說到「時鐘發生器」這個比較偏門的音響器材,初哥們很有可能一頭霧水,摸不着頭腦,而老燒們就不一樣了,不是喜形於色,就是默默點頭笑而不語。這玩意兒,還真是誰用誰知道,沒用之前覺得也就那麼回事,一旦用過了才知道離不了。
「時鐘」在音響系統中的重要性
簡單來說,數字設備中的各個組件都必須依靠一個統一的數字信號來同步運算工作,這個數字信號就被稱作是「時鐘」。只有在統一的時鐘控制下,各個組件才能夠精確地處理數字信號。如果時鐘不穩定,輕則造成數字信號傳送上的失誤,重則導致數字設備無法正常運作。那麼「時鐘發生器」就是不斷產生穩定間隔的電壓脈衝數字信號的核心組件。
傳統時鐘設計原理
音響器材之中數字設備也非常多,所以「時鐘發生器」同樣重要。由於不同的數字設備(例如:CD轉盤、數字-模擬轉換器)都有各自自己的時鐘,所以從嚴格意義上來講,不同數字設備的時鐘是有差異的,同樣會造成數字信號傳送的失誤和音質的下降。所以,在真正Hi-End的數字音響器材之中,會採用外置時鐘發生器來統一不同數字設備的時鐘,也就是說擯棄數字設備各自的時鐘,共用單一的時鐘,這樣就可以有效地保證數字信號傳輸的準確性和穩定性,從而提升音質。
上面談的這些也許太抽象了,不易於理解,那麼就引用著名的德國數字器材品牌Mutec的比喻就明白多了。
Mutec品牌認為:「你家裡的各種數字音響器材就像是一個交響樂隊中各種樂器的演奏者,而主時鐘發生器就是整個樂隊的指揮,對樂隊整體的表現起着帶領、指導、統一的作用。」這一次,我就接觸到了Mutec品牌旗下的一位「頂級指揮家」——REF 10參考級主時鐘發生器。
廠家苦心鑽研打造出的成果
Mutec品牌旗下的產品,全是極為發燒的純數字設備,包括:時鐘發生器、時鐘分配器、時鐘再生器、音頻模式轉換器、取樣率轉換器等等,專註於數字信號處理做文章。而REF 10就是其中最為耀眼的產品,廠家將歸為「Empyreal Class」(崇高級別),同時它也是這一級別中唯一的一件產品。
REF 10參考級主時鐘發生器如同同廠的其他型號產品一樣其貌不揚,黑色的鋼製機體,面板上簡單的開關和LED顯示燈,背板上也只有電源線插口和8組BNC時鐘信號輸出端子,看上去更像是一台專業儀器,同時也有着簡單而直接的美感。
關於REF 10參考級主時鐘發生器設計和開發過程,廠家也專門進行了闡述:現在在進行數字音頻處理時,數字轉換器、主時鐘發生器和時鐘再生器已經廣泛得到應用。不過,Mutec仍然認為目前現有的這些方式仍然未能充分發揮出聲音完整的潛力,因此仍然不斷尋求數字音頻系統的增強可能性。廠家從聘請了一位德國最著名的射頻工程師加入Mutec的研發團隊,從而開發出了這款REF10,一款時鐘頻率高達10MHz、各方面毫不妥協的參考級主時鐘發生器。
業界最高標準的核心「時鐘」
廠家的研究顯示,一般常見的時鐘發生器是基於銣或銫原子振蕩器的「原子時鐘」而設計,其高頻率時鐘的穩定性在長時間使用的領域中會有所下降,也就是說絕對時鐘頻率(例如:REF10的時鐘頻率10MHz,即每秒振動1000萬次)在相對較長時間的工作後會出現飄移的情況,這種情況在數字音頻領域中卻是需要儘可能避免的。
以最高標準來看,數字音頻數據流從一台設備傳輸到另一台設備時,必須是嚴格地進行拷貝和複製,完全精確,才能實現最佳的音質。否則短時間內工作會出現時基誤差或相位噪聲的問題,長時間內工作就會出現頻率漂移,這也是任何數字音頻設備實現發燒級聲音表現所必須面對的問題。
但是,與其他廠家的時鐘發生器採用的「原子時鐘」不同,REF10是採用德國製造的超低相位噪聲OCXO(恆溫晶體振蕩器)進行核心工程設計,在較長時間內工作也具有最高的時鐘穩定性,可以實現發燒級的數字音頻表現。
傾盡全力屏蔽干擾
REF10參考級主時鐘發生器所使用的鋼製機箱並非是隨意的選擇。Mutec認為,其他廠家常用的鋁合金材料機箱雖然看起來好看,但是卻會明顯降低對射頻信號干擾的屏蔽能力,會直接增加時鐘信號中的噪聲和時差誤差。另外,廠家將對電子信號較敏感的電路板放置在1.5mm厚的獨立鋼製腔體之中,有效隔絕了外界的電子干擾。為了避免射頻干擾通過主電源線進入到電路之中,Mutec在REF10上採用了目前性能最佳的電源輸入模塊,具有增強的低頻濾波功能和超強的抗電磁干擾能力。
在供電方面,REF10參考級主時鐘發生器採用了基於德國造環型變壓器的雙線性電源供應設計,其中一組變壓器的獨立繞組單獨為對聲音敏感的OCXO芯片進行供電,與周邊電路的供電實現了完全隔離,機內多重電壓級均有單獨的供電電路,避免了相互之間的干擾。同時,還採用了松下公司生產的帶等效串聯電阻的電容陣列,可以有效抑制了電源電壓浪湧現象。
Mutec REF 10相位噪聲各頻率變化
獨特的方波時鐘信號
基於對時鐘信號的充分了解,廠家為REF10參考級主時鐘發生器選用了具有高電壓轉換速率、最低紋波的方波信號。與其他廠家在時鐘發生器內採用的較低電壓轉換速率的正弦波信號相比,方波信號具有更高的時鐘準確度,能夠將時基誤差降至最低,因此聲音也更好聽。
而在核心的OCXO芯片部分,廠家作出了更多的努力。這塊芯片的供電部分經過特別設計,具備讓廠家工程師們都為之驚訝的超低噪聲。在此基礎上開發出的獨特的超低噪聲時鐘系統和放大電路,可以將振蕩器的參考時鐘信號幾乎完全無損地傳輸到8組輸出端子。
而在輸出環節,為了將迴路中有可能產生的電源哼聲降到最低,REF10參考級主時鐘發生器採用了完全實現電氣隔離的輸出級,每一組BNC參考時鐘輸出通道均可以單獨完全關閉,僅保留需要的輸出通道處於激活狀態,這樣就將通道之間的相互干擾和系統阻抗儘可能地降到了最低。同時,8組輸出端子分別有不同的輸出阻抗(50Ω或75Ω),可以與其他生產廠家的時鐘再生器或數字-模擬轉換器實現最大的兼容性。
一旦用上,很難離開
在優質的主時鐘發生器的統一控制和「籌劃」之下,整個音響系統的聲音彷彿都在REF10參考級主時鐘發生器的助力下大大提升了一個檔次:音樂的全頻段顯得緊湊一致,整體平穩紮實地向前推進,毫無鬆散遲滯之感。同時,樂器的聲音也變得更具有凝聚力和生動感,鮮活的表現力令人感動。此外,音場方面的進步也尤為明顯,更為透明、更為開闊,也更好地和樂聲融合在一起。
這才真的是叫「不聽不知道,一聽忘不掉」。一旦聆聽過REF10的聲音,你一定會「秒懂」老燒友們對時鐘發生器的鐘愛!