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DSD之谜:Andreas Koch对DSD的论述 [复制链接]

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1#
DSD究竟是何物?多阶Delta-Sigma是DSD吗?
希望Koch先生(DSD标准制定者)的权威性论述,能够为你揭开谜团。

摘要其中一些主要论点:
1. DSD就是Delta-Sigma Modulation(以下简称SDM);
2. SDM被应用于SACD的A/D(录音)及D/A(解码)环节;
3. SDM可以是1-bit DSD或m-bit DSD;
4. DSD-to-PCM或PCM-to-DSD转码过程,对音质有很大影响;
5. BrickWalls是PCM的典型频率特性,这是鉴别DSD的分水岭......

原文:http://www.dsd-guide.com/dsd-new-addiction-andreas-koch

此外,Wikipedia对DSD词条的最新注解,与Koch先生所述不谋而合:
1. DSD是存放SDM调制信号的具体方法;
2. SDM电路是产生DSD数据(信号)的物理器件;
3. m-bit DSD也称为DSD-Wide(宽带DSD),与1-bit同属DSD域。

注释:DSD-Wide,由SONY设于英国牛津大学的Pro-Audio R&D中心研制,全兼容1-bit DSD。
AES国际音频工程协会文献:http://www.aes.org/e-lib/browse.cfm?elib=9998

Koch先生所揭示的一个重要结论就是:
m-bit SDM = DSD (Wide)
m-bit SDM ≠ DSD to PCM !


所有DSD录音都来源于SDM。同理,SDM也用于所有SACD回放。
DSD是商业名称,SDM是其技术术语,DSD的真正含义。


那么,DSD是否会主导未来的数字音频呢?Koch的回答是:
Today it may be a combination of high rate PCM and DSD, tomorrow it may be mostly DSD.
最后编辑Artt 最后编辑于 2014-12-29 12:22:05
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2#

may be
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3#

下面看看SDM的具体应用:
A/D(录音) - 通常是8-bit/5.8M,便于SACD母带编辑。
D/A(解码) - 3~8-bit/2.8M。

SDM是否PCM?其实,不看Koch的文章,用常识就可以判断:
3-bit的PCM是失真且没有动态的,也没有2.8M的PCM标准。
此3bit的含义,是指Sigma(积分器)的Order,而不等同于PCM之2的三次方。

So,
m-bit SDM ≠ DSD to PCM !

DSD名称的由来又是怎样的?

DSD是个商业名称,SDM是个技术术语,二者是同一个东西。
SDM原理在上世纪50年代就提出了,60年代完善,70年代实验成功,80年工业化出现在第一代(1-bit)CD机上。
SONY为了Make Money,玩弄1-bit Magic,DSD就包装出炉了。

根据Miska的分析,DSD的真正原始定义是:Direct Sigma-Delta or Delta-Sigma Digital
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4#

Sigma-Delta M. 的疑惑算解开了。但是,仍然留下一些悬念......
那么,是否按1-bit方式及SDM架构的所有DAC,都能听到Pure DSD呢?

回到1楼Koch论点的第5条,无论前端流程如何,最终由模拟输出的频谱特征来判断。
根据Koch的论述,这个取决于DSD滤波器的设计和算法。

对于商业1-bit DAC,Direct模式下DSD信号直通,交到模拟域处理。这时,主要看具体的1-bit模拟设计了。
而SDM架构的DAC芯片,每家都有区别。一方面看DSD滤波,同时看是否有DSD2PCM介入。
从频域来判断,PCM to SDM ≠ DSD-Wide
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5#

高手,谢谢科普。
您的时间在那里,您的成功就在那里!
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6#

原帖由 eric 于 2014-12-24 14:38:00 发表
高手,谢谢科普。

谢谢版主关注。
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7#

如何验证Koch先生所述?告诉你一个简单方法:
Foobar插件的PCM to DSD,就是DAC芯片中SDM核心算法的PC移植。
至于HQPlayer,Miska直接定义为SDM(DSD)了。
为了验证,直接播放PCM音轨。FB或HQP将实时PCM to DSD转码,并输出SDM包。
接上DSD DAC,看DSD灯是否点亮?

上述实验,是一个对SDM概念的直观理解。
实际上,Saracon、AudioGate...等所有P2D转码都是建立在SDM算法基础上。P2D程序把SDM转存为DFF文件,而Foobar、JR、HQP播放软件把SDM数据包发送到USB DAC。
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8#

高深的理论啊!
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9#

1-bit在理论上展现了美好的前景,而实践中却遇到了巨大的困难。
Koch先生说,DSD可以向bit和Sample两维延伸。这样,DSD-Wide应运而生。
不过,SONY不会告诉你背后的故事。1-bit DSD的烙印深深植入我们的印象中,固化在静态的层面。

那么,1-bit和m-bit二者有何区别?
1. 1-bit量化噪声会劣化性能指标,而m-bit不存在这一问题;
2. 1-bit要克服性能缺陷,模拟电路设计难度大、成本高。m-bit方法简洁,SDM成本较低;
3. 1-bit不可编辑处理(除了罕见的DSP),m-bit可编辑处理;
4. 1-bit主要应用于SACD发行数据存储及少数DAC,m-bit多用于DSD录音及DAC。
注:上述信息摘要自Wikipedia。

1-bit还有一个难题就是增益:它的模拟输出,比PCM要低6dB。
要达到同等的响度,你得把前级音量开大。可问题又来了,烦人的底噪出现了。

按1-bit做D/A的设备,主要是EMM Labs、PlayBack两家。
不过,EMM和PB哥俩貌似不公开指标的,你可以想像难度之大。实际上,EMM也有机器用4-bit或5-bit/5.6M。
对于非专业厂商,在有限技术和成本内,同时解决好1-bit性能与增益问题,通常只是一个小概率事件。
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10#

DSD-to-PCM或PCM-to-DSD转码过程,对音质有很大影响;

请详细解释下!
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