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[综合] 【Khadas Tone Board DIY USB外置声卡试用体验】开箱试用

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发表于 2018-7-26 22:55:16
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本帖最后由 cruelfox 于 2018-7-26 23:42 编辑

  收到 Khadas Tone Board 有一周了,断断续续听了几天,对这个小东西有了大概的认识。号称是"DIY USB声卡",那么它和平常的声卡怎么不一样,有什么可以DIY的呢?Khadas这个公司或者品牌我之前也不知道,在这个开源硬件流行的时代发布开发板的比比皆是,但出 "DIY 声卡" 还是蛮独特的。产品包装就有一种让人惊艳的感觉。

  包装的硬纸盒可以用精致来形容,有质感的封皮,彩色胶印的LOGO,让人联想里面装的是工艺品。

盒子的底部贴了标签,表示里面是什么板卡,而且把技术参数都标上了。这个包装纸盒的上下盖贴合得相当好,怎么晃动也不会让它们分离,要打开盒子都需要一点耐心。

盒子里面依然精致,摆放紧凑整齐。开发板用减震气泡袋封着,另外还配了一条USB Type-C数据线,和一小包零件。

主角当然是板子了,做工真的很养眼。上档次的黑色镀金PCB,紧凑的布局,金光闪闪的三个RCA插座,真是把开发板做成一件工艺品了。


  官方的照片比我拍得好看,不过我还是要上自己照的。PCB正面元件布局很紧凑,丝印是省了很多,比如元件标号都没有,也许是为了让板子给用户看起来整洁点。因为,虽然是叫“DIY声卡”,并非是提供套件让用户自己去焊的,不需要对照PCB确定每个元件在电路图中是谁。整个板子可以只通过 USB 供电,也就是那个USB Type-C口。为什么用了 Type-C呢?我猜想可能是为了减少接触电阻,因为音频设备对电源质量还是敏感的。USB mini/micro接口在开发板上更为常见,厂家也考虑到了这一点,直接附送特制的USB线(非普通塑料外皮的,线芯如何我就不能拆解来看了)。作为音频输出用的接口,这种PCB焊接的RCA座属于比较高级的,体积大得和板子配起来不协调。不过如果另做机壳的话,座子上的圆形固定环(螺母)可以用来把板子固定到外壳上,也就不存在问题。用RCA座而不是电脑用的3.5mm立体声音频口,表明这是一个专业音频设备,Line Out输出连接放大器使用的,另外还有一个给S/PDIF数字信号。

除了声卡必须的接口,余下还有2.54排针的位置,以及FPC排线座。这些接口要怎么用,就得看说明书或者电路图了。窃以为,这么漂亮的板子,舍得自己用烙铁焊排针糟蹋么?

PCB底面,一样的风格。主要的元件都在正面了。此外,板子上还有几个螺丝孔,那主要是和 Khadas 自家的 Linux 开发板对接装配用的,其实那个2x20 pin的排针也是。

  作为 USB 声卡,当然不是拿来看的,一定得用来放音乐啊。连同Tone board一起寄来的,还有一条 RCA 转 3.5mm立体声的信号线。这个不用说,就是为了直接接耳机听的,虽然接有源小音箱也可以(多此一举,RCA线直连吧)。据说因为这条线断货,等了许多天板子才寄出来。我是一个玩 Hi-Fi 的 DIY 爱好者,对这种 Line Out 直接接耳机的行为表示不齿,因为印象中这样比较 Low, 好歹正经上耳放啊。

  Khadas Tone Board 使用的是流行而且成熟的 XMOS 方案作为 USB 数字界面,搭配 ES9038Q2M DAC 做解码,输出模拟信号。XMOS 的作用是给 ES9038Q2M 提供 I2S 数字音频信号输入。参考淘宝上这个板子六百多的售价,这个级别芯片的搭配我认为是中规中矩。还需要外围的器件才能构成完整的声卡,比如 DAC 后面的模拟滤波、DAC 用的时钟源(晶振)、电源管理等。因为板子只有 USB 的 5V 可用,DAC 芯片一般都需要几组电源,还有模拟信号通路上的运放还需要正负电源供给。

  电路图上,核心的 DAC 部分:输入是一路 I2S 数字音频(2通道),一路 S/PDIF,以及控制用的 I2C (音量调节需要用到);输出是两路差分模拟音频,给后面的模拟电路。

DAC芯片的时钟是 100MHz, 由一片 SIT8209AC (Si Time出品的振荡器)提供。另外在 XMOS 部分还用了 22.5792MHz 和 24.576MHz 的 SIT8028AC 振荡器,分别用于 44.1kHz 和 48kHz 的音频采样频率基准。Si Time的振荡器号称抖动很低,不过也看跟谁比了。在数字音频还原里面,时钟的抖动对 Sigma-Delta DAC有很大影响。

  板子上用于电源的芯片数量不少,除了为了照顾效率的 DC-DC 之外,LDO 用的是 ADI 的 ADP150, 噪声性能不错。

运放电源用了升压和极性反转的 DC-DC 同步整流器件 R1286.



  电路图中 DAC 输出的低通滤波,以及差分转单端的部分。 这里我要吐槽一下了,运放电路画成这样子,怎么看都觉得别扭,这图一定不是模拟工程师画的!

S/PDIF 接口部分的电路:这个RCA座是可以输出也可以输入的。也就是可以从外部输入 S/PDIF 信号给 ES9038Q2M 解码出音频。可惜的是,并没有将 XMOS 输出 S/PDIF 编码的功能做进来 ,也就是不能作为 USB 输出的数字声卡。而在 Hi-Fi 设备里面,用 XMOS 做 USB 界面,输出 S/PDIF 给另外的解码器是很常见的。


  为什么这个板子被称做 "DIY USB声卡" 呢,其实对于一个音频发烧用户,没有啥可DIY的——不需要动烙铁就用了。也没有可能去换元件“摩机”,因为板子太紧凑了,元件都SMD. 又看到随附的小零件:铜柱螺丝排针,我想起曾经"DIY"这个词出现在电脑攒机的年代——买板卡自己组装。那么Khadas自家的VIM Board和这个声卡,是可以组合起来用的,外壳也可以一起组装。也许 DIY 是这个层面的意思了吧。的确,XMOS 的 I/O 口是可以与 VIM Board 上面的处理器通信的,DAC的 S/PDIF 信号,也可以用来自VIM输出的,或者外部输入再送给VIM. USB 也可以用 VIM Board 上 Linux 系统的 USB. 这个声卡有多种玩法。  如果是打算开发 XMOS,那这个板子还可以作为 XMOS 音频开发板来用,因为 JTAG 都留好了(可能得买XMOS的调试工具)。

  USB 声卡在用之前可能需要安装驱动。我用的是WinXP系统,在 Khadas 网站的链接里下载了"Thesycon-Stereo-Audio-Driver"安装之后,系统可以使用 XMOS 音频设备。这和我用过的几个XMOS界面一样。

除了作为常规的 Windows 音频设备用,还可以用 ASIO 方式的驱动,在 Foobar2000 播放器里可以使用。

  用转接线接耳机直推听的时候,注意要把音量控制调到很低的位置,不然默认的输出电平是对耳机来说太大了。重点来了,这个Tone Board的效果怎么样呢?得说说我听过之后的主观评价。
  首先,参考淘宝上六百多块的售价,拿来和发烧设备比较,属于是低端,不可过分期待,更不能越级比较。我用它直推我的AKG K550耳机听,跟用 EROS Q 随身播放器(爱国者出品,官方售价899 RMB)听,进行了一番对比。播放同样的无损音乐文件,两个设备出来的声音差不多,有一些区别,但我没有察觉明显的高下之分。和电脑集成的声卡对比,那效果的区别就不在话下了。如果有朋友对电脑的声卡输出不是那么满意,但又不愿意投入太多(太发烧),同时也喜欢捣鼓硬件的话,这个Tone Board还是可以拥有的。

  而当我通过RCA线连接耳机放大器,跟我日常听音用的解码器对比时,差距依然显现出来了。Tone Board 在声音的细节上有欠缺,有一些“糊”,不过声音的密度还是可以的。我曾买过而又出掉了某个三百多块钱的淘宝产品(XMOS + AK4490搭配)解码器,凭记忆中的印象,Tone Board比它还是强。考虑到 Tone Board 只有一个 USB 供电(省事,也有短处),有这样的效果也可圈可点了。

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发表于 2018-8-6 18:02:58
期待楼主后续的测试,做好来几张测试图
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