音频DAC解码芯片浅谈（ESS公司解码芯片介绍）

数字-模拟转换器（DAC）对数字音频源如各种CD机、SACD机、便携播放器和手机等是核心零件之一（虽然不一定贵）。DAC负责把解码好的数字音频流，转换为模拟音频信号。在这个处理过程中，芯片起到关键的作用。

本系列文间旨在介绍各大家的DAC芯片、参数指标等，并尽量介绍其声音特点，希望大家喜欢。

需要注意的是，唯芯片论不管是发烧友中还是非烧友中都是普通存在的。但实际上，DAC芯片只是决定音质关键因素之一，而非唯一因素，甚至可以说不是最重要的因素。周边电路设计、时钟精度，模拟电路设计，元器件选择及电源处理，对最终音频设备的声音起到至关重要的作用。请读者必须清楚这一点！

一、ESS公司解码芯片及区别

ESS公司位于美国加州，专门设计、销售PC机和消费电子用高集成度多媒体半导体软硬件产品。目前，该公司在PC音频方案、视频芯片产品和高速通讯芯片组的开发方面居领先地位。ESS公司结合这些技术实力和强大的软件开发实力，为PC和消费电子OEM用户提供高性价比的多媒体方案。

其芯片主要有9018，9028及9038几种，每一种又分为一个系列。作为业内最高品质的解码芯片，ES9018支持最高32bit/192kHz采样，I2S/DSD/SPDIF输入，并搭配了两款成熟的USB模块，这样就能够较好地解决目前热门的USB高清数字音频播放器方案（24bit/32bit，192kHz）。这款芯片在国外被Weiss、金嗓子、麦景图等国外资历深厚音响公司采用，国内的高品质蓝光机OPPO BDP-95、BDP105也使用该芯片。

标准版为ES9018S（9028S，9038S），下面还有ES9018C2M，ES9018K2M和ES9018Q2M，后三种均是为移动设备（主要是手机）所准备，封装面积更小，更为省电，但参数和性能均比标准版要低。C2M、K2M和Q2M代表其封装规格，面积依次增加。Q2M为三种中最大的。

其中ES9018S分8通道，动态范围可以达到133db，失真为-120db。C2M和K2M及Q2M均为2通道，动态范围就只有129db和127db水平。性噪比它们能达到127db以及更高的水平。

另外还有9028及9038也如上面一样。其中最顶级的几款芯片以Pro后缀，代表其最高的要求（当然价格也要高很多），即9018pro，9028pro和9038pro。

除9018外，ES另有9118，9128和9128+几种内置运放的解码芯片以让移动设备节约更多的空间，使用者主要是LG的V和G系列手机。

在此之外还有ES9023这只芯片，它是一款24bit立体声音频数模转换芯片（DAC），芯片内集成2Vrms输出的驱动运放。ES9023内部使用专利技术的超线流（Hyperstream)架构和时域抖动消除技术，使之可以实现无抖动录音级别的音质，动态范围达到了112dB。

由于芯片内集成了电荷泵可以产生负电压，ES9023可以在单电源供电下参考地线直接输出2Vrms，免除了直流电压隔离的耦合电容。而且，输出幅度可以根据实际需要，通过电阻来设置小于2Vrms水平。开关机噪声也得以全面抑制。专用的控制/状态引脚可以允许在没有单片机控制的情况下容易集成到系统中。

ESS公司的芯片的主要特点是指标高，做出来的解码器hifi指标好，解析出色、层次好，深受广大广商和烧友（尤其是数据党）的喜好。但是，普遍认为其会略欠缺音乐味。良好的周边电路和元件搭配，以及好的调试同样可以让其拥有出色的乐感。不过，调试不好也很让其的声音过于注重hifi味而缺乏感人的乐感。

聊聊ESS新旗舰DAC芯片ES9039PROMPRO 「SOOMAL」

由于前些天为了准备两款ES9038PRO的解码器测评文章，又去重读了ESS官网的相关PDF资料，这才发现2022年5月，ESS发布了两款，准确的说是四款DAC芯片——ES9039MPRO/PRO和ES9027MPRO/PRO[M-硬件支持MQA Renderer]。我们下文以ES9039PRO为例，基于官方的PDF技术文档，来看看它们带来了哪些变化，主要是对HiFi设备来说又什么值得期待的？由于内容仅基于PDF信息有限，以及我们个人技术能力有限，描述可能存在不精确的地方请谅解，欢迎留言指出、讨论。

核心升级：ES9039PRO的DAC单元为Hyperstream®IV，升级到了第四代，ES9039PRO为8声道D/A的解码芯片，数字信号输入部分除了常见的IIS、DSD、DoP、S/Pdif的输入外，加入了TDM时分复用接口输入功能。可支持32个通道的TDM数字信号输入，在官方介绍关于产品端应用中第一项就加入了音频工作站设备(DAW:Digital Audio Workstation)。看来这颗8通道D/A输出的DAC也要进入专业音频领域了。

ESS ES9039PRO DAC芯片内部主要结构示意图-官方图

ESS ES9039PRO DAC芯片-差分输出-官方说明

ES9039PRO的8个声道D/A输出，仍然全部为差分输出[产品端习惯说平衡输出]，有电流模式和电压模式。如图表格和图表所示，这个在PRO级前几代产品也是如此。官方指标方面，ES9039PRO DAC芯片-60dBFS下测试结果，8声道分别输出信噪比132dB、4个一组并联输出信噪比为137dB、8个一组并联单声道输出信噪比为140dB。而ES9027PRO和ES9039PRO的主要区别从官方文档看就是这三个数据分别为124/128/130。

ESS ES9039PRO DAC芯片-主要规格-官方说明

ESS ES9039PRO DAC芯片-官方指标-官方图

另外，在PCM和DSD的数字输入方面，可以支持到768kHz和DSD1024,DSD1024应该是在PRO系列中首次出现。看来现在罕有能播放该规格的播放器软件，又可以拿出来折腾折腾了。

数字信号流程：比较有意思的是如下图——数字信号流程示意图。可以看到，在升频Oversampling部分可以两级By Pass，就是直通，看来近年来HiFi界流行的NOS不升频也影响到了ESS公司。另外，DSD部分输出的IIR也可以ByPass[IIR By Pass ES9027PRO没有]。但是从目前非常多声称支持NOS的设备来看，NOS下的LPF和OS的LPF应该差别较大，仅做ByPass没有配套的LPF，会有很大的麻烦。例如HIFIMAN的NOS、海贝播放器的NOS，问题都相当严重。看看ESS能不能给下游厂商提供方便的解决方案。

ESS ES9039PRO DAC芯片-工作流程图-官方图

关于MQA：从DAC命名来看，ES9039PRO/MPRO的命名来看，其中M代表了内置硬件支持MQA Renderer，无M的则没有。在官方的宣传首页中，MQA被相当醒目的标出，但MQA将硬件解码设备称之为Renderer，将软件解码称之为Decoder，并按支持等级划分为MQA Core[最高96kHz展开]和、MQA Full Decoder[96kHz以上展开]。而据说，在软件授权端如果没有Full Decoder级别的展开，即便有硬件的MQA Renderer，也只能实现MQA Core的水平，这个不是很确定ES9039MPRO到底是什么级别。

ESS ES9039PRO DAC芯片-官方推荐电路

最后，来看看“公版”官方给出的一个输出设计推荐图。

总结：ES9039PRO和ES9027PRO的推出肯定会带来2023年之后一些中高端解码器设备的升级，TDM数字接口的加入也许可以让我们看到DAW类设备开始使用ESS的产品，而不是AKM一家独大。MQA Renderer的支持规格和授权级别目前不是很清楚，但可以在PRO级别的DAC上感受一下MQA解码的水准，应该是未来产品值得体验的一部分。Oversampling升频的ByPass，是某种形式的NOS，这股用户引领的风潮已经影响到了芯片的设计，但ESS能否让这两款芯片的NOS下LPF设计更容易，以及最终效果如何，值得期待。

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