Medições e Review FiiO K11 & K11 R2R - Até onde o DAC faz diferença?

Fala pessoal, tudo bem? Aqui está o comparativo que vários me pediram nos últimos 2 meses. Vamos comparar dois DACs de mesa da FiiO, na realidade do mesmo modelo K11, mas que tem como principal diferença o DAC empregado. Enquanto o K11 utiliza uma solução clássica Delta-Sigma, baseada no CS43198, o K11 R2R traz o primeiro DAC R2R desenvolvido pela própria FiiO. No fim das contas, há diferença entre esses dois produtos? E, mais amplamente, até que ponto conseguimos identificar essas mudanças construtivas entre duas fontes de áudio? É o que vamos tentar descobrir a seguir.

Nos pontos a seguir, apresentaremos o K11 tradicional. Depois teremos uma seção dedicada ao K11 R2R. Na parte de medições, falaremos de ambos, comparando onde for pertinente.

Vídeos e Links

Unboxing (K11 R2R) - https://www.youtube.com/shorts/0xbffgZp5D8

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Apresentação

Em linhas gerais, o FiiO K11 é um DAC de mesa com o corpo de alumínio, display alfanumérico e knob de volume multifuncional. Ele é apresentado como uma evolução dos seus antecessores K5 Pro, K7 e K9 como produto de mesa para o mercado de entrada. Os pontos forte segundo a FiiO são a variedade de entradas e saídas, potência máxima anunciada de 1400mW em 32 ohms, e um visual elegante.

O modelo base possui preço sugerido de USD 129.99 lá fora. Para comprar o K11 no AliExpress use o nosso link!

Construção e Conexões

O K11 é um DAC de mesa com corpo em alumínio usinado por CNC. O design vai na onda minimalista, sem tantos controles e telas, e o visual remete muito aos produtos da Apple. O K11 fica a vontade na mesa com um Mac Mini, iMac ou MacBook. Eu particularmente sou fã dessa estética e acho muito mais bem resolvida que as dos demais DACs de mesa da FiiO. Uma pena que apenas este produto seja assim na linha deles.

Na face traseira temos algumas conexões de entrada e saída de áudio disponíveis no aparelho:

• Entrada de energia - DC 12V

• Entrada de dados USB-C

• Entrada S/PDIF ótica TOSLINK

• Entrada S/PDIF coaxial

• Saída de linha RCA

Na face frontal temos:

• Saída 6.35mm (na foto com adaptador para 3.5mm) single-ended

• Saída 4.4mm balanceada

• Painel alfanumérico com display VFD

• Knob multifunção para volume e ajustes

A face superior tem uma iluminação RGB configurável do logo da FiiO. Esta iluminação é totalmente configurável pelo usuário, para mais detalhes confira na sessão sobre a operação do aparelho.

Errata: anteriormente dissemos que o CS43198 não possuia o amplificador Classe-H que ha no CS43131. Não está correto, já que o CS43198 possui o amplificador, apesar de não mostrá-lo em seu diagrama de blocos. Retificamos o paragrafo abaixo para refletir esta informação.

O K11 é baseado no DAC CS43198 da Cirrus Logic. Trata-se de um conversor Delta-Sigma, irmão do CS43131 usado em diversos dongles. No entanto, ao contrário de muitos produtos baseados nestes chips, no K11 a estratégia de amplificação fica separada do DAC em um circuito próprio - o que neste produto faz sentido dada a potência prometida - 1400mW em 32 ohms. Abaixo o diagrama de blocos do produto tirado do próprio site da FiiO.

A amplificação do K11 fica por conta do chip SGM8262-2 da SGMicro, um amplificador operacional de baixo ruído e alta corrente de saída. É ele quem garante a potência de saída deste produto, já que é capaz de injetar mais de 200mA de corrente nos fones de ouvido - em baixas impedâncias, a capacidade do amplificador de fornecer corrente garante a entrega de potência aos fones.

Unboxing e acessórios

Não fizemos unboxing do K11 porque ele foi um empréstimo de um dos nossos inscritos. No entanto, fizemos para o K11 R2R, que é equivalente - se não idêntico. Voce pode conferir no vídeo abaixo:

O kit é extremamente básico, contando com o DAC, a fonte de alimentação e um adaptador de 6.35mm (P10) para 3.5mm. Gosto da inclusão do adaptador, já que a maioria dos meus fones tem conector 3.5mm. Mas eu preferia que a FiiO tivesse usado um jack 3.5mm direto, já que o adaptador adiciona um visual que não pertence ao apelo visual minimalista do aparelho.

Recursos, Operação e Uso

O K11 possui os seguintes recursos, tais quais listados no próprio site da FiiO:

• 3 modos de ganho - Low, Medium e High Gain;

• 3 curvas de ganho diferentes para cada modo de ganho;

• 5 filtros digitais de reconstrução do sinal;

• Modo de operação Non-Oversampling (NOS), listado como Filtro 6;

• Seleção de saída entre Phone Out (frontais) ou Line Out (traseira);

• Iluminação RGB configurável para o logo da FiiO no topo do aparelho;

Todas as configurações de recursos do aparelho estão acessíveis no painel frontal, girando e clicando o knob de volume e conferindo as orientações no display. A FiiO disponibiliza uma página de FAQ com orientações em vídeo.

O Knob de ajuste de volume clica bem ao girar e quando pressionado, te dando a sensação táctil adequada. No entanto o controle de volume não parece preciso, já que você precisa de alguns passos de giro do knob para ver o valor - e intensidade medida - de volume mudar. Acho que a FiiO fez um bom trabalho, mas está bem longe do que eu consideraria ideal.

Uma omissão estranha para o K11 é a falta de suporte no app FiiO Control. Considero isto ao mesmo tempo um ponto positivo e um ponto negativo. Acho positivo por um lado, pois isto quer dizer que a interface do dispositivo deve ser completamente resolvida, isto é, todas as configurações possíveis estão acessíveis direto nos controles do aparelho. No entanto, este produto possui muitas configurações, o que pode ficar confuso para alguns usuários, já que o knob de volume é o unico controle. Ir e voltar de todas as configurações com cliques, cliques longos e giros acaba se tornando cansativo e impedindo ajustes rápidos.

Eu particularmente gosto do uso da iluminação RGB no K11. Dá pra configurar as cores, efeitos e intensidade da luz para acompanhar a personalidade do seu setup. Geralmente eu não acho que linguagem de design minimalista e alumínio usinado vão bem com RGB - tradicionalmente usado em produtos gamer com visual mais exagerado. Mas aqui no K11 foi feito de forma elegante e que diferenciou de uma cópia de produto Apple. Claro, se você não gostar da pra desligar completamente a iluminação.

Conforme notado anteriormente, as configurações do K11 permitem a seleção de cinco filtros de reconstrução de sinal disponíveis no CS43198. Há também um sexto "filtro" que desliga os filtros de reconstrução e oferece o sinal sem sobreamostragem, chamado de modo NOS (Non-Oversampling). Veremos o que isto faz com o sinal logo mais nas medidas.

K11 R2R

Antes de começar, este artigo assume que você já sabe o que é um DAC R2R (ou R-2R) e quais as diferenças dele para um DAC Delta-Sigma. Pretendemos abordar este tema em um artigo futuro.

Feitas as introduções, o que muda na versão R2R do K11? Muito pouco. Externamente as unidades possuem mesma construção, materiais, display, knob, etc. A única diferença visível externamente é a gravação a laser R2R na versão homônima.

Internamente o K11 R2R é bastante diferente do modelo base, empregando o primeiro DAC R2R produzido pela FiiO. Abaixo a implementação do DAC R2R da FiiO, que usa um FPGA para converter os formatos de entrada em PCM e gerar os bits individuais para os resistores da escada R2R, uma escolha muito comum para todos os fabricantes do ramo. Neste caso, a FPGA está cuidando de toda a interface e temporização e colocando os bits individuais do sinal em cada resistor. Para fazer isto sem desperdiçar preciosos pinos da FPGA e garantir a linearidade, usam-se shift registers 74LVC595.

O controle de volume original do K11 é feito pelo próprio DAC da Cirrus Logic, uma característica comum em DACs de alta integração atuais. Este controle não existe em princípio no DAC R2R da FiiO, então foi necessário implementá-lo por meio do CI de controle de volume NJW1195A.

Ao usarmos o K11 R2R, notamos algumas diferenças, algumas advindas dessa construção alternativa. A mais notável é a presença de um modo extra na versão SE, chamado LO SE. Isto habilita o ajuste de volume da saída de linha RCA traseira. Com isto dá pra usar o K11 R2R de pré-amplificador com controle de volume em um sistema com maior potência de saída. Esta função não está presente no modelo Delta-Sigma.

Outra diferença é a ausência de filtros de reconstrução individuais. A implementação da FiiO possui apenas dois modos, Oversampling - que provavelmente possui um único filtro dedicado - e Non-Oversampling. Eu particularmente prefiro esse approach, já que para mim na maioria das vezes estes filtros fazem nenhuma diferença.

Todas essas adições de hardware acabam custando - o K11 R2R é 30 dólares mais caro que o modelo base, custando USD159.99. Para comprar o K11 R2R na loja oficial da FiiO use nosso link!

Medições

Vamos agora para as medições dos dois DACs, o que nos deve dar uma visão objetiva de qualquer diferença entre esses dois aparelhos. Primeiramente o K11 e seus 6 modos de ganho. Como podemos ver, o valor máximo de potência - 1377mW @ 32 ohms - é atingido na maior configuração e usando a saída balanceada.

Agora o K11 R2R e os mesmos modos de ganho. A potência máxima aqui é de 1250mW em 32 ohms, um desempenho similar, mas um pouco abaixo do divulgado e do seu irmão Delta-Sigma.

Qualquer uma das duas variantes tem potência de sobra para tocar a maioria dos fones disponíveis no mercado. Muita gente diz que o K11 é um DAC de mesa para ouvir IEMs, o que é um exagero grotesco. Com estes valores, ele toca a maioria dos overs que você vai encontrar por ai. Para tirar a teima, você pode usar nossa calculadora de potência para fones, colocar os dados de algum fone que você encontrou por ai e ver se o K11 ou K11 R2R toca ou não toca.

Agora que adquirimos um Cosmos ADC para medições, podemos falar sobre distorção e ruído dos DACs que testamos. E este comparativo é perfeito para por a prova nosso novo sistema de medição. Para começar, vamos ao espectro resultante, quando reproduzimos um tom de 1kHz na porta Single-Ended, em uma carga padrão de 33 ohms. Ambos os DACs foram configurados no modo High Gain e usando filtro OS, para gerar o melhor sinal possível. Primeiramente o K11 modelo Delta-Sigma:

E agora o modelo R2R:

Comparando as unidades temos:

• K11: THD - 0.00023% ; THD+N - 0.0015%

• K11 R2R: THD - 0.018%; THD+N - 0.018%

Nosso setup conseguiu extrair números parecidos com os divulgados pela FiiO para o K11, e melhores que os divulgados para o K11 R2R. Eu desconheço um consenso de quanta THD os humanos conseguem ouvir, com números variando de 5% a 0.1%. Nos meus testes de potência por impedância, normalmente a onda deixa de estar distorcida visualmente na tela com THD abaixo de 0.1%. Consideraremos este como sendo nosso benchmark daqui por diante. Considerando os resultados e nossas premissas, ambas as unidades tem desempenho excelente de distorção.

Como curiosidade, vamos ver como fica o modo NOS nas duas unidades, primeiramente no K11:

E agora no K11 R2R:

Enquanto no K11, nota-se uma clara subida da terceira harmônica, sem muito prejuízo das demais componentes, no K11 R2R o espectro é sujo o suficiente para ficar difícil dizer se houve qualquer diferença. Olhando com atenção, há um aumento leve no ruído e componentes espectrais indesejadas em altas frequências, mas esse aumento é tão pequeno que não muda as distorções totais calculadas.

Agora o teste de Multitone, mostrando como os DACs respondem a um sinal com diversas frequências, igualmente presentes e espaçadas. Novamente configuramos a carga para 33 ohms, já que isto costuma "trazer o pior" do comportamento de distorção do amplificador de saída. Primeiramente o modelo base:

E agora o modelo R2R. Note como o espectro é mais ruidoso fora dos tons que estamos colocando, o que não é desejado neste tipo de teste.

Apesar de termos mais ruído de base no R2R, a quantidade não é significativa para afetar a qualidade de áudio. Ambos tem performance aceitável para audição.

Agora vamos ao gráfico de resposta em frequência. Aqui sem surpresas, pois ambas tiveram o desempenho esperado. Primeiro o K11:

E o K11 R2R:

Desempenho praticamente idêntico. Há uma leve diferença na fase do K11 R2R, mas nada digno de nota.

Agora um teste de crosstalk, colocando sinal em uma impedância de carga em um dos lados, e medindo-se o resultado no lado oposto. Tiramos as medidas em três situações: aberto, 330 ohms e 33 ohms. Primeiro vemos o K11:

E então o K11 R2R:

Vimos o valor do crosstalk maior para as impedâncias de carga menores. Eu ainda não tenho uma explicação para este resultado, mas ele se verifica em todos os meus testes. É algo que pretendo investigar com mais detalhes conforme for tirando mais medições. Mas, se considerarmos circuito aberto, o crosstalk está com valor excelente.

Tomamos mais medições com o K11 e K11 R2R e assim que nossa página de medições estiver pronta e funcional, atualizaremos o post para que vocês possam acessar!

Qualidade de som

Bom, vimos nas medidas que ambos entregam bons números, com a versão K11 base sendo ligeiramente mais potente, menos ruidosa e menos distorcida do que a R2R. Mas, no fim das contas, o que isso significou pra mim na hora de ouvir e comparar.

Para os testes, utilizei os seguintes fones de ouvido:

• Moondrop Aria Snow;

• Unique Melody MEST Mk. 2;

• Hifiman HE400SE; e

• Sennheiser HD800.

A minha playlist para testes de fones, como vocês já sabem, é um conjunto de múscas no Spotify. Não são necessariamente músicas ou sinais de teste que destacam totalmente o que um fone ou DAC é capaz de fazer. Mas são músicas que conheço muito bem e que ja me ajudaram muito a achar diferenças entre equipamentos.

Eu adoraria dizer que percebi grandes diferenças entre os dois DACs e que poderia confirmar todos os relatos de que a variante R2R soa mais natural e menos "analítica" do que a versão Delta-Sigma. Que o modo NOS de fato soaria melhor e que o K11 R2R seria realmente um claro upgrade em relação a versão base.

Mas a verdade é o oposto: não percebi quaisquer diferenças entre as duas fontes de áudio. Ambas entregaram um som limpo e de qualidade, na potência adequada para os fones que empreguei. Graves, médios e agudos soaram como eu esperava. Por exemplo, o início da String Theory tem um sub muito notável quando entra a música, muito bem representado por ambos os DACs. Já na Chopsticks existem diversos detalhes tocando em diversos lados da gravação e é um ótimo trecho para eu identificar detalhes. Tudo estava lá e não achei nenhuma diferença entre os DACs.

Se pude notar alguma coisa é que, para uma mesma configuração de volume, a versão base tem um som um pouquinho mais alto que a versão R2R. Cerca de 1-2 pontos de volume a mais. Ou seja, a igualdade nos volumes vem, por exemplo, colocando o Delta-Sigma em 30 e o R2R em 32. Não sei se isto é algo das minhas unidades específicas ou geral, mas foi a única diferença que percebi.

Considerando a reconstrução de áudio, considerei o modo NOS uma completa perda de tempo. O uso de sobre amostragem e filtros na prática recuperam bits de informação do seu sinal de áudio que aumentam a fidelidade do sinal ouvido. Desabilitar esses filtros envolve sujar seu sinal de propósito com ruído que não faz parte da música original - e sem nenhuma garantia de previsibilidade de um bom resultado de áudio. Enfim, está lá para você experimentar e decidir o que você acha, mas eu particularmente não vejo pontos positivos.

E isto nos leva a discussão: mesmo que haja diferenças mensuráveis entre um dispositivo e outro, o quanto as diferenças entre DACs realmente importam para nossa experiência auditiva? Eu particularmente penso que o papel das fontes de sinal foi largamente exagerado pela combinação de uma indústria que precisa vender produtos com marketing e revisores que não empregam metodologia objetiva em suas análises. O consumidor precisa de um produto bem implementado e, se o destino final forem suas orelhas - e não algum outro equipamento - é garantido que a maioria dos dispositivos a venda hoje atendem muito bem.

Em suma: eu não investiria tanto dinheiro nas fontes de áudio e preferiria priorizar caixas e headphones.

Conclusão - Qual recomendamos?

Tendo estudado ambos os DACs e ouvido eles por tempo considerável, fico agora com a difícil tarefa de recomendar um deles ou dizer se tanto faz. Afinal, são dois produtos muito próximos, mas como uma diferença de preço e uma expectativa de experiência sonora diferente na versão R2R.

E, apesar das similaridades, após minha experiência com os produtos, há pra mim um claro vencedor nesse comparativo: o K11 o modelo base, usando a tecnologia Delta-Sigma. Trata-se de um produto mais barato, mais potente e com desempenho objetivamente melhor - ainda que não seja perceptível aos ouvidos. O K11 R2R é um ótimo exercício e uma boa execução de um DAC R2R pela FiiO, mas é mais caro e objetivamente pior do que o modelo base. Não faz sentido como produto para mim. Só é justificável se você realmente vai usar a única função extra dele, que é Line Out com controle de volume. Ou se você realmente quer ter um R2R para chamar de seu - que afinal é o motivo pelo qual vou ficar com um K11 R2R aqui na mesa.

Até a próxima galera!