Foobar2000 PCM到DSD实时转换软件设置、音质体验与工作原理
赵宇为 于 2016.09.07 22:34:37 | 源自:www.soomal.com | 版权:原创 | 平均/总评分:08.07/1638
PCM转DSD音质为什么会更好?

跳过或减少Delta-Sigma DAC的多比特多阶调制器

  • 图片转载自DSD-Guide
  • 如图所示,这是转载自DSDGudie[dsd-guide.com]的一张Delta-Sigma ADC和DAC的工作流程图。我们先来看DAC部分,即后面那个橙色方块的流程。Delta-Sigma是A/D和D/A的一套独特的方法,大概从上世纪80年代起即进入了这一类DAC独当一面的时代,有兴趣可以来看看这个帖子[音频]《转发一篇DAC发烧贴:1bit和多bit,DAC名器和简单原理!》[发布者:acwell] 。我们目前使用的DAC芯片,全部为这一类DAC。Delta-Sigma的实现方法很难用一个通俗易懂的例子来讲解,目前来看只能用数学的方法来描述,这里先不做讲解。

    但从音响发烧友的角度,用发烧友常用的词汇来谈谈Delta-Sigma DAC和我们常见的一些玩法和说法。首先,如上图可以看到它将这个模块标注为Oversampling DAC,即这种类型的DAC是要做升频的。因为44.1kHz的采样率相对较低,而低通滤波又不可能像数字上看到的那么理想,所以必须要把噪声推到更高的频率段。所以,Delta-Sigma DAC要做多阶的调制,对PCM规格的信号进行升频,并且做1bit化的输出。这个过程一般习惯称之为SDM即Sigma-Delta Module.所以,任何Delta-Sigma DAC都具有解码DSD的能力。老产品不支持DSD解码,是因为在设计上的数字通道没有留下硬件上的接口,而不是DAC的问题。

    将PCM转换为DSD 1bit输出其实并非SACD之后的专利和产物,从历史角度来说,SACD还应该是从Delta-Sigma DAC上获得了灵感而彻底优化后的产物。我们知道,在80年代很多CD机有1bit的解码技术,例如知名的飞利浦DAC7[这不是一颗芯片],而是TDA1547 DAC和SAA7350芯片的组合。因为设计师看不上TDA1547内的SDM,而外加一颗芯片SAA7350专门做三阶调制和数字滤波。所以,今天一些DIY产品只使用TDA1547是不可能做出DAC7的味道的。而在那个时代,由于集成在DAC内的SDM性能指标差,所以外置SDM和外置数字滤波器的方案很常见。这样看似费力的方案,其实性能确实不输给今天集成度很高的单一DAC芯片。但是,和优秀的DAC相比,例如CS4398已经有五阶的SDM,现代的DAC可能会更好一些。

    Delta-Sigma DAC用一种特别的方法对D/A进行处理,升频、波形重整的过程大体上说牺牲了速度而换取了精度。升频的好处对于信噪比来说显而易见,噪声被移到了很高的频率段,对模拟低通滤波来说设计更为方便。但,也正是SDM的多阶过程的每一个变化都会产生相位上,时钟上的失真。也因此我们一直在谈论说,数字音频对时钟要求多么多么高。这其实是Delta-Sigma方法和PCM编码带来的问题,而并不是所有数字音频的问题。当然,在CD机时代,电动机的伺服系统的时钟也同样重要。

    我们能否避免SDM带来的失真呢?DAC7和80年代的1bit DAC设备告诉我们一个方法,用更好的芯片来完成这个工作。不同时代有不同的做法。第一,我们在ADC时就直接使用高采样率,对于AD和之后的DAC来说,它可以少做升频,减少失真,降低时钟Jitter的影响。这也就是为什么我们听24bit/96kHz的音乐更好听的道理,并不是因为你听到了什么20kHz-48kHz的超声波,也不是因为96kHz的采样率记录了更多的节目信息,而是降低了SDM的负担,减少了DAC内部的失真[ADC同理]。但这还不彻底。彻底的方式,就是不经过SDM,直接输出。可不可以?

    当然可以,播放DSD得到好的音质就是这个道理。而我们现在要用软件来实现SDM更是可以,用电脑的CPU配合播放器软件来完成整个SDM的工作,而只使用DAC芯片内的DSD解码部分。所以,从理论上来说这是完全成立的。

  • 图片转载自DSD-Guide.这张图片的意思不是说高采样率和DSD拥有更多的信息,超声波配合你的超能力,所以听起来就更逼真。而是说,将噪声放在更高的频率段,明显更容易被模拟器件的滤波器滤除干净。
  • 也许你还不相信CPU和软件算法的能力?我们不如回到ADC,即你听到的录音制品制作的过程。即便是DSD64的SACD内容,它也是基于24bit或者32bit的384kHz或者352.8kHz的PCM录音下,通过SDM转换而来的,而不可能是DSD直接录音的。为什么这么说,因为目前DSD音乐无法做后期编辑处理。其实,24bit/352.8kHz已经并不比DSD64差了。

    小结:我们这里做一个小结,来说明Delta-Sigma DAC在解码PCM、解码高清PCM、解码DSD时差别的原因是在于它内部的SDM需要工作在什么状态。简单的说,我们使用24bit/96kHz[或更高采样率]是让了DAC内部的整形做更少的工作,而不是听到超声波。而我们用软件的方法做升频,也是同样道理——软件的升频其实是为了DAC内部不升频。而DSD是更彻底的方案,下面要做的就是用软件来实现PCM到DSD转换,让播放音乐时DAC直接进入DSD状态。

    请评分
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    144.052.139.***
    144.052.139.***
    发表于2020.02.24 15:43:59
    304
    222.218.007.***
    222.218.007.***
    发表于2020.02.10 22:22:34
    303
    039.158.140.***
    039.158.140.***
    发表于2020.01.13 22:44:57
    302
    114.039.218.***
    114.039.218.***
    发表于2020.01.05 17:56:47
    301
    101.088.139.***
    101.088.139.***
    发表于2019.12.22 19:26:33
    300
    219.228.104.***
    219.228.104.***
    发表于2019.12.15 00:08:48
    299
    182.038.162.***
    182.038.162.***
    发表于2019.12.09 20:25:50
    298
    113.014.131.***
    113.014.131.***
    发表于2019.11.14 23:44:55
    297
    027.019.238.***
    027.019.238.***
    发表于2019.11.03 14:19:31
    296
    119.130.201.***
    119.130.201.***
    发表于2019.10.28 22:57:03
    295
    042.245.203.***
    042.245.203.***
    发表于2019.10.23 17:55:09
    293
    183.236.000.***
    183.236.000.***
    发表于2019.10.08 17:27:35
    292
    036.106.198.***
    036.106.198.***
    发表于2019.09.29 12:01:34
    291
    223.104.147.***
    223.104.147.***
    发表于2019.09.20 20:38:06
    290
    137.189.241.***
    137.189.241.***
    发表于2019.09.13 03:38:19
    289
    119.112.207.***
    119.112.207.***
    发表于2019.09.08 07:32:43
    287
    提示
    本贴不可匿名回复,回复等级为:1 ,您现在正处在潜水状态
    回复
    验证码
    9198 为防止广告机贴垃圾,不得已而为之
    表情
    正文