观点 | “只有真正1bit DSD解码,才是最线性、最接近于类比的数字模拟转换方式” 数码技术总工程师Ted Smith告诉你-影音新生活

Ted Smith原本是Microsoft的程式设计师,曾经替专业数码解码工作站写过程式,也精通DSP程式设计。这位留着一脸大鬍子,脑袋运转速度与讲话一样超快的程式设计天才,同时也是一位重度发烧友,早在Sony发表SACD的那一天起,他就洞悉DSD格式的重要性,开始钻研DSD解码技术。

观点 | “只有真正1bit DSD解码,才是最线性、最接近于类比的数字模拟转换方式” 数码技术总工程师Ted Smith告诉你-影音新生活

在替PSAudio设计数码信源之前,他早已投入十年时间做出DirectStreamDAC的原型,后来经过DSD阵营重量级录音师GusSkinas引荐,TI的原型机才被PSAudio化为实际产品,促成了Directstream DAC的量产。

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不论PCM或DSD信号,进入DirectStreamDAC数字模拟转换器之后都会先转换为DSD格式再进行DSD解码,这是否代表你认为DSD优于PCM?

在探讨这个议题之前,我必须要先导正一般人对于DSD的观念。就档案格式而言,DSD与PCM其实一样好,都可以记录大量音乐细节,差异只是格式不同而已。我之所以坚持DSD,并不是因为PCM档案格式不够好,而是“PCM解

码”的方式不够理想。简单的说,PCM的多位元解码太复杂,而且只能仰赖数码滤波去“推测”原始类比波型,这个过程会掩盖掉数码信号的原貌,也就是说,PCM解码无法发挥PCM信号的真正实力。

反观DSD解码,则是一种更简单、更线性、更接近于类比的解码方式。理论上,DSD解码只需要一颗电阻与一个电容,就可以构成简单的低通滤波线路,将DSD转换为类比信号。这种转换不但误差更低,而且不需要像PCM解码线路一般严格要求元件配对。不过必须注意的是,上述优点只有在真正1bitDSD解码的状态下才能实现,在这个前提下,我认为1bitDSD解码优于多位元PCM解码,即使是PCM信号,如果先转换为DSD,经过1bitDSL)解码,同样能挖掘出隐藏在PCM中的所有音乐信息。更简单的说,不论对DSD或PCM档案而言,1bitDSD解码都是最理想的数字模拟转换方式。

难道市面上的De|taSigmaDAC晶片不是1bitDSD解码吗?

大多数厂製晶片虽然是DeltaSigma解码架构,骨子里其实都是多bit解码,这种DAC晶片并不具备上述1bitDSD解码的真正优点。为何厂製DSD解码晶片都是多bit架构呢?因为真正的1bit解码对电源品质、时基误差与噪信的要求极高,但是厂製晶片将数码与类比线路全部整合在同一颗晶片中,不但噪信太高、而且元件与电源品质都难以要求,所以一般厂製DSD晶片只好另外用4bits进行noiseshaping降低噪信,以便降低对滤波线路要求。这是我坚持捨弃厂製晶片,自己用FPGA进行数码处理与升频转换,并且以分砌式线路打造1bit解码架构的原因。Directstream DAC使用XilinxSpartan6FPGA作为数码运算引擎,处理效能不但远胜厂製晶片,而且采用分砌式线路,不但可以将数码、类比线路分离,也不用担心高速升频运算时的散热问题,噪信因此得以大幅降低。再搭配经过多重滤波、稳压的电源供应线路,为1bit DSD解码建构理想的工作环境。

但是许多人认为DSD解码有高频噪信问题?

这个问题的确存在,DSD解码之所以要搭配NoiseShaping处理,就是为了解决这个问题,利用NoiseShaping将极高频的噪信去除,保留人耳可闻的完整音乐信号。为了彻底解决这个问题,DirectStream DAC在进行DSD解码之前,还会先将所有DSD信号进行10倍升频,藉此将噪信转移到人耳不可闻的极高频领域,再降转为两倍DSD,彻底解决DSD解码的先天缺陷。

连PCM信号也会先进行10倍升频吗?

是的,不论PCM或DSD信号,进入DirectStream DAC之后都会经过我开发的FPGA程式,进行数码处理与升频转换,将所有信号都拉升到相同频率,如此一来,DirectStream DAC只需要一个主时钟,发出单一时脉频率,就可以统一整个数码处理过程的时脉,此举不但可以大幅降低时基误差,甚至可以排除容易产生时基误差的PLL相位锁定线路。DSD解码对时基误差极度敏感,所以降低时基误差非常重要。除此之外,藉由10倍升频消除高频噪信消除之后,后端的低通滤波线路也可以大幅简化,只需搭配斜率平缓的滤波线路即可。

DSD信号进行数码处理非常困难,但是DirectStream DAC却具备数码运算的音量控制,这是怎么回事?

前述的10倍升频,其实是一种PCM转换,数码运算音控就是在此进行。此时音乐信号已经提升到10倍于DSD的分辨率与30bit的位元深度,在这个状态下进行20bit的数码音量控制,不但可以打造完全无损的数码音控,失真甚至比任何顶尖的类比或数码音控更低,足以取代前级,实现DAC直入后级的极简理想搭配状态。

DSD与PCM之间的转换不会有失真吗?

DSD与PCM的转换是用我自行开发的FPGA进行,这是我钻研超过十年的成果,可以将转换的失真降到最低。许多人认为转换过程应该越少越好,但是这个转换的好处远大于缺点。如前所述,DSD与PCM格式没有好坏之分,关键在于最后必须进行真正的1bitDSD数字模拟转换。