2024年7月12日发(作者：湛圣杰)
高保真PCM1704解码器的DIY历程
很多人都觉得DIY是廉价低质的代名词，相反，我认为DIY的精髓恰恰在于它是自我
爱好、追求和个人理念的体现。我们DIY，是因为市场上没有我们想要的东西。
DIY一台解码器是一个既能说简单，又能说复杂的任务。通常来说，你只需要选定好
解码芯片，按照芯片厂商的参考设计便能制作出来一台能出声的解码器。但是对于Hi-Fi
的要求来讲，这种DIY似乎没有任何意义。笔者一直认为，任何高保真产品的设计，除了
需要用心去做之外，一定还需要有自己的理念，自己要清楚的知道，你所设计的作品是有
其独特个性的，而不会给人“又一个××××”的感觉。
在有了自己的理念之后，另一个挑战就是设计的完成度。我们看到很多DIY爱好者往
往只是把DIY作品必须完成的那部分完成，其他的就不注重了。有一个著名的“二八”法
则，是说花20%的精力可以取得80%的成果，而剩下那20%的成果，则需要花80%的精
力去完成。对于DIY爱好者来说，他们通常不会有足够的时间和精力，往往获取不到那剩
下的20%的成果，以至于DIY作品的完成度普遍不高。
我想要DIY一台解码的想法由来已久，也就是说，“理念”早就在脑子里扎根了。但
是，我知道要做一个完善的作品，需要花费大量的时间、精力和成本。而草草地做出一个
完成度不高的作品，对我来说似乎没有任何意义，还不如直接买台现成的厂机来得简单快
捷。所以很久以来，我一直望而却步。终于在2012年，我下定决心，要完成这个自己觉
得有意义的项目。
设计方案和理念
1.主芯片的选用
首先，你需要定下核心解码的芯片是用哪个。现今流行的delta-sigma结构的解码芯
片价格便宜，性能指标也很好，但是声音表现水准普遍不高，而且容易带有数码味。R2R
结构的解码芯片价格昂贵，现在也已经很少了。但是纵观现今Mark Leviiqson、
Burmester、Wadia这些领导厂商的旗舰解码，他们几乎达成一致，都选用了PCM1704
这颗芯片，也只有这颗芯片才有足够的潜力来达到“旗舰级”的音响效果。
-glitch技术
我的本行是电子测试仪器的研发，我们在测试设备时也会大量用到一些工业级的
DAC芯片，我自己也有一个用来消除DAC瞬态干扰的专利电路，即de-glitch电路。
R2R类型的DAC，在每个采样点之间切换的时候都会导致瞬态干扰，也就是glitch
的发生，所以R2R DAC的性能在很大程度上依赖于glitch的大小。而BB公司发布的
PCM63和其前辈相比，多了一种当时被称为“Colinear”的de-glitch技术，这使得
PCM63、PCM1702和PCM1704这一系列芯片成了一代经典。
“Colinear”可以有效地消除在零电位的glitch，但是在其他区间，DAC还是有着显
著的glitch。现有比较成熟的de-glitch技术是track/hold电路，但是此种结构会影响
settling time，并且会产生一些振铃。为此，我设计了一种“track/charge”的专利电路，
即利用一个DAC作为主芯片用来跟随电平，再用另一个DAC作为负芯片负责充电以完成
采样点与采样点之间的变化过程。
NOS是None Over Sampling的缩写，也就是非过采样。很早以前，大家就发现通
用CD格式的44.1 Ksps的采样率并不能很好地重现20-20KHz的音频。由于采样频率比
较靠近音频范围，所以对LPF的要求就比较高，人们难以设计出一个性能良好的产品。过
采样是一种插值的方法，通用的办法都是用数字滤波器来进行插值，但是数字滤波器其实
并不能完美地完成这个工作，因为不管是哪种数字滤波器，其本身并不是一个完美的模型。
数字滤波器在重放连续的信号时往往没有问题，但是在重放动态的信号时就会产生振铃失
真，从而淹没一些小信号。所以，过采样到底是丢了芝麻捡了西瓜，还是捡了芝麻丢了西
瓜，这种争论一直持续着。
直到后来delta-sigma结构的DAC兴起，业界才停止了争论。因为delta-sigma结
构必须要用到数字滤波器，所以，人们无从选择。事实上，有经验的玩家都会发现，一款
DAC的声音风格在很大程度上取决于数字滤波器，这个事实告诉我们，数字滤波器真的
在声音中加了一些东西，或者说去掉了一些东西。
我的理念是尽量地还原声音的原貌，所以，NOS成了我的选择。通过优化的设计，
这个NOS的设计并没有明显地牺牲传统要求的THD和SNR性能，这样似乎得到了一个
最好的平衡。在公测的时候，金耳朵们通过反复切换NOS和OS模式，也一致认为NOS
的声音更为灵动。
有关数字滤波器的振铃失真可以查阅http：
///wiki/Ringing_artifacts，这种失真现在还没法被传统的测试参数所
体现，所以这也是delta-sigma结构的解码芯片测试参数比较高，但是听感不佳的原
因。
4.电源
Delta-sigma结构的DAC注重jitter。而R2R结构的DAC注重电源。这是有道理
的，因为delta-sigma的核心结构是一个积分器，依靠时钟的准确度换取电平的准确度。
R2R结构DAC就不存在这个问题，并且NOS的R2R DAC更是对jitter几乎免疫。R2R
的电平准确度的关键在于电压基准，而芯片内部的电压基准又受到了电源的影响。所以
R2R结构的DAC对于电源是有着苛刻要求的。在这个设计中，采用了在国外广受好评的
walter jung的电源结构并做出了一些改良，使得电源的噪声能够低于1uV。
开发历程
在设计方案和理念定下来之后，我就开始着手设计。首先就是结构，我把数字电路部
分独立地放置在一块电路上，左右声道的模拟板也是单独一块电路板，这样可以减少数字
电路对模拟电路的干扰，也可以减小左右声道之间的串扰。 在元件的选择上，国内
的爱好者普遍喜欢用直插型的元件，认为这种体积大、质量好。但实际上，现代工业已经
普遍转向贴片元件，而且一些新型的高性能元件都不会提供直插版本。所以国外的高端解
码设计现在也是清一色的贴片元件设计，再回过头看我们国内的直插元件设计，就显得比
较老套和落后。不过，贴片元件的选择也是大有讲究的，外表同样是那么一小片，里面却
是大有乾坤。最终，我选用了美国的AVX钽电容用做电源退耦，日本的murata的
COG/NPO级别的电容用做信号处理和高频电源退耦，电阻则采用了日本一家厂商提供的
金属薄膜电阻，此电阻性能优异，误差达到了0.1%。在后期的调声过程中，我也发现此
电阻对音色的影响非常大，大有用了“仙丹”的感觉，这也被我当做秘密武器了。
虽然自己对此项目的难度早有心理准备，但在实际开发过程中困难还是超出了我的预
期。光电路板的大改动，重新打样，就达到了5次，而且都是四层的高密度电路板，制作
调试过程中也烧坏过很多芯片，前前后后的开发费用就达到了几万，这我还没将自己的时
间成本计算进去。所以，DIY一个足够水准的作品的开销是非常大的，想省钱省力又想
DIY的朋友，还是要三思而后行。
整个历程可以说是先苦后甜，在开发到第二版的时候，我的专利电路还未完成，就参
加了本地烧友的一个聚会。现实DK的结果是残酷的，我的高成本制作还不如另一位烧友
的低成本1955解码的效果好。幸好我没有气馁，而是一鼓作气把专利电路完成，经过了
好几次改版后，总算是拨开云雾见日出了。
在改到第四版的时候，我已经感觉到PCM1704声音的表现比较成熟了，于是发给了
一些有足够鉴赏力的朋友来进行一个公测，他们反映良好，都说器材具备了高端解码的平
衡大气的特质，动态和解析力表现突出，对于交响乐来说是很好的利器。但是对于人声，
一些公测的金耳朵认为还缺乏一些韵味。于是，我又进行了一些调整，终于在第五版的时
候定稿。
在第五版的电路定稿之后，我又对数字部分的一颗CPLD的DSP芯片的数字处理部
分进行了优化，出了一版新的固件。新的固件对声音效果的改变之大，让参与我作品的朋
友们都有些咂舌，他们原先都认为，解码器的关键在于模拟电路，可是这次升级固件之后，
他们前后一对比，就觉得换固件如换机。解码器是把数字信号转换为模拟信号的一个设备，
我们必须要意识到数字部分和模拟部分都同样的重要，一味在模拟部分钻牛角尖，应该是
我们国内玩家容易犯的一个通病。
声音表现
此解码的声音风格以大气平衡为主，虽然我们的设计需要独特的理念，但最终在音质
表现上，解码能达到平衡自然的风格才是正道。很多音响设备都是太个性化，往往在表现
某些曲目的时候可圈可点，但是换了曲目之后，就原形毕露。对于一个设计，我认为必须
是以“保真”为准则，如果人为地加入一些东西之后，往往会在人声这种比较单调的曲目
中得到一些讨好的效果，但是在表现器乐的时候，就必定是顾了头就顾不了尾，给人一种
怪异不舒服的感觉。
此解码的另外一个特点就是解析力非常地高。我也听过很多据说是高解析力的系统，
但它们往往给人一种高频亮丽，但听不了多久就觉得耳朵比较累的感觉。个人认为这不能
算作是解析力，而是很多人所诟病的数码味。真正的解析力，在于设备能够体现每一个弱
小的音符，因而在整体的表现上，声音就变得饱满圆润，反而会让你忘了去注意那些细节，
而去体验整个音乐的美感。我们有时候初听一套系统觉得要什么有什么，但是听不到半个
小时，就会觉得有点累，想关掉休息一下。实际上，耳朵是不会撒谎的，这必定是有一些
不正常的声音剌入了你的耳朵。很多人觉得要耐听，声音就一定要糊掉才行，其实不然，
真实的声音是最美的，我们要把真实的声音的每个细节都还原出来，这样才是真实的、舒
服的美感。
最后，我把自己的这件作品取名叫T，REX，英文就是霸王龙。你可以想象一下一头
壮硕的霸王龙，跳着轻柔优美的舞蹈。这有点恶趣味，不过我更想表达的意思是，一个壮
硕的系统最终呈现出来的音乐效果是细腻而又有音乐味的，真是举重若轻啊。前段时间有
朋友说他的系统有点干，想用油浸的信号线来油润一下，我回答他一句，你的电源线这么
粗，声音当然也会很粗。我希望借这个解码的设计、名字以及表现，启发烧友们对“吃啥
补啥”的理念做出一些反思。
2024年7月12日发(作者：湛圣杰)
高保真PCM1704解码器的DIY历程
很多人都觉得DIY是廉价低质的代名词，相反，我认为DIY的精髓恰恰在于它是自我
爱好、追求和个人理念的体现。我们DIY，是因为市场上没有我们想要的东西。
DIY一台解码器是一个既能说简单，又能说复杂的任务。通常来说，你只需要选定好
解码芯片，按照芯片厂商的参考设计便能制作出来一台能出声的解码器。但是对于Hi-Fi
的要求来讲，这种DIY似乎没有任何意义。笔者一直认为，任何高保真产品的设计，除了
需要用心去做之外，一定还需要有自己的理念，自己要清楚的知道，你所设计的作品是有
其独特个性的，而不会给人“又一个××××”的感觉。
在有了自己的理念之后，另一个挑战就是设计的完成度。我们看到很多DIY爱好者往
往只是把DIY作品必须完成的那部分完成，其他的就不注重了。有一个著名的“二八”法
则，是说花20%的精力可以取得80%的成果，而剩下那20%的成果，则需要花80%的精
力去完成。对于DIY爱好者来说，他们通常不会有足够的时间和精力，往往获取不到那剩
下的20%的成果，以至于DIY作品的完成度普遍不高。
我想要DIY一台解码的想法由来已久，也就是说，“理念”早就在脑子里扎根了。但
是，我知道要做一个完善的作品，需要花费大量的时间、精力和成本。而草草地做出一个
完成度不高的作品，对我来说似乎没有任何意义，还不如直接买台现成的厂机来得简单快
捷。所以很久以来，我一直望而却步。终于在2012年，我下定决心，要完成这个自己觉
得有意义的项目。
设计方案和理念
1.主芯片的选用
首先，你需要定下核心解码的芯片是用哪个。现今流行的delta-sigma结构的解码芯
片价格便宜，性能指标也很好，但是声音表现水准普遍不高，而且容易带有数码味。R2R
结构的解码芯片价格昂贵，现在也已经很少了。但是纵观现今Mark Leviiqson、
Burmester、Wadia这些领导厂商的旗舰解码，他们几乎达成一致，都选用了PCM1704
这颗芯片，也只有这颗芯片才有足够的潜力来达到“旗舰级”的音响效果。
-glitch技术
我的本行是电子测试仪器的研发，我们在测试设备时也会大量用到一些工业级的
DAC芯片，我自己也有一个用来消除DAC瞬态干扰的专利电路，即de-glitch电路。
R2R类型的DAC，在每个采样点之间切换的时候都会导致瞬态干扰，也就是glitch
的发生，所以R2R DAC的性能在很大程度上依赖于glitch的大小。而BB公司发布的
PCM63和其前辈相比，多了一种当时被称为“Colinear”的de-glitch技术，这使得
PCM63、PCM1702和PCM1704这一系列芯片成了一代经典。
“Colinear”可以有效地消除在零电位的glitch，但是在其他区间，DAC还是有着显
著的glitch。现有比较成熟的de-glitch技术是track/hold电路，但是此种结构会影响
settling time，并且会产生一些振铃。为此，我设计了一种“track/charge”的专利电路，
即利用一个DAC作为主芯片用来跟随电平，再用另一个DAC作为负芯片负责充电以完成
采样点与采样点之间的变化过程。
NOS是None Over Sampling的缩写，也就是非过采样。很早以前，大家就发现通
用CD格式的44.1 Ksps的采样率并不能很好地重现20-20KHz的音频。由于采样频率比
较靠近音频范围，所以对LPF的要求就比较高，人们难以设计出一个性能良好的产品。过
采样是一种插值的方法，通用的办法都是用数字滤波器来进行插值，但是数字滤波器其实
并不能完美地完成这个工作，因为不管是哪种数字滤波器，其本身并不是一个完美的模型。
数字滤波器在重放连续的信号时往往没有问题，但是在重放动态的信号时就会产生振铃失
真，从而淹没一些小信号。所以，过采样到底是丢了芝麻捡了西瓜，还是捡了芝麻丢了西
瓜，这种争论一直持续着。
直到后来delta-sigma结构的DAC兴起，业界才停止了争论。因为delta-sigma结
构必须要用到数字滤波器，所以，人们无从选择。事实上，有经验的玩家都会发现，一款
DAC的声音风格在很大程度上取决于数字滤波器，这个事实告诉我们，数字滤波器真的
在声音中加了一些东西，或者说去掉了一些东西。
我的理念是尽量地还原声音的原貌，所以，NOS成了我的选择。通过优化的设计，
这个NOS的设计并没有明显地牺牲传统要求的THD和SNR性能，这样似乎得到了一个
最好的平衡。在公测的时候，金耳朵们通过反复切换NOS和OS模式，也一致认为NOS
的声音更为灵动。
有关数字滤波器的振铃失真可以查阅http：
///wiki/Ringing_artifacts，这种失真现在还没法被传统的测试参数所
体现，所以这也是delta-sigma结构的解码芯片测试参数比较高，但是听感不佳的原
因。
4.电源
Delta-sigma结构的DAC注重jitter。而R2R结构的DAC注重电源。这是有道理
的，因为delta-sigma的核心结构是一个积分器，依靠时钟的准确度换取电平的准确度。
R2R结构DAC就不存在这个问题，并且NOS的R2R DAC更是对jitter几乎免疫。R2R
的电平准确度的关键在于电压基准，而芯片内部的电压基准又受到了电源的影响。所以
R2R结构的DAC对于电源是有着苛刻要求的。在这个设计中，采用了在国外广受好评的
walter jung的电源结构并做出了一些改良，使得电源的噪声能够低于1uV。
开发历程
在设计方案和理念定下来之后，我就开始着手设计。首先就是结构，我把数字电路部
分独立地放置在一块电路上，左右声道的模拟板也是单独一块电路板，这样可以减少数字
电路对模拟电路的干扰，也可以减小左右声道之间的串扰。 在元件的选择上，国内
的爱好者普遍喜欢用直插型的元件，认为这种体积大、质量好。但实际上，现代工业已经
普遍转向贴片元件，而且一些新型的高性能元件都不会提供直插版本。所以国外的高端解
码设计现在也是清一色的贴片元件设计，再回过头看我们国内的直插元件设计，就显得比
较老套和落后。不过，贴片元件的选择也是大有讲究的，外表同样是那么一小片，里面却
是大有乾坤。最终，我选用了美国的AVX钽电容用做电源退耦，日本的murata的
COG/NPO级别的电容用做信号处理和高频电源退耦，电阻则采用了日本一家厂商提供的
金属薄膜电阻，此电阻性能优异，误差达到了0.1%。在后期的调声过程中，我也发现此
电阻对音色的影响非常大，大有用了“仙丹”的感觉，这也被我当做秘密武器了。
虽然自己对此项目的难度早有心理准备，但在实际开发过程中困难还是超出了我的预
期。光电路板的大改动，重新打样，就达到了5次，而且都是四层的高密度电路板，制作
调试过程中也烧坏过很多芯片，前前后后的开发费用就达到了几万，这我还没将自己的时
间成本计算进去。所以，DIY一个足够水准的作品的开销是非常大的，想省钱省力又想
DIY的朋友，还是要三思而后行。
整个历程可以说是先苦后甜，在开发到第二版的时候，我的专利电路还未完成，就参
加了本地烧友的一个聚会。现实DK的结果是残酷的，我的高成本制作还不如另一位烧友
的低成本1955解码的效果好。幸好我没有气馁，而是一鼓作气把专利电路完成，经过了
好几次改版后，总算是拨开云雾见日出了。
在改到第四版的时候，我已经感觉到PCM1704声音的表现比较成熟了，于是发给了
一些有足够鉴赏力的朋友来进行一个公测，他们反映良好，都说器材具备了高端解码的平
衡大气的特质，动态和解析力表现突出，对于交响乐来说是很好的利器。但是对于人声，
一些公测的金耳朵认为还缺乏一些韵味。于是，我又进行了一些调整，终于在第五版的时
候定稿。
在第五版的电路定稿之后，我又对数字部分的一颗CPLD的DSP芯片的数字处理部
分进行了优化，出了一版新的固件。新的固件对声音效果的改变之大，让参与我作品的朋
友们都有些咂舌，他们原先都认为，解码器的关键在于模拟电路，可是这次升级固件之后，
他们前后一对比，就觉得换固件如换机。解码器是把数字信号转换为模拟信号的一个设备，
我们必须要意识到数字部分和模拟部分都同样的重要，一味在模拟部分钻牛角尖，应该是
我们国内玩家容易犯的一个通病。
声音表现
此解码的声音风格以大气平衡为主，虽然我们的设计需要独特的理念，但最终在音质
表现上，解码能达到平衡自然的风格才是正道。很多音响设备都是太个性化，往往在表现
某些曲目的时候可圈可点，但是换了曲目之后，就原形毕露。对于一个设计，我认为必须
是以“保真”为准则，如果人为地加入一些东西之后，往往会在人声这种比较单调的曲目
中得到一些讨好的效果，但是在表现器乐的时候，就必定是顾了头就顾不了尾，给人一种
怪异不舒服的感觉。
此解码的另外一个特点就是解析力非常地高。我也听过很多据说是高解析力的系统，
但它们往往给人一种高频亮丽，但听不了多久就觉得耳朵比较累的感觉。个人认为这不能
算作是解析力，而是很多人所诟病的数码味。真正的解析力，在于设备能够体现每一个弱
小的音符，因而在整体的表现上，声音就变得饱满圆润，反而会让你忘了去注意那些细节，
而去体验整个音乐的美感。我们有时候初听一套系统觉得要什么有什么，但是听不到半个
小时，就会觉得有点累，想关掉休息一下。实际上，耳朵是不会撒谎的，这必定是有一些
不正常的声音剌入了你的耳朵。很多人觉得要耐听，声音就一定要糊掉才行，其实不然，
真实的声音是最美的，我们要把真实的声音的每个细节都还原出来，这样才是真实的、舒
服的美感。
最后，我把自己的这件作品取名叫T，REX，英文就是霸王龙。你可以想象一下一头
壮硕的霸王龙，跳着轻柔优美的舞蹈。这有点恶趣味，不过我更想表达的意思是，一个壮
硕的系统最终呈现出来的音乐效果是细腻而又有音乐味的，真是举重若轻啊。前段时间有
朋友说他的系统有点干，想用油浸的信号线来油润一下，我回答他一句，你的电源线这么
粗，声音当然也会很粗。我希望借这个解码的设计、名字以及表现，启发烧友们对“吃啥
补啥”的理念做出一些反思。