为什么你还需要模拟设备

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作者: 音乐内科门诊部

此文略装,如果你是南翔技校大一新生、初烧音响的男纸、朝鲜职业录音师、女司机...你需要先看看叉烧的其他文章:《玩转RMAA》Duet 2 评测音质篇被动前级评测Phonitor 2 评测Apollo Twin 评测...

曾经我们认为数字拍摄已取代35mm胶片,直到近几年4K摄影机成熟后,摄影师们才开始尝试放弃胶片,因为35mm胶片分辨率能达到4K。但说到“普及”,还需等百姓都用上4K电视、优酷支持4K视频(Youtube 已实现)、带宽与显卡性能支持4K直播...小编已下好几部 X-Art(你懂的)的4K片子,就差一台4K电视了...

同样我们认为数字音频已完胜模拟,“有源音箱前级”基本是脱裤子放屁,声卡可以调音量,为何多此一举?玩模拟的都是有钱没处花、必须用雅鲁藏布江水电的土豪,于是我们在 PreSonus 监听控制器 Monitor Station 的评测中给大家进行了以下的洗脑:

于是有网友在评测中留言:  

说得对,你不可能以 0dB 听歌。根据叉烧评测室的实际情况,以 Apogee Duet 和最近的 Apollo Twin 为例:  

 · 听300欧的 MB Quart QP450 耳机时,音量大概是 -20dB  
 · 听40欧的 Ultrasone Pro2900 耳机时,音量大概是 -30dB  
 · 接评测室的8寸有源监听时(Unity Gain),音量大概 -40dB 

在这几个音量下,声音表现都一样吗?

光谈“高音甜中音准低音劲”而没有数据支撑的都是耍流氓、今天我们要通过数据来看看到底是怎么一回事。为方便测试,文中以 -10dB 与 -40dB 为测试档位。

音量调整:软件 PK 硬件

这个测试很有趣,软硬 PK。我们用录音棚的“行业标准”Pro Tools 对比 Apogee 第三代 Duet。说下抱歉,我们以为第三代 Duet 与第二代音质一样,于是评测中偷懒没测,今天才发现提高还比较明显。

我们要测试以下四组实验:

第一组:用 Mac 与 Pro Tools 测试 Duet 的 RMAA(导回到 Win 测试)  
第二组:Pro Tools 里将测试音频衰减10dB,外录回 Pro Tools,在 Pro Tools 中将所录单轨提升10dB,导出测试音频; 
第三组:Pro Tools 输出音量不变,使用 Duet 的大旋钮衰减10dB音量,外录回 Pro Tools,在 Pro Tools 中将单轨提升10dB,导出测试音频; 
第四组:使用 Duet 大旋钮衰减 40dB,测试平时连接有源音箱的情况    

能猜到这个结果吗?——软/硬件的音量调节,对音质的改变几乎一样。注意 Pro Tools 这里用了 Offline 导出,略微有损,尤其是 Crosstalk。

这是万元内绝大多数声卡的情况,衰减总音量时,动态范围等幅下降。衰减了10dB音量,动态范围就缩减10dB,衰减40dB,动态也缩减40dB。现在大部分运放或DAC芯片集成了数字音量控制器,调节声卡的音量,其实与你调节 Pro Tools 音量并无二样,都是减少等量的动态范围。

注意 RMAA 是LOOP测试,受限于 Duet 的114dB输入动态,Duet 的真正表现,应该是输出动态(123dB)减去衰减的音量,因此听耳机时你可能以100dB(大阻抗)或90dB(小阻抗)动态来听,听音箱时——大概会是 90dB(4~5寸)或者 80dB(6~8寸)。

还记得CD的动态范围?——96dB。

动态去哪儿?  

在把妹效率更高的摄影领域中,“动态范围”代表最亮值与最暗值的差距。在声音领域中,它代表最大声与最小声的差距,当然——最大都是 0dB,我们只需要对比最小值。本文暂不讨论“动态范围”与“信噪比”的差别,两者差距很小。

你能听到多小的声音?根据维基百科“Dynamic Range”的词条,人耳是“超过100dB”,大家可以测试一下,使用软件中的合成器或最好是频率发生器,产生一个 0dB 的1kHz正弦波或白噪音,然后一直衰减,看看你能听到多少。如果你的环境足够安静——小编用耳机大概是 -110dB,用音箱大概是 -100dB(因此尽管CD的标准在30年前制定,现在依然不会太落伍)。

根据测试数据,为什么我衰减了40dB,再提升40dB,Duet 的动态就少了40dB呢?见下图,数字是没有情面、绝对准确的一刀切调节,衰减40dB的时候,最底下的小音量立马被切掉,后期提升也没有。

模拟世界的音量调节  

现在来看另一款声卡,叉烧最新评测的 Apollo Twin,同样测试几组数据:  
第一组:原始 RMAA 数据  
第二组:输出通过大旋钮衰减10dB,输入通过 Pro Tools 提升10dB  
第三组:输出通过大旋钮衰减10dB,输入通过大旋钮提升10dB  
第四组:输出通过大旋钮衰减40dB,输入通过 Pro Tools 提升40dB 
第五组:输出通过大旋钮衰减40dB,输入通过大旋钮提升40dB 

什么情况?Apollo衰减10dB后,动态只衰减8dB。如果不通过 Pro Tools 提升10dB,用 Apollo 自己的话放提升10dB(第三组数据)——动态只衰减了5.3dB。这又是为什么?

Apollo 调整音量用了一块专门的芯片,德州仪器 PGA 2311,这是一块模拟芯片,它并不如 Pro Tools 和 Duet 那么冷酷,在音量衰减时,它偷偷藏了2个dB在裤兜里,有需要再拿出来。为什么是 2dB?——模拟芯片也有动态范围,Apollo 的官方输出动态是118dB,而 PGA 2311 是 120dB,多出 2dB“宽容度”。因此如果你衰减40dB连接音箱,能得到的动态是 118dB - 40dB + 2dB = 80dB。

那为什么提升 Apollo 的输入音量,动态范围还能增加?——Apollo 的输入放大芯片是 PGA 2500,同样是模拟芯片,同样有一定宽容度。这两款模拟芯片都不是“提升动态范围”,只是把原有的动态范围损失减到最小(同时底噪没有大幅增加,THD仅增加0.0002%)。

这就是模拟的水准?不止如此,产品设计是个平衡,120dB级别的声卡通常配备120dB级别的模拟音量芯片,而130dB级别的专业声卡,例如 Apogee Symphony IO 或者 Avid HD IO,配备的是 130dB 级别的模拟放大芯片,例如德州仪器 OPA134。

模拟放大的最高水准,当属今年上市的 SPL Phonitor 2,使用120V高压电路与自主研发的分立运放——动态范围高达150dB,但受限于其他模拟元件,整机实测 Line Out 动态范围是 134.37dB。如果你用 Duet 连接 Phonitor 2 做音量控制,衰减40dB连接音箱时,你能得到 123dB - 40dB + (134-123)dB = 94dB 的动态范围,你“几乎”能听到100%的CD细节。

数字完胜模拟?  

你以为用 94dB 动态输入到音箱,音箱就无损地给你播放 -94dB 的细节?音箱内部还有前级(增益/EQ)和后级放大...你懂的。但你真的需要这些细节?

地球最顶级的母带师 Bob Katz 在著作《母带:艺术与科学》中指出,由于20年来的“响度大战”,“一些流行歌的动态范围只有6到10个dB”,总之一直最大声,从头到尾都高潮,就像看春晚,90dB的集成声卡足矣。

90年代末我们用5000美金能买到108dB的 Digidesign 888|24(当年小编家里花了万元上了一台686电脑),同样是110dB左右的动态范围,现在千元级声卡都能达到,现在上130dB动态的声卡,2500美刀价位已经有不少的选择。

那数字完胜模拟了吗?小编觉得无论它胜、还是不胜,你每天都得打工赚钱、养家糊口、用我们的肺来净化雾霾,与关心外星人、香车美女、明星八卦、民主与自由一样,音质只是人与人沟通的方式之一,呐,做人呢,最紧要系开心~