2019年最新 Holo Audio R2R 解碼 泉二 Spring2 World First Support DSD1024 / PCM1.536M R2R System

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Holo Audio 泉二R2R DAC 系統登場。
Holo 泉大賣3年未停。到今年年中仍有幸得到美國Stereophile 的評測大受好評。其世界初能直解DSD 的R2R 系統亦為各大高手及對手研究對象。其模擬味音樂感及連貫性亦是晶片解碼所未有的。之後亦相繼推出小型R2R機系青及全平衡全分立前級滄。黎到今天。泉終於迎來Facelift小轉款既時候。泉二登場!
最大規格改良在於支持DSD 1024 及 PCM 1.536M,除了DDC子板。主板也加入飛秒時鐘作標準配置。另外面板改用圓邊設計。顯示改為LCD 顯示屏。仿上代的點陣顯示。另可同時顯示更多資訊。最大功能性進步也是最多客人在上代機問的。加入遙控功能。方便性大增。

官方有Level 1 及Level 2 。當然之後亦有Wild Edition 摩改版。
Level 2 為標準配備遙控及機中配備Mundorf 電容。Level 1 可以當是經濟版。沒有以上配置。

Holo Audio 泉二操作說明:

https://drive.google.com/open?id=1d6_-S2dN8L0szPuX8pXqhTcDGy8Y_DuG

 


泉2是由Holo Audio出品的新一代全分立電阻網絡式(俗稱R2R)DAC。相對於其前一代產品“泉”,具備如下的改進

-新一代的全分立電阻網絡式DAC模塊,小信號時有更低的失真,也具備更快的轉換速度

-世界第一台真正支持DSD1024和PCM1.536M的DAC

-USB界面使用了自行研發的固件,具備超低延時,高可靠的數據傳輸,性能比官方固件高2-4倍

-主板加入飛秒時鐘

-改進的I2S輸入接口,四路獨立的接收電路,使得I2S的時鐘信號受到更低的干擾

-改進了數字部分的電源和模擬參考電源。具備超強的性能,100KHz之內高於110db的PSRR和低於0.2uV的噪聲

-鋁磚CNC遙控器 (LEVEL 2配備)

-改進了用LCD 顯示屏。仿上代的點陣顯示。另可同時顯示更多資訊

 

泉2的核心DAC模塊

   泉2的核心DAC模塊是由分立電阻網絡構成。其中一組電阻網絡為R2R的改進型,負責進行PCM的數字模擬轉換。另一組電阻網絡為DSD特殊設計,我們給其命名為“矢量步進電阻網絡”。泉2的這兩組電阻網絡均為全平衡結構,正負各一個,分別處於PCB的正面和反面。

 


 
 為什麼泉要用兩組電阻網絡來分別實現PCM和DSD?

    有朋友反映以下的這一段過於技術性,於是HOLO AUDIO首領JEFF建議沒有技術基礎的朋友可以直接跳過此段! 此段是解釋PCM和DSD的由來,為什麼泉要用兩組電阻網絡來分別實現PCM和DSD,以及這樣做所帶來的優勢。
    眾所周知,現在的數字音頻格式有兩種,PCM和DSD。PCM由二進制組成每個樣本的模擬量,俗稱多比特。而DSD由0和1的脈衝占比來表達模擬量,俗稱單比特。原始的模擬信號在ADC進行采集的時候是二進制的,也就是PCM的。
    隨著delta-sigma型的DAC的流行,由於delta-sigma型的DAC需要把多比特的二進制數據調制成高頻率的單比特數據,而其中的調制運算過程就成為了一個關鍵步驟,如果由DAC芯片實時自行調制的話,不如事先由電腦軟件進行高質量的調制,然後把調制好的信號的再交給DAC芯片來進行數字模擬轉換。這就是DSD信號。打個比方就是,芯片實時轉換就類似於游戲的實時3D渲染,而電腦軟件的預先轉換就類似於電影的3D渲染。由於電影不需要做實時渲染,可以通過大量而緩慢的計算來形成高質量的渲染結果。這就是DSD這種信號格式誕生的原因。就是為了規避芯片自帶的低質量調制。而不幸的是,由於現代的delta-sigma芯片為了追求以更低的成本達成更低的失真。紛紛采用了多比特delta-sigma調制(這裡所說的多比特delta-sigma調制不是前面說的多比特R2R,而是4-5bit的delta-sigma調制,請不要混淆)。而DSD信號作為單比特delta-sigma調制,這些芯片會接收到DSD後內部再次調制成多比特delta-sigma信號再進行數字模擬轉換。DSD的存在本身就是為了規避芯片的調制,而這樣的再次調制無疑使得DSD信號丟掉了其優勢和存在的意義。這也是為什麼往往現代的芯片都有強烈的自身音色特點,而不是忠實的表達原錄音。泉所具備的“矢量步進電阻網絡”不對DSD信號進行額外的調制,使用DSD源碼直接進行數字模擬轉換。這樣可以在播放DSD的時候完全體現DSD的優勢,又能忠實的再現原錄音,而不是自行添加或是減少什麼東西。
    上面有說到,原始的模擬信號在ADC采集的時候就是二進制的,也就是PCM格式的。那麼,PCM作為一種更為本源的數字格式,為什麼現在還會有DSD,而不是PCM一統天下?這就要說回PCM的特點,作為一個二進制代碼,其最高有效位的權重是最低有效位的2的N次方倍。如果是16位PCM,其最高有效位是最低有效位的32768倍。最高有效位需要保證1/32768的精度,也就是0.003%,才能保證16位的精度。這才是16位,如果是20位的話,就需要0.0002%的精度。現代0.01%的精度的金屬薄膜電阻,已經是十分的昂貴。所以,做PCM的DAC轉換需要極高的工藝要求,這也使得PCM的DAC,也就是俗稱的R2R DAC的成本過於昂貴。而delta-sigma DAC通過數字調制成高頻脈衝,可以低成本的達成較高的精度,這才使得現在delta sigma DAC成了主流。而前面已經說到,delta sigma芯片自帶調制功能的質量不高,所以才需要DSD這樣已經預先調制好的delta sigma數據。
    話說回來,要做到PCM的源生解碼,必須需要R2R型DAC。現在主流的芯片都是delta sigma結構,這些芯片都在內部把PCM進行了高頻調制。已經不是源生的PCM數據,而R2R型解碼,要達成好的效果,則必須解決電阻精度問題。就算是市面上能夠買到的最好的0.01%電阻,其精度也是遠遠不夠。一個方案是用激光對電阻進行修整,從而精確的把電阻修整成更高的精度。這種方法只能用在半導體芯片的制程中,需要的設備也是十分的昂貴。而我們采取了動態補償技術,做一個額外的電阻網絡,用來補償主電阻網絡的精度誤差。比如,一個理想值為32768,由於電阻誤差,實際值為32700。那個輔助的電阻網絡就產生一個68,和主電阻網絡相加,形成了32768的理想值。通過這種技術,我們可以使得經過補償後的等效電阻精度達到不可思議的0.00005%。這也是為什麼泉的失真可以低到-114db的主要原因。當然,額外的輔助電阻網絡會大量增加成本,也需要非常復雜的數字處理。但這一切付出都是值得的。至今為止,泉是世界上失真最低的R2R型DAC。哪怕是比泉昂貴N倍的R2R DAC,也無法比泉有更低的失真。
 
 

 

世界上第一台真正支持DSD1024和PCM1.536M的DAC

    泉2可以通過USB支持DSD1024和PCM1.536M。這是世界上第一台可以輸入如此高碼率的DAC。之前有其他DAC通過內部升頻到DSD1024,或者是通過I2S來支持DSD1024。但這個世界上在泉2之前,並沒有任何數字界面可以產生DSD1024和PCM1.563M的I2S信號。所以泉2是世界上第一台真正支持DSD1024和PCM1.536M的DAC。這一切都來自於自行研發的XMOS固件,XMOS官方提供的固件可以支持到DSD256,而通過對官方固件的少許改進可以支持到DSD512。但是官方固件的架構無法承擔DSD1024的要求,這是由於官方固件並沒有針對XU200系列芯片的dual issue指令進行底層代碼的改寫。而不使用dual issue的話,XU208只有500mips的性能,而不是宣稱的1000mips。另外,官方固件的架構也無法提供DSD1024所需要的低延時。所以,我們拋棄了官方固件的架構,使用了一個全新的低延時,高可靠性的架構。也使用dual issue對於關鍵數據進行處理,完全的利用了1000mips的性能。這才使得泉2成為了世界上第一台真正支持DSD1024和PCM1.536M的DAC。當然,不是所有人都需要如此高的速率。全新架構的USB固件的高性能使得在處理低速率的信號的時候,也有更低延時,更充足的性能余量。所以,即使是播放44.1K,也可以聽到更好的聲音。


    在泉2的上一代泉,有一點被用戶詬病的是泉並沒有使用飛秒級的時鐘。這是由於泉的開發時間開始的時間很早,經過了將近兩年的開發,無數次的打磨後才面世。所以在開發一開始的時候,市場上並沒有合適的飛秒時鐘可供選擇。另外,泉用了五百多顆高精度電阻,成本已經是很高,巧婦難為無米之炊。現在泉2,我們使用了飛秒時鐘,補全了之前的短板。

 

泉2的4種模式

    泉2具備多樣的采樣模式以及靈活的轉換模式,使用者可以先看此文章,來更多的了解該如何選擇采樣模式。

https://drive.google.com/open?id=1sP4l6n9wHCtgDWToeGL4WPqaE6k-m-qm

    NOS模式,不進行數字超采樣,直接對原始數據進行模擬轉換。由於數字超采樣會產生時域的失真例如振鈴效應,所以NOS可以避免產生這些問題。通常來講NOS會對其他性能指標產生明顯的影響,但是泉的設計可以讓在NOS模式下同樣保持很好的性能指標。
    OS模式,把PCM超采樣到更高頻率的PCM,把DSD超采樣到更高頻率的DSD,然後進行數字模擬轉換
    OS PCM模式,不管是PCM輸入還是DSD輸入,一律超采樣到PCM方式來進行數字模擬轉換        
    OS DSD模式,不管是PCM輸入還是DSD輸入,一律超采樣到DSD方式來進行數字模擬轉換
 

 

 泉2的輸入及輸出接口

    泉2的數字輸入接口包括,USB(地線隔離),RCA,BNC,AES,光纖,HDMI接口的I2S。所有的數字輸入接口都支持DSD(DOP模式)。“泉”的模擬輸出接口為單端和平衡各一組。其支持的PCM和DSD的采樣率列在下表中。

COAXIAL1, COAXIAL2,

OPTICAL, AES

PCM 44.1-192K (24bit)

DSD 64X (DOP)

USB

PCM 44.1K-1.536M (32bit)

DSD 64-512X (DOP)

DSD 64-1024X (Native)

I2S

PCM 44.1-1.536M (32bit)

DSD 64-1024X

 

 


尺寸:430mm(寬)*300(長)*55(高,不連機腳),機腳高12mm
重量:8.5KG
 


泉2的上一代產品“泉”,在國際上具有良好的口碑和知名度。以下是一小部分評價:

    Stereophile - Herb Reichart
    www.stereophile.com/content/holoaudio-spring-kitsun%C3%A9-tuned-edition-level-3-da-processor
    
    Stereophile - Art Dudley
   www.stereophile.com/content/holoaudio-spring-kitsun%C3%A9-tuned-edition-level-3-da-processor-art-dudley-july-2018
    
    ComputerAudiophile - Ted Brady
    www.computeraudiophile.com/ca/reviews/holo-audio-spring-level-3-kitsune-tuned-edition-r2r-dac-review/
    
    Headphone Guru - Peter Pialis
 headphone.guru/holoaudio-spring-dac-level-3-kitsune-tuned-edition-new-contender-transparency-clarity/
    
    AudioStream - Michael Lavorgna
    https://www.audiostream.com/content/holo-audio-spring-dac-level-3-kitsune-tuned-edition
    
    AudioStream - Alex Halberstadt
    https://www.audiostream.com/content/holo-spring-dac-level-1
    
    Basshead Club - Luckbad
    http://www.basshead.club/holo-audio-spring-dac-level-3-kitsune-tuned-edition/
    
    SuperBestAudioFriends - Torq
    https://www.superbestaudiofriends.org/index.php?threads/holo-audio-spring-dac-level-3-kitsune-tuned-edition-impressions-reviews.3172/
    
    Head-Fi - Torq
    https://www.head-fi.org/showcase/holo-audio-spring-dac-level-3-kitsune-tuned-edition.21984/reviews#review-17337

 

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