
隨著數位訊號處理的提昇躍進,數位訊源相較於傳統類比輸出,漸有分庭抗禮之勢;在HTPC日益流行的現代,部份愛樂人常藉著一張優秀的音效卡、或是一台精良的DAC,拉近揚聲器與個人電腦之間的距離。而我們在探討聲
音表現的細節時,常以抽像的形容辭,像是︰「黃鶯出谷」、「高音甜、中音準、低音透」來描述一套音響系統的表現,有時因為主觀的偏好,是故同樣的系統在不同玩家之間的感受截然不同,亦為司空見慣之事。今天,筆者介紹一套理性客觀的評測軟體”RightMark Audio Analyzer”,俗稱RMAA,試著讓讀者瞭解一件優秀的音效裝置,在RMAA上的參數表現該如何解讀,以及如何評測家中主機的內建音效,相信一定能讓您瞭解到,獨立音效裝置與內建音效晶片的箇中差異。

■ DAC + ADC = CODEC
音效裝置的處理核心,主要是由「音效處理器」以及「數位類比編解碼器」構成,其中音頻處理器專門經手數位訊號流程,除了執掌解碼、編譯的工作,依據設計的不同,甚至可以渲染多種音效;然而,我們聽到從喇叭、耳機輸出的聲音,都是類比放大後的訊號,因此,一般來說都需要至少一個以上的數位類比編解碼器轉換後方能輸出音訊,這個訊號轉換流程就是所謂的DAC(數位類比轉換)。同理可知,錄音工程意即反向將類比音訊轉換為數位資料加以儲存,此即為ADC(類比數位轉換),而此兩者我們統稱為CODEC(數位類比編解碼器)。
AC“97,全名為Audio Codec“97,是於1996年時由Yamaha、創新未來等公司聯合提出的規格標準,其原理是將數位與類比兩個IC雙集合於單晶片上處理音訊;在Intel大力支持下,於1997年之時在Intel Architecture Labs發展出雛型,1999年以後在Intel i810晶片上開始被廣泛使用,自此統治了內建音效裝置一段很長的時間。而隨著科技日新月異,電腦日漸走入家庭娛樂中心,AC”97僅算堪聽而不動聽的表現,讓內建音效成了「衰聲」的代名詞,一時間除了愛樂人避之唯恐不及,電競高手對於左右聲道定音不明確更是抱怨連連;因此,在2004年,Intel找上知名的音響權威─杜比實驗室,合力推出了新一代的規格標準”Azalia”,也就是近年我們在主機板內建音效中常見的High Definition Audio(HD Audio)規範。

圖 / 瑞昱螃蟹IC,是極少數在Win7仍提供官方驅動程式的AC”97晶片。
■ SRC失真 內建音效的歷史共業
在具體表現上,HD Audio最高具有192kHz取樣率、32bit解析度、二聲道的表現,或者也可以將聲道數增加,但取樣率部分必須妥協折衷,降為96kHz取樣率、32bit解析度、8聲道的音效組態;相較之下,AC”97即使是大改後的最終2.3版本,取樣率最高也僅達48kHz取樣率、20bit解析度、四聲道輸出,而且因成本過高,也沒有太多的廠商投入成品響應2.3最終版本。
我們知道,當提高音頻取樣頻率時,頻率越高,間隔時間越多,所獲得的聲音就越加細膩流暢;而提高取樣解析度時,位元數越高,提供聲音描述的資訊也就越加豐富,以DVD Audio 24bit/96kHz技術規格標準來看,AC”97最高20bit/48kHz的水平的確是無法擔當家庭影音中心的重任;此外,以音樂CD採樣規格44.1kHz為例,過去由於非最終2.3版的AC’97皆固定採用48kHz輸出,必需通過相位偏移或是高頻抖動來使得44.1kHz取樣率向上提升至48kHz加以輸出,造成最為人所詬病的SRC失真問題,這樣的音質損失在HD Audio也被一併解決,近年來主機板上常見的Realtek HD Audio晶片,通常支援44.1 kHz和48 kHz兩種取樣規格,通過分頻與倍乘後支援更多的拓展頻率,換句話說,無論遇到44.1 kHz或48 kHz音訊採樣,或是其他規範取樣,也無需通過SRC失真轉換,即能以原取樣率DAC後輸出。綜述以上所言,AC’97最終消逝於歷史洪流,同時讓HD Audio取而代之亦為意料之事。

圖 / BURR-BROWN PCM1795,少數俱備32Bit / 192kHz 取樣率的高階數位類比轉換核心。
■ RMAA 公正客觀的評測員
到了2011年末的今天,個人電腦不僅僅只是走入客廳,更見其反客為主,有整合取代傳統影音播放器,一統家用播放媒介之勢。藉由上述的想法與概念,所謂的HTPC(Home Theater Personal Computer︰家用劇院個人電腦)也就如雨後春筍般應運而生。與一般PC主要的區別,則在於HTPC並非以追求極致效能表現為其終極目標,而是在美觀、性能、音質、功耗此四者間找出一個相應平衡的最大公約數。就音訊方面來說,較為講究的HTPC有兩種主流輸出方式,其一是連接內接式音效裝置(即主機板內建音效、或音效卡)的SPDIF埠,走光纖/同軸通道,將數位訊號輸出至擴大裝置,由擴大裝置內建的解碼器實行數位類比轉換加以輸出音訊,這是最簡易可行的作法;第二種作法,則是採用外接式DAC,像是在上一期雜誌中我們介紹的ASUS XONAR ESSENCE ONE,透過USB埠,將原始音訊在機殼外部進行數位類比轉換,接著輸出類比訊號至後級進行擴大播放,更進一步避免了電腦主機內部的電磁干擾。
而無論採取何種方案,我們都必需有一套公正客觀的標準,加以評比建置的電腦系統,其音質表現之優劣勝敗,而在眾多測試標準中,兼顧理性與便利的,莫過於廣受玩家支持的RightMark Audio Analyze(RMAA)。RMAA是一款專門設計來用以測試類比式和數位式音訊裝置的評測軟體,透過播放和錄製音訊的動作,在音頻通過音訊裝置時,進行擷取和音頻分析演算的方式得到測試結果,即使是對技術性資料量測的外行人,也可以由此得到精準正確的評比;此外,功能性也相當全面,舉凡︰頻率響應、噪音水平、動態範圍、總偕波失真、立體聲分離度、以及互調失真等重要指標,皆能鉅細靡宜地將數據以曲線圖示展出,讓行家一眼直斷受測裝置到底是龍還是蛇,這也是何以音響界的專家、廠商和雜誌都指定選擇以RMAA評測的原因。

圖 / 高階HTPC外殼多採鋁材,也常見資深玩家配置觸控式液晶螢幕,直接控制作業系統。
■ RMAA接線大原則
首先,請至RMAA官網︰http://audio.rightmark.org/download.shtml,點選下載RMAA 6.2.3版本,此版本的頻譜分析圖表閱讀起來最為清晰舒適;然而,常見許多使用Win7的朋友在安裝6.2.3時,會遇到權限不足及其他錯誤訊息,因而委屈求全改用早期5.0版本。其實解決方法很簡單,只要在RMAA主程式上先以滑鼠右鍵點擊,接著點選「以系統管理員身份執行(A)」選項,就可以順利地在Win7上安裝RMAA 6.0以後的版本。
軟體安裝完成以後,我們即可著手音效裝置的接線工作,大原則是︰將音效裝置的輸出,接回音效裝置的Line-In,並且在Window桌面右下角內建的「音量混音程式」中,將Line-In裝置設定為靜音,否則將產生嚴重的迴授干擾;若讀者常參觀各種展覽,一定會發現當臺上主持人拿著麥克風賣力演講時,有時候因為過於忘我而太過靠近喇叭,突然併發出尖銳嘈雜的高頻噪音,這就是所謂的迴授現象(feedback)。
筆者在此分別採用雄浪代理的東瀛大廠Onkyo Wavio SE-300PCIE音效卡,以及國內知名大廠ASUS XONAR STX音效卡,加以示範兩種不同的端子介面下,該如何接線測試並解讀箇中音質表現。首先,由於Onkyo SE-300PCIE這張音效卡,除了配置了RCA(L、R)、Phones、及同軸輸出端子之外,並同時擁有S/PDIF光纖輸入 / 輸出,搭載兩種高品質數位連接埠,在一票音效卡海中可說極為罕見,因此我們選擇以光纖線對接S/PDIF輸入與輸出埠;緊接著我們便可以開啟RMAA程式,並在左上角Playback / recording devices下拉式選單裡,第一列選擇︰[DirectSound]SPIDF輸出(SE-300PCIE)、第二列選擇︰[MME]數字輸入(SE-300PCIE),簡單來說,按照接線加以設定選單就不會出錯。右上角下拉選單則選取16bit及44.1kHz,主要是考量音樂CD多是採16bit/44.1格式取樣,同時可以檢驗前文提到的SRC失真問題是否嚴重,最後,除非你對RAMM設定細節已經非常瞭解,否則其他一切請保持預設值,然後點擊左下角Run tests當中最左方的Playback / recording完成Onkyo 300PCIE初步測試設定。

圖 / Onkyo SE-300PCIE是一張聲底溫潤、醇美耐聽的高階音效卡。


圖 / 接線完畢之後,下拉選單分別設定選取輸入與輸出選項。
■ 放大元件的失真現象
依照同樣的邏輯,似乎連接ASUS XNOAR STX音效卡也非常簡單,但當我們靜下心來觀察,可以發現ASUS XONAR STX有一個類比Line-In,但有三個輸出介面,分別是RCA(L、R)、Headphone、同軸S/PIDF端子,那麼該挑選哪一個輸出介面測試最為妥當?以科學方法而論,三種介面各測試一次,依照數據結果加以解讀便能夠知道孰者輸出品質為佳。筆者在此以經驗分享,由於ASUS XONAR STX是一張內建優質耳擴的高階卡,因此若要得到較為保真的測試結果,為了避免耳擴放大途中發生的失真與干擾,以RCA(L、R)或同軸SPIDF OUT連接Line-In通常會得到相對優異的數據表現。當然,如果玩家若買這張卡是專門為了作為耳擴使用,那麼連接Headphone與Line-In兩個埠位之後加以測試,則是最為貼近實際使用的測法。
在接下來的測試中,筆者將ASUS XONAR STX的RCA(L、R)與Line-In孔位加以連接,恰好形成一個純類比I/O接線,與Onkyo SE-300PCI純數位I/O接線對照起來,有大異其趣之妙。最後,同理按照前文提到的大原則進行接線與設定,一切妥當之後,便完成ASUS XONAR STX初步測試設定。行文至此,一定會有聰明心細的讀者心存疑問,在Playback / recording devices設定中,總有MME與DirectSound兩種不同的設定對應同一種裝置,而此二者究柢何物?一言蔽之,兩者都是微軟的驅動通道標準,最主要的差別在於前者的延遲時間為200~500毫秒,後者則為50~100毫秒,因此若能盡量以DirectSound輸出音訊,通常能夠得到相對良好的效果表現。

圖 / ASUS XONAR STX是一張偏向解析聲底,忠實傳達原聲原味的高階音效卡。
■ RMAA 測試前應有的觀念
在完成初步設定,並點擊左下角Run tests當中最左方的Playback / recording之後,會分別跳出一個Adjusting levels對話框以及一張動態頻譜圖;前者攸關測試結果表現甚巨,我們要盡可能將音量調節逼近-1.0dB,RMAA方能得到最精確可靠的結果。當RMAA感應到接線與設定皆屬正確無誤時,在文字框中會出現The levels are OK.的字樣;反之,則會出現五花八門的文字訊息,通常絕大多數都是接線錯誤與音訊I/O設定不正確所引起。另一方面,當我們以RMAA測試主機板上的內建音效時,常見Adjusting levels所顯示的dB值在-1dB前後呈現個位數的誤差,通常只要邊調整音量、邊比照Adjusting levels對話框是否逼近-1.0dB,待文字框中出現The levels are OK.即告大功完成。有鑒於使用主機板集成音效的朋友在使用者中佔了絕大多數,因此筆者特別將測試平臺中的VIA VT1705音效晶片一同加入本次評比之中,讓讀者比較獨立音效裝置與買肉送蔥的內建音效之間,兩者差異究竟有幾多?而測試內建音效的接線方法很簡單,大多數情況下,只要將主機板上藍色Line-In孔以線材連接綠色音源輸出孔即告完成。在此額外提醒,若要得到最佳數據測試結果,除了在Adjusting levels逼近-1.0dB的前提下,將音量設為最大之外,務必請將播放音量、MIDI合成器以外的元件音量,諸如︰麥克風、數字輸入、線性輸入、CD-IN等選項予以靜音,避免不必要的線路干擾而影響成績表現。

圖 / 測試前除了音量控制器及MIDI合成器以外,其他選項請悉數予以靜音。

圖 / 接線或設定錯誤時dB值會離-1dB很遠,並且訊息框會提示問題徵結所在。


圖 / 若最大音量dB值離-1不遠,可藉由降低音量,逼近-1dB,待校正完畢後訊息框會提示OK。
■ 淺談音效平臺搭建須知
在一切就序,按下Start test測試鈕之前,希望讀者能夠瞭解如何建立一個動聽的音效平臺。以本次測試平臺為例,一般來說,功耗較低的處理器,會有相對較好的音質表現;但要注意的是,部份將繪圖核心予以整合在一起的處理器則易有干擾,因此這類處理器功耗雖低,但並非最佳首選。有鑒於此,筆者卯足了「東市買駿馬,西市買鞍韉,南市買轡頭,北市買長鞭」的刻苦精神,好不容易才商借到這顆功耗僅35W低電壓版速龍處理器,配合HTPC常用的小型主機板加以進行交叉測試,以饗電腦DIY讀者;此外,另一搭機重點,即為電源供應器的抉擇,其優劣勝敗對於整體音質好壞有著關鍵性的影響。
在CAS(Computer Audio System)領域中,海韻電子旗下X-400與X-460這兩顆無風扇電源供應器,絕對是專為天籟而生的美聲王者,專利的DC Connector Module with Integrated Voltage Regulator Modular設計,有效壓低電流輸入並同時提升轉換效率,運用精湛的設計工藝,硬生生將惱人吵嘈的散熱風扇捨棄不用;在美聲電路設計上,一次側電路豪氣採用日本大廠Nippon Chemi-Con 390µF / 105℃電解電容;二次側電路除選用同樣高檔的Nippon電解電容之外,尚搭配鋁殼固態電容,整齊排列的佈局,足以媲美手工搭棚的高檔Hi-End器材。對於挑剔的愛樂人而言,海韻電子這兩顆無風扇X系列電源供應器,可說是目前通路上容易購買取得的搭機首選。

圖 / X系列是海韻電子的淨聲之作,模組化設計在HTPC狹窄的整線空間更顯便利。
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電腦DIY測試平台
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AMD處理器
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AMD Athlon X2 3800+ @2.0GHz (35W)
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主機板
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ASRock 880GMH-LE/USB3
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音效裝置
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ASUS XONAR STX
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Onkyo Wavio SE-300PCIE
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VIA VT1705
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顯示核心
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AMD Radeon HD 4250
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記憶體
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Kingston DDR3-1333 2GB ×2
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系統硬碟
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OCZ Vertex 2 40g SSD
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電源供應器
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Seasonic X-460
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作業系統
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Windows 7 Ultimate 64bit SP1
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