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打造完美高保真声卡,这块开发板牛了…

总所周知,Khadas公司已经发布了VIM和VIM2单板计算机, 这两款计算机分别基于晶晨半导体的S905和S912芯片。
Khadas公司的野心,并不满足于创造这两款板子,它更想打造一个完整的生态系统,于是陆续发布了不少对应于VIM系列的软件和硬件产品。
不久前,小编逛电子市场时候发现一个 VIM2板子的外设硬件 正在打特价, 只要99美元
。这个外设是一块双通道声卡板(KhadasTone)。KhadasTone是款外置的高性能的USB接口声卡,具有高保真的音频处理能力。

KhadasTone声卡有两个版本,我们把这款声卡按它的设计接口命名为“VIM版”,和“通用版”。上图中,“VIM版”的KhadasTone声卡板已经安装到了VIM2计算机上。
我们先说说“VIM版”的KhadasTone,它有如下特性:

处理器部分是QF48封装的多核微控制器XMOSXU208-128。这款处理器拥有8个CORE-200核心,运算速度达到了恐怖的500MIPS。数模转换部分是32位的双通道移动音频解码芯片ES9038Q2M。

  • 当输出1KHz信号时,总谐波失真比与噪声比之和(THD+N)小于百万分之3.37。

在全音域的10Hz到20KHz范围内,信噪比(SNR)和动态信噪比(DNR)均大于120dB,而且立体声串扰分离度(Crosstalk)大于127dB

更值得一提的是,在全音域的10Hz到20KHz范围内,频率响应差异(FrequencyResponse) 小于正负0.08dB
。这意味着这块声卡在全音域下的频响差异都非常小,不管是哪个频率,只要信号强度一样,发出来的声音也是一样重的。
我们可以对比一下索尼的MP3
,索尼MP3系列的频响非常不均衡,对低音过度强化。虽然年轻人喜欢这种“动次打次”强化的音染效果,似乎听舞曲很劲爆。但是说实话,这是种信号失真。
在采样率方面, 对于PCM格式采样, 最高可以达到32位768KHz采样
。这远高于传统的录音棚音质(24位48KHz)。对于DSD格式采样,最高支持到DSD256编码,这种编码的位深度只有1位,但是采样率达到几十兆,几分钟的音乐就可以占掉1GB的硬盘容量。
理论上 , 这种采样率可以播放超声波信号
,但是因为功放电路的频率限制,实际能发出声音的还是正常频段(10Hz到20KHz)时钟抖动方面,每秒的误差小于3皮秒(ps)。皮秒是种非常小的单位,1皮秒等于1万亿分之一秒。
支持APE2、FLAC、OGG、WAV、ACC、ALAC、MP3、WMA等音频格式的硬件编码和解码。双通道的声音输出使用莲花插座接口(RCA),左声道白色,右声道红色。

  • 支持S/PDIF数字接口协议输入输出,其中输入最高支持到192KHz。

  • 可扩展的FPC接口包括:

  • 30针0.5毫米间距的8通道音频信号输出

  • 10针0.5毫米间距的适用于VIM系列单板电脑的I2S接口

  • 10针0.5毫米间距的OLED屏幕接口

  • 可扩展的排针接口包括:

  • 一个40针2.54毫米间距的排座

  • 和一个10针2.54毫米间距的排座

  • 1个白光LED指示灯

  • 电源需要5伏500毫安,从USBtypeC接口供电

  • 5个M2螺栓固定接口

  • 外形尺寸:82×74.5×24毫米


“通用版”的KhadasTone声卡与“VIM版”,
在规格上其实差不多;主要是阉割掉了没啥用的S/PDIF输出,另外没有焊接专用于VIM的扩展接口。设计上,“VIM版”是为VIM系列单板电脑量身定做的。如果是桌面的windows、linux或苹果系统,更或者是其他的开源平台,比如树莓派,
推荐使用上图这个“通用版”的KhadasTone。
上面这个“通用版”的板子的套件包含了一本用户手册、一包螺丝,和USBTypeC电源线。官方推荐使用Volumio软件作为音乐播放器来使用这块板子,这个软件支持各种安卓、LibreELEC和Linux发行版。
其中,安卓因为本身的系统限制,音频输出的采样率最高只能支持到44.1KHz。更多的技术细节可以参考这个页面productpage
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