怎样令聆听室回放出美妙的泛音和谐波 [复制链接]

harvey 在 2005-8-23 12:40:00 发表的内容 乐也 在 2005-8-23 11:47:24 发表的内容 “听说该厂的仿3/5A颇成功，我只是在何氏的聆听室聆听到，但该聆听室环境非常差，听不到真实效果。” ——那厂家如何试听或测试产品？ 投产的正式型号最后品检是在无回响室内进行的，测检数据也是从实际测检过程得来。

毕竟音箱不是只靠数据的，这样生产出来大概会有问题吧：）

leslie 在 2005-8-23 13:01:57 发表的内容 harvey 在 2005-8-23 12:40:00 发表的内容 乐也 在 2005-8-23 11:47:24 发表的内容 “听说该厂的仿3/5A颇成功，我只是在何氏的聆听室聆听到，但该聆听室环境非常差，听不到真实效果。” ——那厂家如何试听或测试产品？ 投产的正式型号最后品检是在无回响室内进行的，测检数据也是从实际测检过程得来。 毕竟音箱不是只靠数据的，这样生产出来大概会有问题吧：）

有理。我说的是「投产」的音箱，意思是他们已经再三修改、聆听比较透彻、认为已经达到设计要求，

乐也 在 2005-8-23 11:47:24 发表的内容 “听说该厂的仿3/5A颇成功，我只是在何氏的聆听室聆听到，但该聆听室环境非常差，听不到真实效果。” ——那厂家如何试听或测试产品？

投产的正式型号最后品检是在无回响室内进行的，测检数据也是从实际测检过程得来。

音箱厂就是个木工房!HI--FI多是瞎吹!无非是想骗钱!

为什么和怎样应用超级高音单元的

骤看来似乎是一个反映音响爱好者企图提高聆听频范围，把频率响应扯到更高频域的问题？

什么是可闻频域？通常人的闻域是 20 Hz 至20 kHz。论论你是怎样固执己见的人，你不能不承认这种说法是「有名无实」的，因为闻域上限是随着个别人的身体情况，必须接受耳朵逐渐的侵蚀变化、老化程序（老年性耳聋）所支配的。幸运的是我们会有少数的人，能聆听到的闻域会较旁人广阔，甚至或者超越超20 kHz。激光唱片CD就是根据这种情况而设立规范基点：20 kHz频宽、44.1 kHz 的采样比率，加上一个足够频宽的转变频带的 Nyquist（插值法）频率22.05 kHz，与一个低通过滤器（在数字的音响转换器的输入的半采样频率上，用以衰减的频率避产生免别名的反别名过滤器），回放时并以相似的情况重整。

如果坚这个20 kHz 极限状态，说真的，那些声音的工业观测者，已经开始怀疑SACD 和DVD-A大力拥护推展较高的采样比率，甚至在关心这方面的发展与争论，主要是日本人（参与设立SACD和DVD-A规范的日本公司代表）强调了目前新的超高音单元的输出频率，也许已经可以延伸至100 kHz 或更高，因此录音的媒体也必需开发史无前例的新的超可闻声的可能性。如果我们的闻域超越20 kHz（没有人认真地说我们能够听到，至少在传统的感觉中不会强调)。那么论点是什么呢？只有这个问题得到完美的答复之后，才能够中肯的接触第二个组件有关问题：音箱设计者应该怎样设计及制造出比较以前正在的再生频率提高到二个八度音。

chengxd 在 2005-8-24 12:59:57 发表的内容 音箱厂就是个木工房!HI--FI多是瞎吹!无非是想骗钱!

想不要被音箱厂骗钱的话，不妨叫木匠替你制造两个箱子，把你选择的单元安装上去，这样钱就会袋袋平安，声音呢？只有天知道！

harvey 在 2005-8-24 12:27:00 发表的内容 为什么和怎样应用超级高音单元的 骤看来似乎是一个反映音响爱好者企图提高聆听频范围，把频率响应扯到更高频域的问题？ 什么是可闻频域？通常人的闻域是 20 Hz 至20 kHz。论论你是怎样固执己见的人，你不能不承认这种说法是「有名无实」的，因为闻域上限是随着个别人的身体情况，必须接受耳朵逐渐的侵蚀变化、老化程序（老年性耳聋）所支配的。幸运的是我们会有少数的人，能聆听到的闻域会较旁人广阔，甚至或者超越超20 kHz。激光唱片CD就是根据这种情况而设立规范基点：20 kHz频宽、44.1 kHz 的采样比率，加上一个足够频宽的转变频带的 Nyquist（插值法）频率22.05 kHz，与一个低通过滤器（在数字的音响转换器的输入的半采样频率上，用以衰减的频率避产生免别名的反别名过滤器），回放时并以相似的情况重整。 如果坚这个20 kHz 极限状态，说真的，那些声音的工业观测者，已经开始怀疑SACD 和DVD-A大力拥护推展较高的采样比率，甚至在关心这方面的发展与争论，主要是日本人（参与设立SACD和DVD-A规范的日本公司代表）强调了目前新的超高音单元的输出频率，也许已经可以延伸至100 kHz 或更高，因此录音的媒体也必需开发史无前例的新的超可闻声的可能性。如果我们的闻域超越20 kHz（没有人认真地说我们能够听到，至少在传统的感觉中不会强调。那么论点是什么呢？只有这个问题得到完美的答复之后，才能够中肯的接触第二个组件有关问题：音箱设计者应该怎样设计及制造出比较以前正在的再生频率提高到二个八度音。

记得当年至尊刚香港推出时，名写手阿二先生曾经这样说：「我看应该是躺卧在地上聆听、或甚至最好倒立着聆听。」意思是这样。我我看认为至尊声音正常、而且买下它们的要么是傻子、是耳朵生在脚上的、是侏儒……

对了，k19代表的是什么?

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DSD录音方式与PCM录音方式的过程方块图。图中可以知道DSD录音方式过程较少。

Tact与Sharp异中求同

看到这里，虽然您可能还不习惯这种数位放大的理论，不过大概也能够窥知Sharp与Tact的数位放大有许多异中求同之处：

一、Tact使用转换过后的PWM数位讯号来控制电压切换动作，进而驱动喇叭。而Sharp却直接使用1bit数位讯号来放大，不过它也是藉由切换开关动作来放大1bit数位讯号的。

二、Tact的切换电压（Switching）是依输入讯号大小而变动的，而Sharp的切换电压是固定的。

三、Sharp使用一个七阶Delta Sigma调变LSI来把类比、PCM讯号转换成1bit数位讯号，而Tact如果要处理类比或1bit数位讯号则必须外接处理器或依赖升级模组。四、Sharp采用回授线路，而Tact没有回授线路。

至于二者的相同之处则是：它们都在最末端的输出级上接上一个滤波器，用以滤除很高的频率，因为这些极高频率里掺有调变杂讯。Sharp把100KHz以上的频率滤除，Tact则把60KHz以上的频率以每个八度12dB的斜率滤除。

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1bit与多bit有什么不同？

写到此处，或许读者们会有一个疑问：到底1bit与多bit之间有什么不同呢？它们各拥有的利弊又如何？其实这也是SACD与DVD-Audio基础规格之争。我们都知道，CD采用的是多bit的处理方式与记录方式，由于当初发展CD时的技术限制，工程师们把CD的最高频率再生范围限定在20 KHz。而根据1928年电信工程师Harry Nyquist的理论，假若我们要把类比讯号经过取样而数位化时，取样的频率至少必须有欲再生最高频率的二倍才够，所以才会有44.1 KHz取样频率的诞生。

20 KHz频率够吗？每秒取样44,100次够吗？这是长久以来争论不休的问题。所以当DVD-Audio制订规格时，干脆把取样频率提高到192KHz，同时也把解析力提高到24 bit。192 KHz的取样频率意味着可以完整再生96 KHz的频率，这远比CD的20 KHz高出很多，而24 bit的解析力与动态范围也比16 bit大太多了。这样的规格已经是所有音响迷梦寐以求的。

为什么SACD还要提出1bit的DSD（Direct Stream Digital）录音方式与之对抗呢？问题就出在由于CD的PCM数位录音方式必须经过取样（组合成波形）、量化（决定声波的振幅，也就是讯号大小，16bit就代表2的16次方种大小不同的电压讯号变化，24 bit就代表2的24次方大小不同的电压讯号变化))过程。由于取样频率不够高，所以波形重组后无法还原成原来的类比波形；也由于量化过程中，难免会有遗漏的相对应电压变化（这也就是量化杂讯），所以必须使用数位滤波器来把量化杂讯滤除。当然，更为SACD阵营诟病的是，当类比讯号转为数位储存时，一开始就把高于20 KHz以上的所有频率滤除。一开始就不好，后面在努力也没用，这就是SACD阵营的看法。

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1 bit SACD的好处

既然SACD阵营认为多bit系统不够理想，那么它们的1bit系统又有什么好处呢？

第一，他们一开始就把再生频率订在100 KHz，这比DVD-Audio的96KHz还高一些。更重要的是，他们把取样频率订为44.1 KHz的64倍，也就是2,822,400 Hz，这远高于DVD-Audio的192,000 Hz。这么高的取样频率代表什么意义呢？很简单，44.1 KHz的取样频率代表在20 KHz的类比波型上取约二个点来重组类比波形，192 KHz的取样频率代表在20 KHz上取约10个点，而2.8224 MHz的取样频率代表在20 KHz上取约140个点。就再生波形的完整性上，取样频率愈高当然愈好。事实上，假若我们把取样频率换算为每取一个点要多少时间时，更会发现1 bit系统取样的快速：CD 44.1 KHz系统每0.0000226757秒取样一个，DVD-Audio 192 KHz系统每0.0000052083秒取样一个，而SACD 2.8224 MHz系统每0.0000003543秒取样一个。

取样只不过代表重组波形时的完整性，另外一个重要的东西，也就是波形振幅（声音的大小）。1 bit系统是怎么做的呢？这就是1 bit名称的由来了。多bit系统以16 bit或20 bit、24 bit的位字符串长度来代表讯号振幅的大小（也就是电压的高低）。换句话说，16 bit的系统代表可以得到65,536段不同电压的变化，20 bit与24 bit则更高，请您自己计算。问题的重点是，不论24 bit能够切割出多少段电压的变化，它总是无法与原来类比波形电压的变化丰富性相比，因为类比的电压变化是连续的，也就是无限多段。更何况，要生产24 bit或更高规格的芯片非常困难，所以，1 bit系统干脆另起炉灶，它不以多位来代表波形的振幅，而是以0或1一个 Delta Sigma Modulation / 1 bit Conversion LSI，把类比讯号转为1 bit数位讯号。接着就直接把数位讯号传入一个固定电定电压高速切换式线路。

1 bit就完美无缺吗？

换句话说，多bit系统以垂直方向把波形切割成很多的电压大小变化，而1 bit系统则是以水平方向来把波形疏密排列出来，它以疏密排列的宽度（Width）来容纳音乐讯号，所以也有人称这种记录方式为PWM（Pulse Width Modulation）。到底这波形的疏密有什么意义呢？我们不要忘了，人耳所听到的声波就是疏密波，这也就是为什么1 bit系统再生方式比较类似类比方式的原因。

至此，我们必须要提出一个问题：既然以多bit的方式来再生声波的强弱变化会有遗漏，那么用1 bit的方式就不会遗漏吗？答案是：二种方式都会有所遗漏，只不过1 bit系统因为处理过程少，技术难度较低，所以比较容易做得更好。事实上，如果光看动态范围，理论上24 bit的动态范围可以达到144 dB（每一个bit可以有6 dB的动态范围），而1 bit系统只能得到120 dB的动态范围而已。要提醒您，这里所谓的动态范围并不是涵盖0─100 KHz或0─96 KHz，而是顶多涵盖0─20 KHz而已。

1 bit不需要数位滤波器

来，让我们重新复习一下多bit PCM录音与1 bit DSD录音之间有什么不同：

第一、PCM录音每秒取样192 K次，而DSD录音每秒取样2.8224 M次。

第二、PCM录音以24bit（以前是16bit）的位字符串来定位每一个取样点的不同电压大小，而DSD录音每一个取样点只以一个位（0或1）来代表声音强弱。这也就是说，如果声音增强，就以1来记录；声音衰减，就以0来记录。如果以正弦波形来观察，正半波都是以1来代表，负半波都是以0来代表（不要忘了，0与1代表电路上的开与关动作），正半波与负半波的交界点（0点）就以0与1的切换来代表。

第三、PCM录音在类比转数位或数位转类比的过程中需要用到数位滤波器，滤波动作愈多，就愈容易产生杂讯与错误。而DSD则仅在输出端使用一个类比低通滤波器，来把100 KHz以上的频率滤除。

第四、DSD讯号很容易就可以转变为16 bit / 44.1 KHz讯号，所以DSD母带可以同时用来制作SACD与CD。而PCM母带无法用来制作SACD。

数位扩大机的好处

看到这里，我想您对于1 bit DSD（Direct Stream Digital）录音方式与Multi-Bit PCM录音方式已经有了初步的概念，对于数位扩大机也已经开始了解。现在，让我们回头来看看数位扩大机与类比扩大机相比，到底有哪些好处？如果以Tact Millennium扩大机来看，它不使用负回授，所以不会有相位问题。它在内部不放大类比讯号，所以也没有类比讯号的各种失真。由于它不使用传统晶体或真空管放大组件，几乎不会发热，所以能源利用率高达95％。最后，由于喇叭并非与放大组件直接耦合，所以没有喇叭回输到扩大机的反电动势问题、也没有阻尼因数问题。至于Sharp SM-SX1的优点我想也与Tact相近。

最后，我们要谈到数位讯号的防盗拷问题。我们都知道，SACD与DVD-Audio一样，为了防止盗拷，内中都安置有防盗拷装置。假若我们要从SACD或DVD-Audio唱盘直接把数位讯号传输到数位扩大机中，一定要先解决防盗拷码对声音劣化的可能性。对于这样的问题，我不知道Tact要如何解决。不过Sharp却以自身研究的13针讯号线来将自家的DX-SX1 SACD唱盘与SM-SX1数位扩大机连接，达成「直接接驳」1bit数位讯号的目的。请注意此处的「直接接驳」意义，它指的是就算您用这种13针的讯号线把1 bit数位讯号传送到数位录音座或数位录音光盘机上，它也无法录下来。

开始接受数位新观念

数位扩大机未来能够发展到什么程度？音响迷能够接受数位扩大这种新观念吗？未来会有多少厂家加入数位扩大机的行列？老实说我都不知道，不过我深深期待。您想想看，我们在不得已的情况之下，把类比讯号转为数位储存，在这个过程中已经损失掉某些东西。假若我们在播放时还要把数位讯号转变为类比讯号去放大，那不是再一次的损失吗？既然数位时代是不可避免的，我们所能要求的就是尽量减少多次数位/类比转换所遭致的讯号损失。在这样的目的下，数位扩大机的确是很好的解决方式。

科研级旗舰 在 2005-8-24 18:06:33 发表的内容 harvey老兄你是知道的，CD中是没有20KHZ以上的基音成分的。即使加大系统的频宽是为了保证能够把原音波形状非常接近真实的记录和再生，但由于SACD的频率上限是100K，我想知道从20K~100K这段频率内的信息是什么？注意，和重放无关

看来我要再转贴另一篇文章才能解释清楚：

DSD录音 数码放大器的魅力

数位放大？这是什么玩意？难道新数位时代就需要数位放大吗？这么说来，类比时代不是需要类比放大吗？这话说得一点都不错，在类比时代，我们的扩大机都是在放大类比讯号，也就是正弦波。然而，进入CD的数位时代之后，我们的扩大机还是在放大类比讯号，直到近年，才开始有人把数位讯号放大这件事付诸行动，并且成功的制作出优质数位扩大机。

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PCM多位录音方式。把一个类比讯号做垂直切割，将波形的「形状」分成许多小段，这就是取样的工作。把类比讯号做水平切割，将波形的「振幅」大小（声音大小强弱）以一组多位字长来代表，这就是量化的工作。取样与量化，就是PCM多位系统还原类比波形与振幅大小的最重要工作。

并非含有数类转换器的扩大机

在此我要先声明，所谓数位放大并不是把数位类比转换器装在传统扩大机里面，然后再从数位讯源直接传送数位讯号进入扩大机。这种方式最终还是要把数位讯号转换成类比讯号，再以放大过的类比讯号去推动喇叭。我所谓的数位放大并没有经过类比讯号这关，而是从数位讯源开始，就全部以数位的方式把数位讯号放大到能够推动喇叭为止，这才是货真价实的「数位放大」。

到底是谁那么天才呢？能够想出放大数位讯号的方法。其实人类只要能够想出放大类比讯号的方法，也就能够想出放大数位讯号的方法，只不过数位放大所需的关键组件在类比时代根本不存在，必须先把它们生产出来。这就好像我们的类比扩大机必须有真空管或电晶体，才能够把类比讯号放大。而数位扩大机所需的放大组件当然是完全不同的，这也是真正的关键难处。只要能够拥有数位放大组件，我想一般厂商也都能够制造数位扩大机。

Tact与Sharp殊途同归

据我所知，目前全世界只有二家制造数位扩大机的厂家，一家就是我上次报导过、丹麦Dali老板所主持的Tact，其产品为RCS 2.0前级与带有音量控制的Millennium扩大机；另一家就是日本Sharp，其产品为SM-SX1与SM-SX100综合扩大机。此外，我记得以前Genesis喇叭的低音部份也曾采用D类PWM方式放大，不过它所放大的只不过是低频段，这与全频段放大的难度有天壤之别，因此在本文中略过不提。

有趣的是，这二家虽然同为数位放大，但是所放大的数位讯号却有所不同。Tact所放大的是PCM（Pulse Code Modulation）数位讯号，也就是目前CD与DVD所采用的数位讯号（加上升级模组，也可以接受SACD讯号）。而Sharp所放大的却是1bit的比特流（Bit Stream）数位讯号，也就是目前SACD的DSD（Direct Stream Digital）录音方式所录出来的数位讯号。Sharp的数位综合扩大机允许输入类比讯号与PCM数位讯号，在机内转化成1bit数位讯号后再放大。我相信Tact的数位扩大机Millennium以后不需要升级也会有这方面的全配备才对。

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1 bit DSD录音方式。取样工作与PCM方式相同，不过取样的频率很高，达到2.8224MHz。与PCM不同的是，它不以多位字长来代表声音的大小强弱，而是以1或0代表振幅的强度，同时这些振幅强度成水平排列，就像一列车箱长短不同的火车。请注意图上音量愈大时（正弦波往上升时），1就愈多，音量愈小时，0就愈多。　

1bit数位放大

其实，若从Tact Millennium数位扩大机的放大原理来看，它的最终放大动作与Sharp的1bit理论应该是一样的，都是以0与1的切换动作来产生不同的电压，用以驱动喇叭。不过，表面上看起来Sharp所使用的数位放大方式比较简单与直接。到底Sharp是怎么做到放大1bit数位讯号的呢？它的讯号输入分为类比讯号输入、PCM数位讯号输入以及1bit数位讯号直接输入三种。假若是类比讯号输入，类比讯号会先进入一个七阶Delta Sigma调变LSI里面(7th Order Delta Sigma Modulation / 1bit Conversion LSI)，把类比讯号转为1bit数位讯号。接着就直接把数位讯号传入一个固定电压的高速交换开关线路里。切换什么呢？其实就是做0与1的电压开与关动作。接着再予以放大，放大后的数位讯号兵分二路，一路回授到前端的七阶Delta Sigma调变LSI里，另一路则进入低通滤波网路里，把高于100KHz的讯号滤除。滤除100 KHz以上高频的0与1开关电压则输出去驱动喇叭。

假若输入的是PCM数位讯号，则要先经过一个超取样数位滤波器，然后才能进入七阶Delta Sigma调变LSI。以后的处理程序就与类比讯号相同。至于输入的若是SACD讯号，那就直接进入七阶Delta Sigma调变LSI。从以上观之，我们可以了解Sharp的数位综合扩大机里，最关键的零组件就是一个七阶Delta Sigma调变LSI，一组Power Switching Circuit，以及一组最末端的低通滤波网路。

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如果输入10 KHz方波时，DSD录音方式与44.1KHz / 16 bit系统的方波输出比较。

PWM与Equibit数位放大

接下来，我们来看看Tact的数位放大是怎么动作的。Tact的数位扩大机是直接把数位讯源的PCM（Pulse Code Modulation）讯号先经过一个八倍超取样的数位滤波器，处理过的PCM数位讯号才送入一个叫做Equibit的DSP内，把它转变成PWM（Pulse Width Modulation）的数位讯号，这种PWM数位讯号是一种高度相同、宽度不同的方波讯号，看起来就像声波的疏密结构。事实上，PWM讯号与Bit Stream讯号看起像O一样的，所以也有人把Bit Stream数位讯号称为PWM（有关PWM，文后将再提及）。PWM讯号再经过左右声道Equibit输出模组与类比低通滤波线路（把60 KHz以上频率滤除），最后借着这种PWM数位讯号产生非常高速的强力开与关动作去推动喇叭。

到底这强力的开与关数位动作（等于就是0与1的数位讯号）是怎么推动喇叭发声的呢？就像我们用电池来测试喇叭单体，正接振膜就像前推，反接振膜就像后缩。数位扩大机就是把这个电池（Power）正反的动作以非常高速的状态进行，也就是利用PWM数位讯号去驱动一个高速的切换器（Switcher），藉以控制喇叭单体的发声。到底这个切换器速度有多快呢？一秒切换九千八百万次，也就是说它的速度高达98,000,000 Hz。至于推动喇叭的能源当然要从电源供应器供应。