开贴说说数字音量控制的优点与模拟音量控制的缺点

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看到论坛现在还在纠结电位器的选用，偶然在一个rme的专业声卡说明书中找到了有关介绍，说的挺详细，发上来给坛友看看  
转自rme专业声卡说明书中的一段

数字音量控制
ADI-2Pro取消了电位器方法的模拟电平调整。它的数字版本几乎在各个方面都超过了模拟版本。传统的电位器方法有以下弊端：

同步错误将导致声像偏移，左、右声道出现严重的音量失衡，尤其是在接近调整范围边界点时更容易出现错误。

在中间的音量设置区，频率响应出现增大的串扰和变化。频率响应的改变也出现在调整路径的端部。

最佳音量调整的设置范围非常小，或总是在电位器可调范围的上限或下限。

设置不可以复制（除了0和11）。

较高的THD/THD+N。这是测量技术人员非常熟悉的要点。只要信号路径中存在模拟电位器，滑片和电阻轨道之间的不稳定接触就会引起噪声，既包括THD（失真）也包括N（噪声），即使是未进行调整的静态情况下也会有噪声。因此DAC的-110dB将快速地降低到（例如）-80dB或-70 dB。特制的音量集成电路，利用大量电子开关实现不同的阻抗值，来避免上述的一些问题。但即使是最顶级的集成电路也不能达到ADI-2Pro的DAC中的THD或动态水平，因此会影响模拟输出信号。有了RME的数字音量控制，以上所述均不再是问题！模拟音量控制其实只有一个（理论上的）优点，即是在有较大电平损失时能够获得最大的信噪比。而事实上，现有的电路已经推翻了这个理论，在这种设备中输出的SNR与数控设备差不多。甚至DA转换器工作得更好，噪声更少。例如ADI-2Pro，它在模拟域实现了4个参考电平，可以在20dB宽的电平范围内提供最大信噪比。关于数字音量控制，提到最多的问题就是在较大电平衰减时所谓的分辨率损失。例如： 117dB的动态范围大约等于19bit的分辨率。音量衰减48 dB（8bit）后剩下11bit分辨率。就这样一个简单但却重要的细节，如果不经过论证则会得到这样的结论：音乐在较弱时一定听起来会有失真，信噪比降低至很差的69 dB。前一半结论是错误的，而后一半结论在实践中是无关紧要的。信噪比的确下降了，但没关系，因为噪声原本就听不见（低于听阈），所以降低电平以后仍然是听不见的。降低的信噪比也适用于有电位器的设备，因为电位器从来不会放置在输出，而是放在电路的中间，其后的一些电子器件也会增加一些基础噪声。测量结果显示， ADI-2Pro数字音量控制的音质是最好的。让模拟控制的支持者信服这个结果是需要时间的。很明显，数字音量调节那些所谓的缺点，比如在较大音量衰减时的粗糙、失真是完全不存在的，至少在RME设备中是这样的。下面的测量结果显示的是一个数字满刻度电平衰减 40dB的、1 kHz、16bit无抖动的正弦信号。同时还显示了满刻度电平衰减60dB和96.3dB的1 kHz、24bit正弦信号，这是ADI-2Pro能够提供的最低音量设置。

           图片在附件里


        像 HPWWorks这样的高分辨率FFT能够将信号分解成单个频率，将不需要的频率成分的电平定义到-190dBFS。测量显示无抖动的16bit信号不会产生任何高于-170dBFS的失真或其他频率的音。所以在-40dB的音量设置下，可测量的THD为-130dB。24bit时，-60dB的音量设置下也能够获得无失真的-130 dB。-96.3dB的音量设置下，可测量的THD也有-93 dB。这些结果清楚地显示数字音量控制的失真不是淹没在DAC的噪声中，而是根本没有产生失真。即使是无抖动的16bit信号，也未检测到失真。

        如果是在模拟输出处测量音量控制，音量设置为 -60dB时，可证实的THD由于DAC自身的噪声（SNR 117dBRMS未加权）衰减到约-100dB。从上述测量中可以看到一个-190dBFS平直的底噪。因此，ADI-2Pro的数字音量控制比当前顶级DAC所需的更精确、更干净。总之：在42bit的TotalMix技术中，RME的数字音量控制避免了采用电位器的模拟电平控制的所有缺点，并且使用方便，提供了可复制的设置以及最佳音质。

shinyue

实际意义何在？
ADI-2Pro 声卡多少钱？其所用的数字音量控制芯片多少钱？其数字音量电路何以用在普通DIY电路或改摩于传统电路中？

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shinyue 发表于 2019-2-27 07:39
实际意义何在？
ADI-2Pro 声卡多少钱？其所用的数字音量控制芯片多少钱？其数字音量电路何以用在普通DIY ...

文中将模拟电位器的优缺点说的很明白，也比较全面，可以说是很干货了，你说的数字音量控制芯片也是属于模拟电位器范畴，上文提到的数字音量控制指的是在DAC之前用算法来控制电平，如果采用数字算法控制音量的话，估计后面的前级后级上的电位器都可以摘掉了

shinyue

592657820 发表于 2019-2-27 10:25
文中将模拟电位器的优缺点说的很明白，也比较全面，可以说是很干货了，你说的数字音量控制芯片也是属于模 ...

就按照你的逻辑来说: “软”层面的算法不鲜见,比如PC中的播放器音量等等.但ADI-2Pro 之类的算法非比寻常,对消费者而言,意味着高价格.

这种“独特的”高级算法,于实际应用尤其对DIY或改摩方案而言,实际意义在哪里？

人民币一万六左右的价格,有多少人买来家用？其中数字电平控制技术,有多少转化为民用平价部署应用？

退一步说: 把一些专业应用性技术转嫁到民用设备上,即使不考虑成本升高的因素,其高素质能否最终转化为同等水平听觉质量？比如: 功放是否需要相应专业高技术化？音箱是否高技术性能化？听音环境是否需要相应布置化？音源是否需要高分离度、高动态、高信噪比化？ 单说音源-----那么高参数的录音作品到底有多少？

家用功放采用定制、高素质碳膜电位器的机型不鲜见,甚至采用中档电位器的功放比比皆是,有谁说这种功放音量控制不耐听？

OP37

更看好直流控制模拟音量

592657820

shinyue 发表于 2019-2-27 10:44
就按照你的逻辑来说: “软”层面的算法不鲜见,比如PC中的播放器音量等等.但ADI-2Pro 之类的算法非比寻 ...

你的观点是怀疑专业技术应用在民用上效果是否够好，实际上民用设备一直是落后于专业设备的，专业设备基本都是赶在民用设备的前面，像现在你怀疑的数字音量控制，也许在不久的将来也会下嫁到民用设备来

shinyue

592657820 发表于 2019-2-27 13:18
你的观点是怀疑专业技术应用在民用上效果是否够好，实际上民用设备一直是落后于专业设备的，专业设备基本 ...

你的阅读、理解能力确实令人怀疑

jgj

RME说的绝对正确，关键是我们怎么用上？

cqxl

不要低估我们国家的山寨能力和水平，估计国内很快就会有作坊跟进了

BH7KQK

这段文字很适合在本论坛发表。

digger63

我支持数字音量控制，但这个数字音量控制是放在I2S后DAC前（也就是含在DAC芯片里，比如PCM1792A，PCM5242等）还是放在DAC后，功放/前级前（比如TPA6130A2，PGA2310等），似有讲究。

592657820

digger63 发表于 2019-2-28 21:24
我支持数字音量控制，但这个数字音量控制是放在I2S后DAC前（也就是含在DAC芯片里，比如PCM1792A，PCM5242等 ...

是前者  ，你说的音量芯片还是属于模拟电位器范畴，他是一个集成电路    rme说的是处理数字信号

BH7KQK

估计谁也不会把音量开到1/256这么小声来听。
我的意思是说，对于24位的DAC来说，音量开到1/256时，还能保证有16位的分辨率。
我是接受和喜欢用数字衰减来调音量的，一是成本，二是体积，三是平衡度有保证，四是不会有数字电位器带来的音染，五是也不用考虑电位器布线上带来的麻烦和干扰。。
说这么多，厂家也是避重就轻的不说缺点。
一个不可否认的事实是损失了分辨率，动态，还有失真。
有些良心的DAC会标明0dB和-60dB时的指标。


当然厂家也给出的测试数据。问，那怕只有16位的DAC失真度也有那么高，为什么有些DAC要打自已的脸。
不如问一句，为什么我要告诉你真相呢？

digger63

592657820 发表于 2019-2-28 21:29
是前者  ，你说的音量芯片还是属于模拟电位器范畴，他是一个集成电路    rme说的是处理数字信号

好吧，打算给我的树莓派设计个DAC，打算用PCM5242和TPA6130二房，这俩都有i2c接口，到时看看那种效果好。

592657820

BH7KQK 发表于 2019-2-28 22:30
估计谁也不会把音量开到1/256这么小声来听。
我的意思是说，对于24位的DAC来说，音量开到1/256时，还能保 ...

rme应该是想说明自己的牛逼算法很厉害，不会影响分辨率，和一般用的数字衰减不一样，具体怎么做到的，我就不懂了

BH7KQK

592657820 发表于 2019-2-28 22:57
rme应该是想说明自己的牛逼算法很厉害，不会影响分辨率，和一般用的数字衰减不一样，具体怎么做到的，我 ...

他说的是损失了分辨率后依然能够接受。

592657820

BH7KQK 发表于 2019-3-1 01:26
他说的是损失了分辨率后依然能够接受。

是的，我不少朋友都在用这个卡，没有察觉到数字衰减带来的影响，评价都是很不错，就是因为种草这个声卡才看的说明书

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592657820 发表于 2019-3-1 06:01
是的，我不少朋友都在用这个卡，没有察觉到数字衰减带来的影响，评价都是很不错，就是因为种草这个声卡才 ...

补充一下，说他数字算法nb是因为这卡有数字eq功能，而且是完全不影响音质的，和其他带数字eq的声卡相比完胜，内置有多种预设模式，也能自己调节，拿到手可以根据听感调节，也可以根据房间声学环境进行调整，可玩性挺强的 内置adc还可以用来ramm测试

jgj

我06年二手3000元买的RME DIGI9652声卡，RME一直没有更新驱动程序，只能在XP和2000系统下用。可惜了我的宝贝，索尼流媒体音乐的播放器又必须在WIN7下才能用。

592657820

再来发一个，看到17年出的一个解码，也是采用了数字音量控制，解释与rme的差不多，说民用产品用不上这技术的好好看看，最近几年的产品已经陆陆续续的加上了，型号 CanEVER ZeroUno DAC MK2