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Only the Music,追求完美没有极限: 英国dCS原厂巡礼

作者:Leo Yeh 阅读数:1709 发布日期:2024-01-30

摘 要:dCS全名为“Data Conversion Systems Ltd”,直接翻译中文就是“资料转换系统公司”,从1987年创立以来,dCS就致力于A to D、D to A,模拟数位与数位模拟之间的转换,并成就多项世界第一,这样优良的技术核心一直传承到今日,始终如一。


今天专程特别来到剑桥,但并非是要参观世界顶尖一流的学府剑桥大学,而是有更重要的任务,要前往造访另一个世界顶尖的音响公司,没错,就是在High End数位领域的第一把交椅– dCS。dCS全名为“Data Conversion Systems Ltd”,直接翻译中文就是“资料转换系统公司”,从1987年创立以来,dCS就致力于A to D、D to A,模拟数位与数位模拟之间的转换,并成就多项世界第一,这样优良的技术核心一直传承到今日,始终如一。1987年,牛津的毕业生Mike Story先生与一群电子工程师,选择在剑桥成立dCS,专门为航太公司提供专业的顾问服务,并很快以讯号的转换技术闻名于业界,包括英国国防部都与dCS合作,设计军方喷射机的雷达系统。


dCS就位于剑桥火车站的西北方,车程约20分钟左右,如果要到剑桥大学,也是由这火车站出来走路约10多分可进入校区范围,剑桥还有另一个火车站Cambridge North,就离得比较远了,可别坐错。



于此同时,创办人Mike本身就是个不折不扣、热爱音乐的发烧友,Mike并结识了许多在录音室工作的好朋友,便顺理成章地想将自己所学运用在音响上,从此开启了dCS的未来王者之路。1989年,dCS发表了dCS 900,为世界第一台24Bit模拟数位转换器(A/D),dCS最为核心与闻名的专利技术”Ring DAC”也就从诞生,dCS 900能将模拟录音转换成更高解析的规格,其杰出的声音表现受到许多知名的专业录音工程师使用,获得极大的成功。过了不久,dCS又继续发表世界第一台24Bit的数位模拟转换器(D/A) – dCS 950,虽然是专业市场用,但由于表现太好,不少发烧友,尤其是日本,直接将dCS 950拿到自己的音响系统中使用。1996年,dCS首个家用市场音响产品Elgar 24Bit数位模拟转换器问世,正式跨足家用音响市场。碍于篇幅有限,关于dCS发展的重要里程碑我将放在这篇报导的最后。


dCS 972,1997发表,世界第一部24Bit/96kHz升频器(D to D Converter)



dCS总部共分Ground Floor(台湾1F)、1F(台湾2F)两层,1F主要为研发中心与音响室跟仓储、2F为产品组装、测试、包装跟办公室。随着公司发展,dCS员工人数已从当初约10多位,大幅增加到50位左右,采访当天约看到20多位员工,dCS有部份员工位于伦敦、美国与其他国家,有一些则是外出到协力厂商、一些采混合办公模式在家工作。



提到dCS,就绝对不得不提”Ring DAC”,用最简单白话的方式来说,”Ring DAC”就是100%由dCS,从无到有,从头到尾,自己开发的数位解码中心。现今市面上大多数的DAC或数位器材都使用现成的晶片,当然以现在的技术,这些晶片的效能与声音已经都有一定水准,厂商也可省去自己开发的成本,但有优点就有缺点,那就是成也晶片、败也晶片,使用现成晶片将受限于该晶片的规格,厂商能自己调整或升级的空间非常有限。而dCS的”Ring DAC”就完全不同了,每一个”Ring DAC”里的元件都可由dCS的研发团队设计与调整,拥有无限可能的潜力,自1989年以来,Ring DAC已经历经多次的升级,目前最新的是2022年才刚发表的APEX版本,APEX问市后,所有现有的Vivaldi、Rossini、Bartók用家也都可以付费升级,不用更换器材,这也是dCS的一个理念,拥有dCS不只是一短暂的时间,用家持续都能享受dCS最新的技术与最好的声音。除了硬体之外,dCS的软体(Software)与韧体(Firmware)也不定期会有更新,只要没涉及硬体更动,大都是免费提供用家升级。


dCS的办公区域,最后方dCS Logo右边的房间就是总裁(Managing Director) David Steven的办公室,其他房间则是会议室及其他部门主管的办公室,另外还有一间耳机系统的试听室(dCS Logo左边的房间),整个空间非常明亮整洁。



耳机系统是dCS近来重要的产品线,包括LINA三件式系统与Bartók APEX,采访当天我也趁此机会仔细聆听两套系统,搭配Sennheiser HD820耳机,LINA是全面性的标准模范生,Bartók APEX声音则较为模拟活生一些。



或许有人会有误会,认为只要自己设计解码中心就能成为像dCS一样,做出世界第一的产品? 当然不是,这只是一个开始,就好比做菜,一个米其林三星的大厨会从最原始的食材开始精挑细选,然后搭配、料理、经过不断尝试与搭配后,才能做出一道顶级料理,真正造就dCS成功的是dCS拥有一群世界顶尖的研发团队。在这次采访中,我参观了生产组装、测试、品管、办公室、仓库、包装出货、音响室,唯独没有参观的正是dCS的研发中心,因为这里有着dCS最高的机密。


右边的门就是dCS的R&D研发中心,占去一楼很大的面积,研发中心里都是dCS的最高机密,严禁任何不相关的人进入,dCS研发团队每天都在研究任何能让产品更好的可能。



dCS杰出的表现,2019年获得英国女王颁发的创新INNOVATION奖项,这是极高的荣耀。



dCS所需的元件与加工,包括线路板、金属加工、阳极处理、印刷…等等都是委由附近专业的厂商供应,这些供应商大都与dCS合作数十年以上,深知dCS的要求, dCS内部也拥有非常严格的品质控管标准与制度,从dCS产品最终的完美品质,就是最好的证明。因此在dCS里进行的生产部分,主要是产品组装,写入程式,进行各项测试,最后包装出货。因应产品线的扩张,dCS有两条生产线,一个是两声道Two Channel,如Vivaldi、Rossini、Bartók,另一个是耳机Head Fi,也就是Lina系统。


进入生产区域前,必需通过ESD(Protection against electrostatic discharges )静电防护的检测,负责安排本次采访行程的dCS出口销售经理Liam Davison正在协助我,在鞋子上安装好一个带子之后,站上去检测,绿灯就表示已经安全了。



负责协助跟我解说整个生产流程的是dCS生产总监(Production Supervisor) Daniel Thomas先生,有关这个部份我全程拍摄了影片,大家想直接看影片也可以。前面我有提到,dCS目前有两条生产线,一个为两声道Two Channel,如Vivaldi、Rossini、Bartók等产品,另一个则是耳机Head Fi,也就是Lina系统。基本上两者生产的流程大致是一样的,分为4个阶段: 组装-> 测试-> 包装-> 出货,而每一个阶段都至少会经过两位以上的员工进行严格的检查。



dCS组装所需的元件,均委托附近各个专业的协力厂商进行生产,这些厂商都已经跟dCS往来非常久了,深知dCS对品质的要求,包括线路板、变压器、机壳等金属部份,会以Kit成套的方式装成一箱一箱的,每一箱就代表组装一台器材所需的所有元件,负责组装的人员就依安排好的工作表,依照标准作业流程完成器材组装,并写入各个部份对应的程式。Daniel会从电脑检视他所要组装的器材列表,然后依照编号取出对应的”KIT”进行组装,其他的组装人员也都是这样的模式。



各个元件组装后,要载入相关的程式,这些程式当然都是当下的最新版本,都好了之后,就会请另外一位同事来检查,这个双人、甚至三人检查的工作,会不断发生在每一个生产环节当中,从每一步就开始确认产品是否完美,加上严格的仪器测试,最后到达客户手上时,要有问题的机率实在近乎于零。照片为组装好的Vivaldi DAC。



这张是Vivaldi Upsampler的检查记录,到最后出货至少要通过8大关卡,每一关都详实记录负责人的签名与日期,这份文件也会保存起来,并与相关测试资料存放在电脑中,每一个产品都有自己的一个Folder文件夹,随时可以查找。



组装后接着就会进入测试的部份,这也是dCS最为厉害的地方,dCS所使用的测试系统Autotest是自己研发的,其测试的项目将近千个,每一个Autotest工作站也都会随着产品需求更新功能,并且每年都要由dCS的专业人员进行校正一次,确保其精准度。Autotest测试完后,就会进入长达48小时插电的”SOAK”测试,看看在长时间运作下是否有元件会产生问题,这48小时中也包含夜间每15分钟会关机再开机的测试,44K与48K输入讯号的切换以确保相两种频率的线路模组都有测试到,SOAK通过后,会再进行一次Autotest的测试。完成Autotest测试之后,组装人员可到电脑输入产品序号,查询Autotest的结果是否通过,若是通过就接着可以进行”Bench Test”。



“Bench Test”主要是要测试其他Autotest没有办法测试的部份,例如输入的切换按键、音量旋纽的运作、显示萤幕、CD的播放…等等。完成所有测试后,就会存放在架上准备,dCS采用一个7天领先库存的观念,由于一台器材组装加上测试需要好几天的时间,因此dCS每一个产品都会组装好一定的数量(仅差器材外壳的准成品),一旦收到订单就可以马上从这库存架上取下,同时组装人员会再组装补上一部对应的器材,如此一来收到订单时,不用等待太久就能出货。



dCS于收到订单后,就会到准成品库存区取出对应的器材,然后进行外壳最后的组装、依照订单的颜色、所在国的电压完成,而安装前与安装后都会再找第2个员工进行确认,一切都没问题后就进行”Sound Check”声音测试,确认器材的运作与声音是正常的,然后储存该部器材的所有资讯,列印出器材的序号标签等等,准备进行最后的品管与包装。



包装部份,包括说明书、线材、配件都要逐一检查,不可以有任何刮伤、污点、色差、还要进行彻底清洁,所有序号正确,并需经过3个人确认品质通过才算完成,其中最后一位检查的是来自行销部门的同事。



伦敦地铁有名的”MIND THE GAP”也在这出现,提醒工作人员也别忘了注意器材机壳的间隙是否正常。



耳机生产线的流程基本上与两声道是一样的,在此就不赘述。



dCS的维修与检测部门,部份研发也在这里进行。



Clock时钟的检测校正,所有dCS的时钟都会进入这个”Climate Chamber”经过不同温度的运作考验,无论在那一个国家的环境下,精准度都要达到1ppm以下。



金属加工部份,从整块航钛铝、CNC加工、阳极处理到丝网印刷(Screen printing),每一个步骤都需经过dCS的员工检查才放行,而非只看最后而已。



在进入dCS音响室前,会经过一条走廊,陈列者历年来的主要产品与Ring DAC版本。



dCS的音响室,以白色为主色系,讯源当然是dCS、包括LINA、Bartók、Rossini与旗舰Vivaldi,出口销售经理Liam以同一首曲目让我从LINA依序听起,不比还好,一比就知道每一个等级都是一个明显的差距提升,比较完后,当然是以四件Vivaldi为主,我在Mosaic直接登入我Tidal的帐号找出我的歌单播放各式曲目,让我印象非常深刻的是其中一首由”Nick Cave & The Bad Seeds”演唱的“Red Right Hand”,这是我听过最好听的一次,以往听起来虽然好听,但声音都没有像dCS这里么透明、结像与立体感如此分明,完全就是另一个级数的声音。



专访dCS总裁David J Steven – 畅谈dCS的核心价值


趁着这次到原厂采访,特别专访了三位dCS的重要人物,2009年dCS总裁David M Steven(也就是现任总裁David J Steven的父亲)突然过世,当时消息一出震撼了业界,本来就已经在dCS工作的儿子David J自然就接下总裁的工作,dCS团队在David J的带领下,3年后即发表新一代旗舰Vivaldi四件式系统,获得空前的成功。dCS从成立之初就以资料转换(模拟转数位A/D、数位转模拟D/A、数位转数位D/A)闻名,包括一开始的军事航太市场、广播市场、录音室专业市场到最后的家用市场,SACD、DSD、高取样频率、高位元等等,dCS一直在此领域保持领先的地位至今,以忠实还原,低失真为目标,让聆听者更贴近音乐,这样的目标追求是驱动dCS每天的原动力,持续追求更好的可能,这包括客观的数据进步与主观的声音表现提升。因为dCS使用自己打造、独家专有的硬体与软体,可以完全掌控每一个细节,包括最一开始的讯号输入一直到最后的讯号输出,dCS研发人员每天都在研究任何可以更好的可能与机会,这也是dCS与其他厂商最大的不同之处。所有dCS的产品都拥有相同的”DNA”,讯号处理的过程是一致地,例如D/A、时脉、电源供应…等等,每一个产品从无到有,都要以再生出”dCS的声音”为目标,dCS将讯源分离为不同器材: 转盘、DAC、Upsampler、Clock,包括旗舰的四件式、次旗舰的三件式…等等,是因为其对声音有非常显著的提升。研发人员再承袭这样的理念,思考如何可以再精简成一件式的产品,Bartók于是诞生,并加入时下流行的耳扩功能版本,获得市场极大的回响,dCS进一步将Vivaldi、Rossini的理念,开发出专为耳机市场的Lina系统,其包括DAC、Clock与耳扩等三件式组合。dCS产品的发展也基于人们聆听音乐的习惯,例如从过去的CD、SACD、USB、网路到线上音乐串流、Roon、Airplay …等等,未来若有新的聆听音乐方式或音乐格式,dCS也都会持续整合与升级。



专访dCS产品开发总裁Chris Hales – 关于Ring DAC


Chris于1998年就加入dCS,至今已经将近25年,总管dCS产品的开发,我特别请Chris以最简单的方式来介绍dCS的核心技术”Ring DAC” 。”Ring DAC”最重要的就是拥有”Linearity”线性表现,没有”线性”就代表”失真”的产生,特别是在低讯号水平时最为明显,”Ring DAC”的表现极为线性,失真极低,声音非常透明、自然,细节丰富。在一块Ring DAC线路版上,包括了两个编程程序、D/A转换核心的电流阵列、模拟滤波、输入级与输出级等等,Ring DAC透过精准地控制电流阵列来产出所需的电压输出,将误差失真降到最低,Ring DAC发展至今已经有数代版本,最新一代即为2022年发表的APEX,dCS研发团队仔细检验Ring DAC中的每一个细节,找出任何还可以更好的地方,Chris表示要在原本就已经很好的基础上找到更好的可能,本身就是一件非常困难的事,dCS研发团队在将这些所有的小细节都累积,将还有不完美线性的地方改进、提升电源供应、时脉精准…等等,零零种种最后造就了大幅度的提升,APEX因而诞生。



(以下摘要自dCS官方的白皮书)


这是Ring DAC的架构图,会先超取样至706.8或769kS/s,然后转换成5-Bit/3MHz or 6MHz后进行”Mapper”工作,FPGA上有精准的分配(Mapping)逻辑,其会以非常高的速度控制”latches”的开关来控制电阻(Resistors)输出所需的电流。Latch与resistor的设计让人感觉dCS的Ring DAC就是Ladder DAC(R-2R or Binary Weighted),但其实运作方式完全不同,一般Ladder DAC控制电阻运作的方式为固定的,每一个电阻的开关对应的输出位元是固定不变地,然而问题就出这世界上根本没有两颗完全一样的电阻,更何况使用这么多电阻之下,自然会累积误差造成不小地失真,Ring DAC则是将所有电阻统整在一起管理,以自家的运算方式来决定开启或关闭那些电阻,确保其产出的电流都是一样的。目前Ring DAC已经进化到共有48组电流供应来源,每一组都会产生相同的电流,FPGA编程会控制要开启那些电流供应给那些位元(Bit),而每次的对应都不同,透过这种平均法则的概念让元件(电阻)本身存在的误差降到最小,达到更为线性的表现。



专访dCS客服主管James Cook – 关于dCS技术与用家的关连


James于2020年加入dCS,至今已经将近三年的时间,熟知所有dCS产品相关的资讯与技术,除了能解决代理商、经销商及客户各式各样的问题,还负责dCS教育训练的工作。Lina DAC、Bartók DAC与Rossini DAC,为All in One的设计,其集数位串流(Streamer)、Preamplifier(前级)、Upsampler(升频)及DAC等功能于一身,可运用在两声道系统与耳机系统中,这与Vivaldi DAC的设计也是相通,只不过Vivaldi是把Upsampler的功能独立出来。所有这些DAC的串流功能都是一样的,可以透过dCS Mosaic APP操作,包括Tidal、Qobuz、Deezer、Spotify、网路电台、Podcast、Airplay、Roon Ready…等等,未来如果有新的串流服务也都可再加入。DAC前级的音控功能可让用家选择直入后级,这也是dCS在自家音响室的接法,声音效果极好。Upsampler其实就是dCS的数位处理平台(Digital Processing Platform),其结合了dCS独有的硬体与软体技术,具有数位滤波、超取样…等功能,一般厂商会使用市面上现成的晶片来处理,好处是方便且便宜,缺点就是其会受限该晶片的能力,dCS的硬体与软体都是自己开发的,基于FPGA架构下,拥有最大的弹性与潜能,用家只要透过升级软体,就能拥有dCS最新的提升与功能等等(APEX则是属于硬体的升级,但也是模组升级方式,无需整台机器更换)。



dCS大事纪

1987 – 由MiKe Story在英国剑桥成立dCS,初期为英国军方提供精密电子军事软硬体工程之设计顾问服务

1989 – dCS 900 24bit ADC – Ring DAC,世界第一部24Bit ADC

1993 – dCS 950 24Bit DAC,世界第一部24Bit DAC

1996 – Elgar – dCS首部家用24Bit DAC, BBC广播技术合作(6倍数传输192kS/s声音讯号)

1997 – dCS 972 24Bit/96kHz – upsampling,世界第一部24Bit/ 96kHz升频器

1999 – DSD, P3D with Philips, dCS 992 Master Clock, dCS 995 Master Clock, Delius DAC (24/192), Purcell (24/192 upsampler)

2000 – dCS 974 DAC, dCS 905 (ADC 384 ks/ s), Verdi (CD/SACD Transport)

2003 – Verdi La Scala

2004 – dCS 578, dCS 978b DAC for BBC, Verona Master Clock

2005 – David M steven接掌dCS, p8i CD Player with upsampler, Verdi Encore

2007 – Scarlatti (CD/SACD Transport, Clock, DAC), Paganini DAC, Puccini CD/SACD Player

2009 – David J Steven接掌dCS

2010 – Debussy DAC, 搬到现有厂房,约8,000平方英尺

2012 – Vivaldi (CD/ SACD Transport, Upsampler, Clock, DAC)

2014 – Ring DAC 2.0

2015 – Rossini 

2016 – Vivaldi 2.0, Network Bridge

2017 – Vivaldi One – 30th Anniversary 30周年纪念

2018 – Bartók DAC

2019 – Queen's Award for Innovation 英女王最佳创新奖, Mosaic APP

2022 – Ring DAC APEX, Vivaldi One APEX, Rossini APEX, Bartók 2.0, Lina Headphone System

2023 – Bartók APEX


视频章节

00:00 Journey Begin, Cambridge, UK 旅程开始

00:58 The production of two channel 两声道产品的组装、测试

15:06 The production of Head Fi 耳机产品的组装、测试

20:45 Proprietary Autotest System 独家的测试系统

22:49 Clock Calibration 时钟的校正

23:54 Metal Parts 严格金属加工生产要求

25:46 Managing Director – David Steven 专访

42:37 Director of Product Development – Chris Hales 专访

48:47 Head of Customer Service – James Cook 专访

54:37 Demonstration Centre 系统体验中心


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