[專欄]一次搞懂！DAC、耳擴介紹與選購建議

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探討器材升級之路
四、五個月前，你購買人生中的第一款萬元耳機，買來以後，出外時接手機，回家時接電腦的耳機孔聽得不亦樂乎；直到近幾天，開始感到不滿足，內心想：「這耳機聲音……可以更好？」
於是打開網頁瀏覽器，Google 鍵入關鍵字搜尋，查著查著看到「DAC」、「耳機擴大器」等過去從沒聽過的名詞，愈查愈一頭霧水，搞不懂到底買什麼好，卻發現價格好貴，好像不能隨便亂買。如果你有這樣的疑問，本篇文章能助你一臂之力，徹底撥開 DAC 與耳擴的神秘面紗，找到真正需要的器材。


【文章導讀】
什麼是「DAC」？
數類轉換的兩大蹊徑 － Delta-Sigma、R-2R
先從 DAC 介面說起
耳機擴大器又是什麼？
管機與晶體機各有優劣
簡談耳機擴大器介面
DAC/耳擴一體機 － DAC 與耳機擴大器的混合體
DAC／耳機擴大器的購買準則
給新手選購器材的建議

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DAC 英文全名為 Digital to Analog Converter，英文直譯為「數位類比轉換器」，可從 CD 片、音樂檔案等載體的數位資料轉換為人耳可辨識的類比訊號。由於類比音訊的保存較為不易(如卡帶容易絞帶，黑膠唱片可能會發霉，且有讀取次數限制等等)，數位載體是現今主流，因此 DAC 在音響、耳機系統中成為不可或缺的存在。

平板電腦、手機看似沒有 DAC 的存在，只要能播放數位檔案，必然經過解碼的過程，基於設計、體積、成本考量，通常採用多功能的整合晶片，因此品質沒有獨立 DAC 來得理想。

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按照架構分成 Delta-Sigma 和 R-2R DAC，由於文章性質關係，簡略提到晶片的架構設計，重點放在優缺點分析。


▲Delta-Sigma DAC：TI 旗艦數類轉換晶片 PCM1792A。

Detta-Sigma DAC 透過輸入的音樂訊號轉換後(通常轉為 6bit)再行輸出，由於架構關係，優點是將量化噪訊推到取樣頻率之外，相比 R-2R DAC 擁有較高訊噪比、更好細膩度和更低的失真，缺點是精確度低，對於 Jitter 更為敏感。

由於成本較低、廠機設計容易，多數品牌推出的 DAC 均屬此類，ESS ES9018、TI PCM1792A、Cirrus Logic CS4398、Wolfson WM8741 全都是 Delta-Sigma 架構的數類轉換晶片。


▲R-2R DAC：Soekris Engineering DAM1021。

R-2R DAC 優缺點正好相反，通常聽感相對自然，由大量的電阻堆砌而成，必須克服匹配的問題，將數十甚至上百顆電阻、彼此配對的誤差值壓在0.1%以下，那麼成本不會低到哪裡去。

由於電阻匹配的難度，通常失真不若 Delta-Sigma DAC 來得理想，電路設計更為不易，少數如 dCS、MSB Technology 等音響大廠採用，造就不斐的器材價格，直到兩年前 SCHIIT 推出旗艦級的 YGGDRASIL (世界之樹)，令平價化的 R-2R DAC 成為可能，門檻之高可見一斑。


▲Pioneer Hi-bit 32 官方網站介紹。

除了 DAC 本身架構外，在數位訊號送入 D/A 轉換前，運用自行撰寫的 DSP 演算法先行處理(儲存於 FPGA 可程式化邏輯晶片)，最常見的處理方式為訊號升頻，譬如 DENON 獨家的 Advanced AL32 Processing、Pioneer 自主開發的 Hi-Bit 32 均為典型範例，可判斷 DAC 是否值得選購的重要指標。

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以國產電光火石的 Spitfire DAC 為例， 提供光纖(Optical)、同軸(Coaxial)、USB，部分高階機種甚至搭載 I2S、AES/EBU 等介面，此處略過不提。光纖介面主要用於 CD Player 或藍光播放機；同軸介面在 DAP、CD Player 更為常見；USB 介面供用家連接電腦、手機等多媒體裝置。家用音響器材的 USB 介面常使用 type-B 規格、隨身器材更多搭載 Micro USB。

訊號輸出部分，紅白梅花端子的 RCA 輸出最為廣泛，幾乎是每台音響設備的必備接口，部分器材提供 XLR 平衡輸出，讓用家搭建全平衡系統使用。

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經過 DAC 轉換後輸出的類比訊號，通常電壓與電流不足以驅動耳機／喇叭，在類比訊號送入耳機／喇叭前，使用擴大機將類比訊號放大。

今日市面上的耳機擴大器，按照放大電路的架構，大致分為 A 類、AB 類、D 類三種。A類放大的失真表現最理想，但轉換效率不超過 50%，耗電量最高；AB 類擴大機的轉換效率在 75% 以上，比起 A 類來得理想不少，低音量時的失真表現接近於 A 類放大的性能，缺點是隨著音量提高，失真隨之上升。

D類放大是近年發展蓬勃的電路架構，優點是轉換效率極高，普遍落在 90% 以上，功耗控制最為理想，缺點是失真與噪訊通常較高，這問題隨著技術的發展逐步解決。

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按照擴大機的電路設計和元件，可分為真空管機與晶體機，在建構耳機系統時，兩者孰優孰劣，沒有絕對的答案。一般而言，真空管機的總諧波失真比起晶體機來得大，多為偶次諧波失真，雖然管機失真較高，但音色溫潤、甜美，聽感會更為舒適；晶體機提供更高的效率、具備低失真、高暫態反應速度，在大動態、速度感要求高的音樂類型，晶體機擁有極大優勢。

依據架構不同，管機、晶體機也有不小的聲音差異，好管機能有「相對良好」的暫態反應，晶體機音色也能設計得溫潤、甜美。如果取兩者優點，以真空管作為前級放大、晶體元件為後級放大的管晶混合擴大機，不失為一種選擇。

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上圖電光火石的 Beyond HD 耳機擴大器為例，可見器材背板上，搭載一組 RCA 輸入供連接 DAC，正面設有 6.3mm 耳機孔，讓你接駁心愛的耳機，部分器材增加 XLR 平衡輸入和 XLR 耳機輸出，可搭建全平衡耳機系統。

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說來不稀奇，一體機整合 DAC 和耳機擴大器，優點是節省空間，可以共用變壓器，電路元件位於同一個機殼內，相較獨立 DAC 與耳機擴大器，設計必須更加講究，否則數位電路和類比電路間可能相互干擾，導致聲音品質下降。


如圖是 CHORD Hugo 2，只要接上 USB 線材，以耳機孔連接耳機，即可聆聽音樂，相較分體式的 DAC、耳機擴大器來得省心省力。

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1. 輸出功率(耳擴)：耳機擴大器的輸出功率關係到耳機能否被正常驅動，因此至關重要。在輸出功率的標示上，通常以 mW/Ω 為單位，可推斷耳擴與使用的耳機能否正常工作。

2. 是否為獨立供電(DAC／耳擴)：電源品質是否乾淨、電流供給是否穩定直接影響器材的訊號輸出品質，一台 DAC/耳擴的電源也不容忽視；以隨身器材來說，由於使用電池供電，聲音品質比 USB 供電器材更有優勢，家用器材亦如此，只差在電池換成市電。

3. USB是否為非同步輸入(DAC)：Delta-Sigma DAC 對於 Jitter 較為敏感，不以手機端、電腦端的 Clock 為準，而採用 DAC 內建獨立的 Clock 來校正時基誤差，聲音定位、結像都能大幅改善。

4. 聽音口味(DAC／耳擴)：直接試聽是最可靠、最可能買對產品的方式，畢竟聽音樂的是耳朵，選擇合乎聽音哲學的器材至關重要。

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我是一名新手，應當如何選購器材呢？無論家用或者隨身器材，可以先考慮 DAC/耳擴，一來操作簡便，二來不必擔心 DAC、耳機擴大器的調性是否相合，以及連接線材的搭配問題等，聲音完成度也有相當水準。文章最後，DA 和耳擴介紹告一段落，祝大家都能找到理想器材！