2015年12月1日 星期二

【極果網】何必再去買國磚?-魅族PRO 5音質獨家解密

作者:双葉杏 (本文已取得作者轉載同意)

寫這篇評測文章之前,筆者還是猶豫了許多的。目前的手機的大眾評測已然很多,但時間久了,氾濫的KOL路線文章往往難以深挖。於是筆者此次打算分兩篇文章分別從點和面分別介紹魅族的新旗艦PRO 5 。而這一篇,我們只談音質。

從vivo開始,越來越多的廠商開始打出了HiFi的招牌。得益於ES9018K2M晶片的問世,大大降低了高質量DA芯片的供電和能耗要求,在手機上使用高質量DAC的技術難度大幅降低了。此前筆者曾評測過vivo X5 Max的解碼部分(http://www.jiguo.com/article/index/472.html),裡面簡單介紹了ES9018K2M晶片的結構和流程,有興趣的朋友可以去看看。誠然, vivo是第一家將ES9018K2M做進手機裡的國內廠商,但這並不代表vivo的音頻電路的構架是最成熟的。而這次,我們便來看一看魅族的9018音頻構架做得如何。


|參數性能實測|


音頻器材參數算是衡量一個設備音頻性能好壞的最重要指標。由於主觀化的東西往往很難去衡量,在音頻設備產業里通常將指標作為衡量器材水平的一個重要標準。一般而言,低指標的器材雖然可能因為調音、染色等藝術手段並不一定難聽,但在保真度和硬素質上往往會有不足的地方。反過來看,高指標的設備雖然不一定風格非常對你胃口,但硬素質上並不會吃虧。

關於vivo X5 Max 的指標測量,我在之前的評測中使用RMAA (RightMark Audio Analyzer) 和Lynx Hilo ADDA 測量過。而實際上RMAA 是行業裡一個相當妥協的測量方式,一般僅僅用於音頻器材的性質的初步估計,因為其往往在相當多的數據方面會產生比較大的誤差。導致這些誤差的因素很多,可能自於A/D素質,受測器材輸出電平,測量儀器的失真等方面。不過一般而言,器材的真實水平往往好於RMAA 測量的結果,因此RMAA 的參考價值就在這裡了。

目前網絡上已知的手機音頻評測中,有影響力的主要有數碼多和Zealer的第三方參數評測。但都有一些侷限。

首先是數碼多測得的PRO 5 及MX4PRO 的音頻實測數據:
(數據來源:http://www.soomal.com/doc/10100006233.htm

這很明顯這是個使用了創巨 E-MU 1616M PCI 聲卡的AD 模塊的一個 RMAA 測試。因此在這個測試流程下,所有設備的數據性能都不會超過創巨 1616M 的線性輸入(Line in)的參數結果。而 1616M 的Line in 參數可以從官網上獲得:

Frequency Response (20Hz-20kHz): +0.0/-.03dB
Dynamic Range (1kHz, A-weighted): 120dB
Signal-to-Noise Ratio (A-weighted): 120dB
THD+N (1kHz at -1dBFS): -110dB (.0003%)
Stereo Crosstalk (1kHz at -1dBFS): < -120dB Analog Line Outputs
(數據來源:http://www.creative.com/emu/products/product.aspx?pid=19007

PRO5 和 MX4 PRO 的後兩項參數其實已經比較接近 1616M 的上限值了,如果再加上阻抗上有不合適的負載,測得的參數會有比現實情況更大的失真。而實際情況是: MX4 PRO 和 PRO5 的動態和信噪比都要比 1616M 的 AD 參數更高。

另外一個問題是數碼多一貫喜歡在低碼率(44kHz/48kHz)下都使用16bit 的Test Signal。而根據計算,16bit 的文件音頻動態最多不過 16*6dB=96dB 。因此,無論多麼高性能的音頻器材,用16bit Signal 進行測試,測出來的動態範圍不會超過 96dB,而數碼多的這個測試裡大部分器材的 44kHz、48kHz 結果都卡在96dB這個範圍上下,這個波動基本上可視為測試誤差,不具有什麼大的參考性。同理,16bit 的本底量化噪聲就有-96dB ,因此噪聲水平測出來的結果也徘徊在這個水平。因此筆者認為,其前兩項結果並不具有什麼參考意義。

而 Zealer 的測量器材上明顯要好得多,選用了Audio Precision 的AP2722 作為測試儀器。AP 的測試儀器在行業中一直是工業標準,設備上已經完全不是瓶頸了,然而測試方式上有一些大問題造成測試結果比較糟糕。
(數據來源:http://www.zealer.com/post/165

首先是聲道串擾,居然4款手機都是-60dB左右。即使就常識而言,稍微好一點的筆記本電腦 Realtek板載聲卡都應當有低於-90dB的串擾失真。這個數據明顯是有非常巨大的問題的。而總諧波失真+噪音(THD+N)這一項四項的成績從dB計量換算成百分比計量之後分別是0.089%,0.0087%,0.0042%,0.0032%。相互之間差別有十倍之多,小米note的這個參數顯然比絕大多數的板載聲卡還要糟糕,而Zealer不知如何居然在評測裡得出了小米note音質最好的結論,實在是讓人不知如何評價。更不用說對比下來,反倒是使用創巨聲卡+RMAA的數碼多的THD+N結果更具參考價值( MX4PRO測得THD最低0.0004% )。另外讓人難以置信的是, Zealer動態範圍的dB單位計數居然是負值?這個已經算是最基本的常識錯誤了。

( Zealer 網站已改版,此圖來自於網絡)

另外一個重大的謬誤是Zealer 在測試信號上選擇了48Khz 16bit 。而就如前文提到的, 16bit 的信號是不可能測得信噪比低於-96dB ,動態值高於96dB 的數據的。而這一點上就有足夠的理由懷疑Zealer 的音頻數據的真實性,何況他的動態值還是負的。

基於這幾點原因,筆者找到從事音頻行業的友人,對PRO5 的音頻參數進行重新測試。測試儀器為Audio Precision 的APx555 。而APx555 比AP2722 的性能更有優勢,在同樣的條件下可以測得更加準確、具有說服力的數據。
APx555
APx555 VS 2700系列性能對比

這次測試覆蓋了頻響,失真,噪聲,動態等方面。為保證真實性,所有的測試均保存了原始的APx555 配套軟件的截圖(部分隱私信息打碼)。

頻率響應:



動態範圍:


信噪比:


噪聲(RMS):


互調失真(CCIF):


互調失真(SMPTE)


遺憾的是, THD+N 的諧波失真測試的截屏筆者並沒有保存,不過記錄的數值是-106db 。

綜合下來PRO 5 的參數大致如下:


這個測量的數值從各個方面都要優於數碼多的RMAA 測試值。如果將諧波失真( THD+N )及互調失真( IMD )的值轉換成百分比計數分別應該是0.0005% 及0.0008% 。而這個性能實際上要高於不少5000元以下的專業聲卡。當然可能會有一些例外,但大多數這個價位的聲卡Dynamic Range 一直在110dB 上下徘徊。而THD+N 方面, 0.0005% 的失真值也足以讓一大部分專業卡汗顏了。

即使是對於相當一部分國磚播放器而言,這樣的參數性能依舊有著足夠的優勢。就拿此前魅族拿來當靶子使的HIFIMAN 901而言, HIFIMAN官網給出的參數是這樣的:
當然考慮到HIFIMAN 官方對於參數保守的一些因素,具體的參數還需要通過AP的測試儀進行進一步的測量才能夠驗證。不過數碼多對901進行的RMAA測試從側面可以印證一部分事實:http://www.soomal.com/doc/10100004544.htm

同時,筆者的友人也坦言,手機的音頻參數其實比較依賴於IC晶片的素質。如果RP好的話,碰到IC質量比較優秀的MX4Pro,其性能參數也並不會比PRO5差。

之後筆者得到了一份音頻晶片質量比較優秀的MX4PRO的AP測試數據。具體如下。

頻率響應:



動態範圍:


信噪比:


諧波失真+噪聲(THD+N):


諧波失真(THD):


噪聲(RMS):


互調失真(CCIF):


互調失真(SMPTE):


串擾(at 20kHz)


串擾(1kHz):



筆者曾記得MX4PRO 發佈時,魅族曾信誓旦旦的說MX4PRO 的音質達到了4倍HIFIMAN HM-901 。雖然這句話說的相當狂妄,但從這樣的測試成績來看,也不難感受到魅族的對音頻方面的自信。至少,不考慮染色和調音上的因素的話,魅族MX4PRO 光在參數上的確可以領先HIFIMAN 901 一大截。


然而HIFIMAN 901 也並不是設計上那麼簡單的機器,米飯給901的用料可謂相當奢侈。901採用了雙ES9018S 的設計,每個ES9018S 僅工作在單聲道狀態下。這樣設計即使在使用9018的台式DAC 裡都算是很少採用的方案,因為不少設計者認為這樣對最終效果的提升並不顯著。而說起雙9018設計的DA,筆者不禁聯想到Accuphase 的旗艦解碼DC-901 ,這或許也是HIFIMAN 當初設計參考的目標。而成本上雙ES9018S 也比單9018K2M 高出不少,但下了這樣重料的HM901 卻有如此低的參數指標實在是讓人納悶,不知是否是廠家為提升聽感有意為之導致的。

而從MX4PRO,PRO5的測試成績,我們也可以看出ES9018K2M的性能還是相當強悍的。只要有著靠譜的設計,合理的用料,即使在手機這樣一個條件侷限,干擾成分相對較多的設備裡做出一個高指標的音頻性能也是完全可行的。


|技術特色|


從技術上而言,魅族MX4PRO 和PRO5 的音頻設計並不是一個單純堆晶片的方案。在各種細處經過了相當高的訂製。



和vivo一味地將注意力放在外圍供電上不同,魅族在設計時首先註意到了時鐘。我們可以注意到在ES9018K2M的示意圖的左下方內置了一個OSC模塊,而這個OSC是在完整版的9018S中是沒有的。也就是說ESS為了方便手機設計,給9018K2M內置了振盪器。而手機就可以直接利用內置的OSC產生時鐘信號解碼。而vivo顯然是沒有給手機再配備獨立的晶振,可能直接使用了內置的晶振或者手機的主系統時鐘來進行解碼。這樣的做法實際上對於音頻的時鐘抖動(jitter)而言應當是有著比較大的損失的。

與vivo 不同的是,小米和魅族在MX4PRO 、小米note 時期就在時鐘上採用了雙晶振設計。但事實上,雙晶振對於使用完整版ES9018S 的台式DAC 而言,反倒不是常見的設計方式。目前主流的ES9018S 台式DAC 通常會使用50MHz、80MHz 或者100MHz 的單晶振配合ES9018S 內置的強大的ASRC 功能進行解碼。而採用這種設計的DAC 裡不乏一些HIFI業界裡的好機,例如Accuphase DC-901 (型號未知的40MHz 時鐘), Resonessencelabs Invicta ( CCHD-950 50MHz 時鐘), Mytek manhattan ( CVHD-950 100Mhz 時鐘), Anedio D2 DAC ( CCHD-950 80MHz 時鐘)。

Accuphase DC-901 中的40MHz 時鐘和雙ES9018S 設計
在燒友通常的理解中,使用單晶振往往是節約成品和妥協的象徵。那又為什麼如此多的高端音頻廠商都不約而同得為9018機器使用單晶振呢?而小米和魅族又為何逆著主流反而在手機上使用起了雙晶振構架呢?談到這裡,筆者就必須談一談ES9018系列芯片裡的一個重要功能—— ASRC 。

 ASRC ,也就是俗稱的異步採樣率轉換,這個功能可以給DAC 消除一部分前面信號帶來的時鐘抖動。在ES9018 問世以前,就有不少DAC 在機器裡設置獨立的ASRC 模塊來進行de-jitter 處理。而ES9018 可以說是一塊高度集成化的晶片,將DSP 功能和DA 功能集成到了一起。因此讓設計者們可以直接調用9018內集成的高質量ASRC 模塊,而不必額外單獨去做。而使用了ASRC 之後,除了實現了信號進行一部分消除時鐘抖動(de-jitter) 的處理以外,還將音頻信號的採樣率進行了非整數倍的轉換。因此,無論是對於44kHz 倍頻,還是48kHz 倍頻的信號,在經過ASRC 之後都被轉換成了一個採樣率,於是我們可以只用一個時鐘就實現雙倍頻採樣率文件的解碼。


 ASRC 的抗抖動圖示

更有一點值得注意的是,在完整版的ES9018S裡, ASRC模塊是沒有辦法OFF (關閉)的。也就是說無論製作者願不願意,你都得過一遍ES9018S的ASRC功能,那既然如此,大家都沒必要使用傳統的雙晶振來設計了。而ES9018K2M不同, K2M版的9018裡提供了給設計者關閉ASRC模塊的選項,這也給魅族手機音頻部分的設計帶來了新的可能性——關閉ASRC ,轉而使用SSRC (同步採樣率轉換)。

那麼關閉ASRC 有什麼好處呢?ASRC 在消除抖動的同時帶來了一個聽感上的損失——高頻碎裂感。這是由於異步採樣裡,源採樣率的採樣點和目標採樣率的採樣點往往沒有整數倍關係,於是會出現需要猜測源採樣中點與點之間的信息的情況。而對於高頻信號而言,採樣點並不夠多,因此這樣的採樣率轉換帶來的高頻的聽感損失會更大。而SSRC 不同, SSRC 是同步採樣率轉換,前和轉換後的採樣率必然是整數倍關係,前後使用同一套時鐘,不存在猜測採樣點的情況。

而關於繞開ASRC而使用SSRC的其他優勢,筆者諮詢了魅族的音頻工程師,他們這樣表示:
“這樣做還有個好處可以避免傳輸jitter,jitter 來源只由參考晶振決定,相噪越低的晶振自然越乾淨單。因為44.1kHz 和48kHz 兩套頻率要做整數倍分頻,所以全採樣率繞開ASRC 必須兩套晶振,一顆晶振只能保證一套頻率能繞開。要不就是兩套頻率都ASRC 。”

除了 ​​使用SSRC之外, PRO 5的另一個進步在於耳機的放大部分。PRO 5在耳放的模塊借鑒了SOLO的電路,在放大部分加入了4對8顆NXP三極管。魅族的工程師表示在電路上, PRO 5相當於MX4PRO+SOLO 。而這樣的設計其實相當於將以前玩捆綁的耳放做進了手機裡。

那麼PRO 5 相對於MX4 PRO 在表現方面又有怎樣的提升呢,魅族音頻工程師在回答筆者的疑問時這樣說的:
“這裡先小裝逼一下,魅族是首家將分立式放大電路塞進手機的手機廠商。放大部分在手機低功耗高穩定性的要求下仍有較好的表現。參數方面,PRO5輕載下的指標幾乎與4pro一致,考慮到器件離散性的問題就出現了一些4pro比較好的情況(指前文MX4 PRO的測試參數高於PRO5的情況)。 PRO5的提升是在帶載的情況下能比4pro要好,具體提升多少要看帶的負載,線性電流增大後就能適配更多型號的耳機,而接耳放的好處這裡也不必多說了。”


|主觀聽感|


聽感部分因為相當主觀,因此筆者放在最後講。總體而言,得益於優秀的音頻構架、 ES9018K2M 強大的音頻性能以及驅動力不俗的耳放口, PRO5 的聲音還是十分令人滿意的。

耳機方面筆者選擇了兩款比較容易驅動的耳機來作為驅動對象。


Final audio Pandora VI


Audio Technica ATH-MSR7LTD

PRO 5提供了高增益和低增益兩檔選項供用戶選擇,官方推薦低增益檔給耳塞使用,高增益檔給頭戴耳機使用。在高增益檔下,耳機的聲音會有拉遠的現象,但聲音的形體感更好。低阻抗耳機,如Pandora VI (8歐姆)會強制性使用低阻抗檔,這也是一些低阻耳機用戶在使用中需要注意的。

筆者使用同樣的耳機分別使用vivo X5 Max和PRO 5進行對比。X5Max的聲音表現比較清亮,聲音的顆粒感略微有些明顯。而低頻一向是VIVO 手機的短板,在X5Max的驅動下,鼓點的低頻量感顯示出不足的問題,速度也收的偏快。雖然在這種聲音表現下, X5 Max的人聲表現會更加突出,但聽久了依然會覺得這樣的聲音有些偏科。

不同於vivo家XSHOT 、 X5MAX等手機一貫缺乏低頻的現象, PRO 5的低頻的質感和量感都非常不錯,鼓點的速度比X5 Max更慢,量感也更足。中高頻方面, PRO 5的高頻相對於X5 Max而言偏暗,不過聲音的厚度和立體感均要更好。如果說考慮到歌曲的整體表現, PRO 5的人聲要比X5 Max更靠後,這也是PRO 5相對更偏中下盤導致的。因為一般更亮的聲音會擁有更近的距離感。潤澤度方面, PRO 5的聲音潤澤度也要比vivo 手機更好,聲音的顆粒感和毛刺感均比X5 Max更少。細節表現更傾向於細膩度而非顆粒感。

說到PRO 5聲音的不足之處,筆者認為一是PRO 5的聲音過於清淡,在色彩感上缺少那麼點毒性。因此搭配染色比較好聽的耳機會更有特色。二是PRO 5縱向聲場不深,在橫向聲場的承托下,聲音會略有些前壓和趨於扁平化。當然對一般的流行歌曲而言,這樣的表現並沒有太大問題,對一些要求臨場感的音樂類型恐怕會有些吃力。


|聲音總評|


PRO 5 強悍的音頻素質在這個價位可謂相當令人驚喜了。這樣的音頻指標表現恐怕會讓一大批高價國磚汗顏,可見魅族在音頻方面還是下了不少功夫去做的。包括SSRC 、時鐘及耳放部分的定制化設計,很大程度上表現出了一個企業對於聲音品質和技術創新的執著。然而,魅族在音色的調整方面恐怕仍然需要下精力去研究下。筆者相信,如果能夠在已有的強大聲音素質上,將聲音打磨得更加毒性的話, PRO 5 的聲音會更上一個層次。

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