升頻 比特處理釋疑

1、升頻/比特處理釋疑不知道您注意到?jīng)]有，那些失真頻帶的最低端已經(jīng)“侵襲”到了 24.1kHz （44.1kHz減去 20kHz）。毫無疑問，這一頻帶距離人耳的聽音范圍實(shí)在是太近了，必須要用濾波器將它 們有效地過濾掉，以避免音質(zhì)受到嚴(yán)重的損害，比如：IMD互調(diào)失真，高音單元過載（甚 至燒壞），放大器接收到大量的超聲波信號等。正因如此，Sony在它們的第一代CD機(jī) 上使用了被稱為“磚墻式濾波器”的濾波元件組：9 11階的模擬濾波器以極復(fù)雜的方式累 加在一起，對音頻信號進(jìn)行濾波。在實(shí)際情況中，這一安排大大的劣化了音質(zhì)，因?yàn)樗?會導(dǎo)致嚴(yán)重的相位漂移，以及頻帶內(nèi)的漣波干擾等諸多問題。相較而言，Philip

2、s的設(shè)計(jì)思路則是要欺騙數(shù)模轉(zhuǎn)換器，讓其以為它正在處理的是17 6.4kHz的信號。這就意味著，那些具有重大失真的頻帶都被推到了 176.4kHz和它的倍頻 附近。由于此時(shí)受影響的失真帶寬仍然保持為20 kHz，所以這些頻段的最下端到156.4 kHz時(shí)就已完全截止，距人耳最敏感的聽音頻段已非常遙遠(yuǎn)。而且這樣一來還使得設(shè)計(jì) 方可以采用結(jié)構(gòu)更加簡單、性能更加優(yōu)異的模擬濾波器。Philips的設(shè)計(jì)方案在此后相當(dāng) 長的一段時(shí)期內(nèi)受到了全球廠商的廣泛青睞。因?yàn)樽?982年以來，為了能夠使用結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)異的模擬濾波器，幾乎每臺CD機(jī)都運(yùn)用了超取樣技術(shù)。 近些年來，能夠以更高的轉(zhuǎn)換頻率（4倍、8倍，甚至

3、16倍超取樣）還原出所有16bit信息 的DAC芯片已經(jīng)能在國際市場上找到。而隨著科技的發(fā)展，大量的18-bit DAC，20-bitDAC， 以及24-bitDAC又陸陸續(xù)續(xù)的面世了，這些芯片均能夠在非常高的轉(zhuǎn)換頻率下運(yùn)作并保持極 佳的精確度?，F(xiàn)在，即便是市場上最便宜的DAC也在諸多方面超越了 1982年最高技術(shù)所 能提供的一切。那問題的關(guān)鍵究竟是什么呢？關(guān)鍵就在于：為了利于數(shù)模轉(zhuǎn)換，對數(shù)字音響器材做上變換”處理，已成為許多廠商在 設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)的唯一主導(dǎo)思想。從1982年開始，這項(xiàng)技術(shù)就被某些人稱作“超取樣”，但不管 是你把它叫做“oversampling （超取樣）”，或者“叩convers

4、ion （上轉(zhuǎn)換）”，或者“upsampling（上取樣）”，還是其它的什么東西，它們指的都是同一件事：為獲得更高質(zhì)量的數(shù)模轉(zhuǎn)換 而將原取樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為取樣頻率/比特?cái)?shù)更高的信號。至今仍有人在向我們詢問：“Mark Levinson何時(shí)會出一臺能讓我44.1kHz/16bit規(guī)格的 CD，聽起來具有96kHz/24bit音效的上變換處理器？”要知道，現(xiàn)役的所有Mark Levinson 解碼器都會根據(jù)原輸入信號的特性，將數(shù)字信號超取樣（也可以說是“升頻”）至352.8或 384kHz。那么，為何你還想要我們把重播標(biāo)準(zhǔn)降低到只有96kHz或192kHz呢？人們對于“上變換”技術(shù)的理解偏差主要來自于

5、這樣一個(gè)事實(shí)：聽音者可以（使用某些器 材）即時(shí)改變“上變換”數(shù)字濾波器或是它的濾波特性，并通過比較來認(rèn)定哪種狀態(tài)的音質(zhì)最 好。不可否認(rèn)，音質(zhì)上的差異確實(shí)存在。我們自己在研發(fā)產(chǎn)品時(shí)，就已經(jīng)覺察到了使用不同 的數(shù)字濾波器在主觀聽感上所反映出來的巨大差異。倘若我們在自己的處理器上加裝一個(gè)按 鈕，讓您能對機(jī)內(nèi)的數(shù)字濾波器做某種程度的改變，那您也一定會聽出相當(dāng)?shù)牟顒e。又或者， 我們將該過程“機(jī)外”化，令它獨(dú)立的成為一款產(chǎn)品，并放到市場上去大賺一筆。但是這樣做 對我們客戶的利益沒有任何好處。說到底，假如我們（或是其他的廠家）擁有一個(gè)運(yùn)算能力極強(qiáng)的處理系統(tǒng)來進(jìn)行這 一工作的話（我們也的確擁有），那么，將產(chǎn)品

6、研發(fā)過程中所淘汰掉的失敗技術(shù)”保留在 機(jī)箱內(nèi)，并通過比較來反襯出我們經(jīng)過了甄選的“優(yōu)越技術(shù)”如何的更好，是否有違追求原 音重現(xiàn)的本意呢？再者，我們又是否應(yīng)該為那些只被人們用來短暫地測驗(yàn)一下便棄置一 旁的東西而收取消費(fèi)者大量的金錢呢？我們已認(rèn)定了要不斷地提高我們的先進(jìn)科技，并確保產(chǎn)品中有且只有我們最尖端的 技術(shù)。某些人可能會認(rèn)為我們太過天真（或理想化），但實(shí)際上，我們只是不愿為了讓 經(jīng)過優(yōu)化的音響表現(xiàn)聽起來更悅耳，而急于在我們的產(chǎn)品上提供一個(gè)非最佳音效的對比 選擇而已。那噪聲整形（noise首先，所有線性PCM （脈碼調(diào)制）數(shù)字錄音里的信息量都是有限的。如果錄音室里 的整套錄音樂信息記錄的多寡與

7、否便只受制于取樣頻率（每秒鐘從原模擬波形中提取多少個(gè)樣本）和取樣深度（用多少數(shù)據(jù)來描述那些樣本。又稱“量化精度”，以bit為單位）。我們所熟悉的CD唱片的標(biāo)準(zhǔn)取樣頻率和取樣精度，被 規(guī)定為每秒44100次和16bit/樣本。噪聲整形（又稱：調(diào)制）的確在很大程度上限制著低bit數(shù)DAC的性能，尤其是對于 那些普通的廉價(jià)1比特DAC而言。這些被稱為“Sigma Delta”或“Delta Sigma的 DAC，# Sony/Philips設(shè)計(jì)中的數(shù)字交換發(fā)揮到了極至：它們用較高的取樣頻率來和大量的bit數(shù)做交 換。但即便如此，它們也未能達(dá)到足夠高的轉(zhuǎn)換速率去補(bǔ)償1比特與16比特之間所存在的 巨大差

8、距，更不用說是24比特了。所以，它們需要通過噪聲整形來將大量的噪聲挪移到人 耳敏感的聽覺范圍以外。不過，就算是目前最好的1比特DAC，在略高于20-30kHz上面一 點(diǎn)兒的頻帶內(nèi)，仍存在著大量的噪聲，并且統(tǒng)統(tǒng)需要被過濾掉。當(dāng)弄清楚了這些會導(dǎo)致聲音聽起來不一樣的因素之后，專業(yè)唱片錄音市場便采用了不同 的噪聲整形器創(chuàng)造出了不同的“聲音”就像使用均衡器之類的電子效果器。少數(shù)幾家公司 為一些錄音室設(shè)計(jì)出了這樣的外置式數(shù)字效果器。這部分器材必須要具備數(shù)字輸出端，以便 它們的“效果”信號能被送往其它器材做更進(jìn)一步的處理。而且，那些輸出信號還必須是擁有 極高取樣頻率/比特?cái)?shù)的數(shù)字信號，原因很簡單，如果沒有增

9、加數(shù)據(jù)信息量，你就不可能進(jìn) 行有效的噪聲整形。跟我們的產(chǎn)品一樣，某些廠牌的數(shù)模轉(zhuǎn)換器是能夠接受高取樣率/比特?cái)?shù)的音頻信號 的，而其中的一些廠家已把噪聲整形和上變換功能，定位成了一種原理類似于視頻倍線器那 樣的音質(zhì)改善途徑。不幸的是，部分消費(fèi)者盲從的去購買某些器材，但卻不知道它們究竟是 怎樣改善音質(zhì)的。倍受爭議的“上變換”產(chǎn)品乃用戶可調(diào)式超取樣濾波器。（對于一個(gè)好的超取樣濾波器來 說，噪聲整形僅僅是眾多影響它性能表現(xiàn)的參數(shù)之一。）為什么要為制造商已經(jīng)包含在他們 解碼器中的那些東西再花去數(shù)千美金呢？外置的超取樣解碼器是為唱片錄音室所設(shè)計(jì)。因?yàn)?在那兒，作為整個(gè)錄音技術(shù)處理的其中一個(gè)環(huán)節(jié)，它們會被用來改變唱片錄音的音色，而這 些解碼器與普通民用解碼器唯一的不同就在于，它們的超取樣濾波系統(tǒng)是用戶可