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獨門DSP技術20年功力的軌跡 - YAMAHA DSP-Z11 11.2聲道環繞擴大機


Yamha這部最新旗艦環繞擴大機DSP-Z11是去年12月在日本上市的,本地代理商也早於今年二月份就正式引進銷售。現在才來報導,會不會有點晚?其實並不會!因為以DSP-Z11創新的11.2聲道規劃、面向藍光新時代的完全對應,以及承繼了Yamaha自1986年推出DSP-1數位音場處理器二十年來的發展,再加上前一部旗艦DSP-Z9是2004年推出的,說DSP-Z11是Yamaha二十年來獨門DSP技術進化的軌跡與結晶並不為過。況且,在半年前《Hi-AV影音網》根本還沒開站,也無從報導起。

 

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Yamaha原廠公布的DSP-Z11立體解剖圖,有如「變形金剛」一般十分壯觀,以其複雜的功能與龐大的配置,內部架構能規劃得如此整齊美觀,實在十分不容易,也是Yamaha二十多年來環繞擴大機設計功力的具體展現。

其實,別說DSP-Z11才問世半年,即使兩、三年後,只要後續的機種仍未上市,Yamaha的旗艦環繞擴大機始終都擁有技術領先的地位。本文除了詳細介紹DSP-Z11「前無古人」的11.2聲道設計理念外,也會翔實記錄這二十年來,Yamaha由DSP-1推出所開展的DSP數位音場處理技術進化之軌跡,讓讀者們對Yamaha獨門的音技術場處理有完整的認識。我想,以Yamaha DSP-Z11的先進觀念與突破性的設計,拿來當【HOT!燒機研究室】的開版之作,應該是再適宜不過了!

眾所周知,Yamaha是最早投入多聲道音響系統研究的廠商之一(或許句尾「之一」兩個字根本可以拿掉),早在還沒有「家庭劇院」這個名詞、甚至電影院多聲道環繞音效還未進入家庭市場時(將中央與環繞聲道混入左右聲道的Dolby Surround技術1982年才開發出來),1986年Yamaha就創新推出DSP-1數位音場處理器了!嗯,既然還沒有真正的多聲道環繞音效處理,當年的DSP-1是作什麼用的呢?您一定料想不到:主要是拿來以多聲道方式聆聽音樂用的!Yamaha一直認為光只用兩支喇叭無法確實重現現場音樂的氛圍,於是在沒有多聲道音樂軟體、音樂CD也才剛推出的當時,就開創出利用DSP數位音場處理技術,將兩聲道原音結合其他效果聲道的聲響,得到音樂廳、運動場、演唱會、Pub、教堂等不同環境的聆聽氛圍。這也成為二十多年來Yamaha多聲道環繞擴大機的一貫特色——除了對應電影音效的基本解碼外,始終有多到數不清的模擬音場,不僅提供不同場地聆聽音樂的感動,也進一步將各類電影的臨場感更加強化!

 

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多年來Yamaha對於Cinema DSP技術最為強調的,就是整體的包圍感與前方音場遠近的層次解析。相較於一般7.1聲道系統所有喇叭「各自為政」,Yamha強調透過Cinema DSP的處理能讓各喇叭之間的連貫性更上一層樓,而前方音場更由於兩支前方效果喇叭的加入,讓人聲對白、音效細節與背景音樂呈現由近至遠的立體層次,這確 實是Yamaha Cinema DSP環繞擴大機的獨門技術;而且,藉由前方效果喇叭發出與中央聲道相同的聲響,Yamaha的Dialogue能神奇地把放在地上中央聲道的「發聲點」 向上提高到銀幕中央!最新的DSP-Z11在後方天花板也加了兩支效果聲道,進一步讓後方環繞音場也能有明確的遠近層次。

 

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Yamaha將DSP-Z11所最新配備的音場處理技術稱為「Cinema DSP HD Cubic」(Cubic代表立方體三度空間),除了宣示DSP-Z11對應HD Audio的音質表現全面提升,也強調DSP-Z11擁有比其他廠牌環繞擴大機更為立體化、高密度的音場呈現,尤其是相較於其他7.1聲道系統所有的喇叭 處於同一水平面的配置,DSP-Z11在天花板多出的4支效果聲道讓音場拓展到能有明顯的上下垂直變化。

1986年推出的DSP-1就在左右聲道之外,添加了前方與後方效果聲道各兩支,除了對應電影Dolby Surround解碼的三組模式外,更有從真實場所量測資料並據以演算的十三組音樂用模式(總共有32種不同音場)。換句話說,Yamaha的Cinema DSP技術從第一部DSP-1處理器的推出,就是6聲道的配備。相對於一般機種的5.1聲道配置,近幾年高階環繞擴大機流行7.1聲道的設計,但你可知道1990年第三代機種、也是Yamaha第一部環繞擴大機AVX-2000DSP(海外型號為DSP-A1000)就已經是7.1聲道架構了!只不過,AVX-2000DSP / DSP-A1000多出來的兩聲道並非後環繞,而是裝設在前方兩牆角高處的「前方效果聲道」,這是Yamaha所特別著重3D立體音場的重要配置。到了2004年的DSP-Z9添加後方環繞(與再多一個超低音)而成為9.2聲道配置,至於剛推出的DSP-Z11則再加上兩支「後方效果聲道」而成為獨步武林、前所未有的11.2聲道!

在別的廠牌還只有5.1的時候,Yamaha就是7.1聲道;當大家都用7.1解碼時,Yamaha就推出9.2聲道,現在DSP-Z11更進展為11.2聲道;難道Yamaha是為了「與眾不同」、「我有但別人沒有」的膚淺想法而這麼做的嗎?當然不是!只要仔細分析Yamaha Cinema DSP技術的推展,那兩支「前方效果聲道」是早在第一代的DSP-1就有了,這二十多年來一直都是Yamaha環繞擴大機旗艦的標準配備,至於此次DSP-Z11再增添兩支「後方效果聲道」,則是Yamaha所重視的「活生生的3D立體音場」的再一次進化。事實上,這二十多年來,絕大多數時段Yamaha的環繞擴大機都是相同的7.1聲道配置(歷經七代旗艦),但每次新旗艦的推出總是帶來細節更豐富、層次更綿密的音場,關鍵就在於處理核心速度與數位類比轉換精度的提昇。這說明了這麼多年來Yamaha Cinema DSP的理念一直沒變,而DSP-Z11所增添的「後方效果聲道」則是相關技術進化的結晶。

這是Yamaha DSP-Z11的11.2聲道喇叭配置圖,實際上可以切為上下兩層來看,「下層」跟一般7.1聲道系統的配置無異,「上層」則是建議裝設在天花板前後四個 角落的4個效果聲道,這是DSP-Z11比其他環繞擴大機多出來的配備,藉由Cinema DSP的處理分配這4個效果聲道該發出的聲響,就能有效地將整個音場擴展為立體化呈現。


DSP-Z11的11.2聲道是如何配置的呢?將超低音聲道先排除一個的話,其實就是「下層」一般的7.1聲道配置,再加上「上層」前後方的4個「效果聲道」。在裝設時「下層」的7.1聲道的左右聲道、中央聲道、側環繞聲道與後環繞聲道跟一般7.1系統沒有差別。至於「上層」的4個效果聲道喇叭則要盡可能裝在視聽空間天花板的四個角落,它們的任務是將音場拉寬、拉高,並藉由這四支效果聲道的協助,編織別人望塵莫及的明確上方音場,也讓垂直方向的上下移動更清晰,同時透過比左右聲道與環繞聲道拉得更遠(相對於聆聽位置)的四支效果喇叭,使得音場的遠近層次更為分明,這正是Yamaha Cinema DSP的技術特徵、別無分號的特殊設計。雖然11.2聲道的裝設在絕大多數家庭已經是不容易達成了,未來Yamaha還有沒有可能推出更多聲道的環繞擴大機?理論上要達到全方位的一致拓展,目前DSP-Z11在天花板的四個角落都已經佈局,但相對而言地板的四個角落則仍未進佔。未來Yamaha會推出13.2甚至15.2聲道的擴大機嗎?且讓我們拭目以待!

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Yamaha DSP-Z11的外部與內部概觀
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DSP-Z11將前面板絕大多數的操控按鍵旋鈕與輸入端子,隱藏在顯示幕下方的大型可收式蓋板裡,平常則呈現精簡典雅的外觀。
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寬435mm、高210mm、深497mm、重達34公斤的DSP-Z11背板十分壯觀,配有超級豐富的端子群,光是HDMI就有5組輸入、2組輸出。
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DSP-Z11內部結構十分緊密,輸出入與主要處理電路版位於後方,中央是電源供應處理,兩側則為左右對稱的多聲道後級電路。
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DSP-Z11底板前方藏有兩支散熱風扇,在內部過熱時會啟動來協助機體內部空氣對流及散熱,確保DSP-Z11工作之穩定。


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Yamaha DSP-Z11的內部用料與設計細節
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中高階環繞擴大機配備麥克風自動調校系統已經不稀奇了,但DSP-Z11所配備的YPAO卻有個三叉 形測試台,在進行系統自動測試設定時,麥克風要輪流放在測試台上標示1、2、3的位置,為的是精確量測出各喇叭與聆聽位置的角度。
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DSP-Z11的機箱分內外兩層,這是拆掉面板、頂板、側板與背板後的內部機箱。可以看到兩側的長方 形樑柱與中央的H型結構,這不但是為了整體機械結構的強度,也透過金屬隔板將機箱劃分為電源、訊號處理與左右聲道後級放大等四個區塊。
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DSP-Z11的機箱雖然很龐大,但還是被複雜的結構與眾多的元件所塞滿,因此可以見到如圖的立體化 組構13聲道前級與數位類比轉換器電路。如此設計不僅是為了簡化接線、提昇訊號純度,也為了縮短訊號傳輸的距離、降低訊號損失。
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類比與數位電源電路板
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類比電源電路板
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數位電源電路板
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重達十公斤的電源變壓器
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每顆容量達27,000μF的主濾波電容
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左右多聲道後級電路板與散熱片模組
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Cinema DSP HD Cubic聲音處理電路板,這是Yamaha DSP-Z11的聲音處理核心。上頭的主角是一顆TI DSP處理晶片,包括TMS3200710E與三顆TMS320D70YE,分別處理音效解碼、自動測試、音場校正、低頻管理、數位音場處理與THX聲音規格處理等任務。
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影像處理電路板,上面有對應HDMI 1.3a的Silicon Image處理晶片、Analog Devices ADV7802(12位元類比轉數位影像編碼)、i-Chips IP00C772(10位元Motion Adaptive循序掃瞄處理)、Anchor Bay ABT1018(10位元像素轉換)與Analog Devices ADV7342(數位類比影像轉換)等重量級晶片。
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為求最高品質的聲音再生,DSP-Z11內部特選音響級元件處處可見。除了上圖所示的零件之外,在聲 音的數位類比轉換方面,就用了多達七顆(共14聲道) 的Burr-Brown DSD1796晶片,不僅對應PCM與DSD,動態範圍更高達123dB,可見為求完美,Yamaha此次打造旗艦真的不惜成本。

 

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Yamaha Cinema DSP技術二十年間進化之軌跡歷代旗艦機種性能特徵一覽

1986年

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DSP-1

  • 類別:DSP前級
  • 聲道數:6
  • 特色:16種模式、32種音場

1987年

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DSP-3000

  • 類別DSP前級
  • 聲道數:6
  • 特色:20種模式、36種音場

1990年

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AVX-2000DSP

(海外DSP-A1000)

  • 類別:DSP環繞擴大機
  • 聲道數:7.1
  • 特色:CINE-DSP 8種模式、HiFi DSP 15種模式

1991年

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AVC-3000DSP/AVM-3000

  • 類別:DSP前級+七聲道後級
  • 聲道數:7.1
  • 特色:前後級分體式機種、33種音場模式
  • 30位元YSS-213處理晶片導入

1992年

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AVX-2200DSP
(海外DSP-A2070) 

  • 類別:DSP環繞擴大機
  • 聲道數:7.1
  • 特色:號稱為AVC-3000DSP與AVM-3000的一體化機型

1995年

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DSP-A3090

  • 類別:DSP環繞擴大機
  • 聲道數:7.1
  • 特色:DVD時代Dolby Digital對應代表作

1997年

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DSP-A1

  • 類別:DSP環繞擴大機
  • 聲道數:7.1
  • 特色:世界首部DTS對應環繞擴大機、36位元YSS-214處理晶片導入

1999年

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DSP-AX1

  • 類別:DSP環繞擴大機
  • 聲道數:7.1
  • 特色:4音場Cinema DSP技術、44位元YSS-910處理晶片導入

2001年

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DSP-AZ1

  • 類別:DSP環繞擴大機
  • 聲道數:7.1
  • 特色:YSS-910與YSS-938處理晶片導入

2004年

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DSP-Z9

  • 類別:DSP環繞擴大機
  • 聲道數:9.2
  • 特色:通過THX Ultra2認證、6倍處理能力HD Cinema DSP晶片導入

2007年

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DSP-Z11

  • 類別:DSP環繞擴大機
  • 聲道數:11.2
  • 特色:通過THX Ultra 2 Plus認證、Cinema HD Cubic三度空間高密度高音質技術

 

Yamaha DSP-Z11的主要性能規格
  • 11.2聲道環繞擴大機,通過THX Ultra 2 Plus認證
  • 音場模式:「Hi-Fi DSP」與「Cinema DSP」共33種,另有THX模式7種
  • 輸出功率:140瓦×7(8歐姆RMS)、50瓦×4(8歐姆RMS)
  • 主要輸入端子:HDMI×5、USB×2、同軸數位×4、光纖數位×5、S-Video×1、複合視訊×5、色差影像×4
  • 主要輸出端子:HDMI×2、同軸數位×1、光纖數位×1、色差監看×1、複合視訊×2、7.1聲道前級
  • 外觀尺寸:寬435mm×高210mm×深497mm
  • 重量:34公斤
  • 參考售價:269,000元
  • 進口代理:功學社

 

有關Yamaha品牌及相關產品更詳盡、更豐富的參考資訊,請參閱:

 

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