1bit和24bitCD哪個聲音好聽些?為什麼?

路人112474386


目前大家常用的音源載體中,公認最實用音質最好的就是CD了,人們在評論mp3、APE、FLAC等常用壓縮格式時,常用CD的採樣規格作標準進行對比。在接觸了bit、kHz、kbps等參數關鍵詞後,我們很自然的會對其再次進行比較。從CD的標準中引出了我們此次要說明的重點,採樣規格中兩項最常用到的規格bit/kHz。這包含兩個概念,前者是採樣精度,位數越多,可供聲音描述的數據量就越豐富;後者則代表採樣的頻率,頻率越高、間隔時間就越短,所獲得的聲音就越細膩流暢。這兩個規範的來自於CD早期定義時所採用的編碼方式——PCM方式。

  PCM這個字眼相信DIY老鳥們已經聽過多次,但是其為何物呢?PCM(Pulse Code Modulation——脈碼調製錄音),所謂PCM錄音就是將聲音等模擬信號變成符號化的脈衝列,再予以記錄。PCM信號是由[1]、[0]等符號構成的數字信號。與模擬信號比,它不易受傳送系統的雜波及失真的影響。動態範圍寬,可得到音質相當好的影響效果。

  PCM脈碼調製數字音頻格式是70年代末發展起來的,80年代初由飛利浦和索尼公司共同推出。PCM的音頻格式也被DVD-A所採用,它支持立體聲和5.1環繞聲,1999年由DVD討論會發布和推出的。

  PCM的採樣精度從14-bit發展到16-bit、18-bit、20-bit直到24-bit;採樣頻率從44.1kHz發展到192kHz。到目前為止PCM這種單純依賴提高採樣規格的技術,其可改進的地方已經越來越來小。只是簡單的增加PCM比特率和採樣率,不能從底層改善它的根本問題。

PCM遇到的問題:

  PCM的主要問題在於: 1)任何PCM數字音頻系統需要在其輸入端設置急劇升降的濾波器,僅讓20 Hz - 22.05 kHz的頻率通過(高端22.05 kHz是由於CD 44.1 kHz的一半頻率而確定),這是一項非常困難的任務。2)在錄音時採用多級或者串聯抽選的數字濾波器(減低採樣率),在重放時採用多級的內插的數字濾波器(提高採樣率),為了控制小信號在編碼時的失真,兩者又都需要加入重複定量噪聲。這樣就限制了PCM技術在音頻還原時的保真度。

41bit是如何幹掉24bit:貼近Hi-Fi的SACD

更貼近Hi-Fi的SACD:

  SACD全稱叫Super Audio CD,即“超級音頻光盤系統”,它是由索尼和飛利浦公司合作開發的一款具有全面取代CD音源實力的最新格式的數碼系統。SACD採用DSD數字錄音技術,它的頻率範圍和動態範圍均優於CD。SACD是一種新型的光盤,它不是CD格式,而類似DVD光盤,播放時需使用SACD專用的播放設備。

  SACD光盤結構大致與DVD相似,播放面有單面和雙面,信息層有單層和雙層。目前市場上的SACD光盤較多采用單面雙層結構,一層是0.6mm基片上儲存16bits傳統CD格式的信號,可與CD兼容,另一層是0.6mm基片高密度的半透明層,儲存SACD格式的信號,再將兩片基片像DVD盤片那樣粘合而成。這種光盤可以在普通CD播放機上播放,也可以在SACD播放機上播放,當然,兩者的音質是有差別的。

51bit是如何幹掉24bit:1bit如何幹掉24bit

為何1bit能幹掉24bit——更有效率的DSD:

  DSD技術除了應用在SACD中,也有直接運用於CD中的,不過不同的是應用於CD的DSD應用終結於錄音部分,壓盤與回放依然採用PCM編碼,而SACD的技術指標則遠優於CD。SACD的核心技術是DSD (Direct Stream Digital 直接數據流),它與CD、DVD-Audio的多bit錄製原理有根本的區別。

DSD的技術要點:

  DSD的技術,簡單地講它是將信號以2.8224MHz採樣、經多階Δ-Σ調製,輸出1bit信號流。在整個SACD系統中,都按照1bit的規格進行編碼解碼,因此相比PCM少了採樣精度交替變換帶來的音質劣化。

  多階(如:7階 7th Order)Δ-Σ調製器運用負反饋,將信號與上次採樣的波形進行比較(差分運算),“大於”便輸出“1”,“小於”便輸出“0”。利用求和器將波形在一個採樣週期中積累,以形成下次的比較波形。Δ和Σ則分別是差分和求和的含義。由此可見,1bit信號流是相對值,而傳統的PCM記錄的量化值是絕對值,1bit的效率被大大強化了!

  上圖為一個正弦波經多階Δ-Σ調製後1bit數據流。圖中顯示,正半周,振幅越大,出現“1”越多;負半周,振幅越大,出現“0”越多。這個圖讓我們想起揚聲器發出的聲波在空氣中傳播的情形:正半周,紙盆推出,壓縮揚聲器前方的空氣,使空氣密度增加,振幅越大密度也越大;負半周,紙盆拉回,使空氣密度降低,振幅越大,密度也越低。由此可見,1bit信號流竟然反映的是原始的模擬信號作用於揚聲器後聲音在空氣中形成的疏密程度!目前,有的公司已經在研究開發數字功放和數字揚聲器,希望將1bit二進制的數據經過數字功率放大器放大後,直接提供給數字揚聲器,數字揚聲器既是一個簡單的低通濾波器,又是將電能轉換為聲能的換能器,這樣,不但簡化了結構,而且提高了重放性能。







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