升频 比特处理释疑

1、升频/比特处理释疑不知道您注意到没有，那些失真频带的最低端已经“侵袭”到了 24.1kHz （44.1kHz减去 20kHz）。毫无疑问，这一频带距离人耳的听音范围实在是太近了，必须要用滤波器将它 们有效地过滤掉，以避免音质受到严重的损害，比如：IMD互调失真，高音单元过载（甚 至烧坏），放大器接收到大量的超声波信号等。正因如此，Sony在它们的第一代CD机 上使用了被称为“砖墙式滤波器”的滤波元件组：9 11阶的模拟滤波器以极复杂的方式累 加在一起，对音频信号进行滤波。在实际情况中，这一安排大大的劣化了音质，因为它 会导致严重的相位漂移，以及频带内的涟波干扰等诸多问题。相较而言，Philip

2、s的设计思路则是要欺骗数模转换器，让其以为它正在处理的是17 6.4kHz的信号。这就意味着，那些具有重大失真的频带都被推到了 176.4kHz和它的倍频 附近。由于此时受影响的失真带宽仍然保持为20 kHz，所以这些频段的最下端到156.4 kHz时就已完全截止，距人耳最敏感的听音频段已非常遥远。而且这样一来还使得设计 方可以采用结构更加简单、性能更加优异的模拟滤波器。Philips的设计方案在此后相当 长的一段时期内受到了全球厂商的广泛青睐。因为自1982年以来，为了能够使用结构简单、性能优异的模拟滤波器，几乎每台CD机都运用了超取样技术。 近些年来，能够以更高的转换频率（4倍、8倍，甚至

3、16倍超取样）还原出所有16bit信息 的DAC芯片已经能在国际市场上找到。而随着科技的发展，大量的18-bit DAC，20-bitDAC， 以及24-bitDAC又陆陆续续的面世了，这些芯片均能够在非常高的转换频率下运作并保持极 佳的精确度。现在，即便是市场上最便宜的DAC也在诸多方面超越了 1982年最高技术所 能提供的一切。那问题的关键究竟是什么呢？关键就在于：为了利于数模转换，对数字音响器材做上变换”处理，已成为许多厂商在 设计产品时的唯一主导思想。从1982年开始，这项技术就被某些人称作“超取样”，但不管 是你把它叫做“oversampling （超取样）”，或者“叩convers

4、ion （上转换）”，或者“upsampling（上取样）”，还是其它的什么东西，它们指的都是同一件事：为获得更高质量的数模转换 而将原取样数据转换为取样频率/比特数更高的信号。至今仍有人在向我们询问：“Mark Levinson何时会出一台能让我44.1kHz/16bit规格的 CD，听起来具有96kHz/24bit音效的上变换处理器？”要知道，现役的所有Mark Levinson 解码器都会根据原输入信号的特性，将数字信号超取样（也可以说是“升频”）至352.8或 384kHz。那么，为何你还想要我们把重播标准降低到只有96kHz或192kHz呢？人们对于“上变换”技术的理解偏差主要来自于

5、这样一个事实：听音者可以（使用某些器 材）即时改变“上变换”数字滤波器或是它的滤波特性，并通过比较来认定哪种状态的音质最 好。不可否认，音质上的差异确实存在。我们自己在研发产品时，就已经觉察到了使用不同 的数字滤波器在主观听感上所反映出来的巨大差异。倘若我们在自己的处理器上加装一个按 钮，让您能对机内的数字滤波器做某种程度的改变，那您也一定会听出相当的差别。又或者， 我们将该过程“机外”化，令它独立的成为一款产品，并放到市场上去大赚一笔。但是这样做 对我们客户的利益没有任何好处。说到底，假如我们（或是其他的厂家）拥有一个运算能力极强的处理系统来进行这 一工作的话（我们也的确拥有），那么，将产品

6、研发过程中所淘汰掉的失败技术”保留在 机箱内，并通过比较来反衬出我们经过了甄选的“优越技术”如何的更好，是否有违追求原 音重现的本意呢？再者，我们又是否应该为那些只被人们用来短暂地测验一下便弃置一 旁的东西而收取消费者大量的金钱呢？我们已认定了要不断地提高我们的先进科技，并确保产品中有且只有我们最尖端的 技术。某些人可能会认为我们太过天真（或理想化），但实际上，我们只是不愿为了让 经过优化的音响表现听起来更悦耳，而急于在我们的产品上提供一个非最佳音效的对比 选择而已。那噪声整形（noise首先，所有线性PCM （脉码调制）数字录音里的信息量都是有限的。如果录音室里 的整套录音乐信息记录的多寡与

7、否便只受制于取样频率（每秒钟从原模拟波形中提取多少个样本）和取样深度（用多少数据来描述那些样本。又称“量化精度”，以bit为单位）。我们所熟悉的CD唱片的标准取样频率和取样精度，被 规定为每秒44100次和16bit/样本。噪声整形（又称：调制）的确在很大程度上限制着低bit数DAC的性能，尤其是对于 那些普通的廉价1比特DAC而言。这些被称为“Sigma Delta”或“Delta Sigma的 DAC，# Sony/Philips设计中的数字交换发挥到了极至：它们用较高的取样频率来和大量的bit数做交 换。但即便如此，它们也未能达到足够高的转换速率去补偿1比特与16比特之间所存在的 巨大差

8、距，更不用说是24比特了。所以，它们需要通过噪声整形来将大量的噪声挪移到人 耳敏感的听觉范围以外。不过，就算是目前最好的1比特DAC，在略高于20-30kHz上面一 点儿的频带内，仍存在着大量的噪声，并且统统需要被过滤掉。当弄清楚了这些会导致声音听起来不一样的因素之后，专业唱片录音市场便采用了不同 的噪声整形器创造出了不同的“声音”就像使用均衡器之类的电子效果器。少数几家公司 为一些录音室设计出了这样的外置式数字效果器。这部分器材必须要具备数字输出端，以便 它们的“效果”信号能被送往其它器材做更进一步的处理。而且，那些输出信号还必须是拥有 极高取样频率/比特数的数字信号，原因很简单，如果没有增

9、加数据信息量，你就不可能进 行有效的噪声整形。跟我们的产品一样，某些厂牌的数模转换器是能够接受高取样率/比特数的音频信号 的，而其中的一些厂家已把噪声整形和上变换功能，定位成了一种原理类似于视频倍线器那 样的音质改善途径。不幸的是，部分消费者盲从的去购买某些器材，但却不知道它们究竟是 怎样改善音质的。倍受争议的“上变换”产品乃用户可调式超取样滤波器。（对于一个好的超取样滤波器来 说，噪声整形仅仅是众多影响它性能表现的参数之一。）为什么要为制造商已经包含在他们 解码器中的那些东西再花去数千美金呢？外置的超取样解码器是为唱片录音室所设计。因为 在那儿，作为整个录音技术处理的其中一个环节，它们会被用来改变唱片录音的音色，而这 些解码器与普通民用解码器唯一的不同就在于，它们的超取样滤波系统是用户可