反馈的情况下,当大的瞬态信号冲击扬声器时,扬声器音盆会移动得更远,到达大冲程位置。没有运动反馈,它不容易回到中心位置。这就是人们喜欢在网上展示他们的扬声器音盆来回移动的情形。但对于高保真系统来说,这是不期望的行为。在适当的运动反馈下——无论是我们的负阻抗方案还是传感器方案——扬声器音盆都不会像网上看到的那样来回移动。