可惜得很,像模拟录音一样,数码录音也是一出世就具有与生俱来的缺憾。但,希望藉科技之进步,人类在最近之将来有机会享受到更近乎完美的数码录音。

▲本刊 87年 9 月号试听之 Marantz CD94 采用四倍超取样数码滤波器

原子粒声与数码声

早期我们对数码技术的认识,大部份资料均来自有商业宣传成份的数码拥护者手笔,加上最初几张 Telarc 数码碟确有雷霆万钧之势,于是对数码技术之压倒性深信不疑。民心思变,创出一个庞大的市场需求大公司纷纷跟进,斥巨资添置成本高昂的数码器材。

由八二年开始,大公司已停止了普通模拟式录音工作。

但是,早期不少数码LP 碟及 CD 音色实在十分刺耳,尤其是弦乐音色,根本上与真实的东西相差太远,很容易引起听觉疲劳。比较同期的模拟录音,就显见后者悦耳像真的音色容易接受。人们于是开始怀疑,对数码及模拟两技术的优劣点互相比较结果,发现数码录音虽然消除了模拟式的好多缺点,却代之以另外一堆缺点。

Hi Fi 玩家由胆机时代转入原子粒时代的第一个经验,就是原子粒机音色更清楚了利,噪声哼声更低,动态更劲。但原子粒机的「原子粒声」,却尖锐刺耳,容易引起听觉疲劳。数码碟(初期)跟仿真碟音色之比较,给人印象亦复相同。在基本上,原子粒声跟「数码声」的特性及形成,也有共同点。原子粒的操作,是一个开关,在一开一关之下,造成难听的「开关失真」。在胆机时代,音响学家根本不知道人耳会对这成份微乎其微的开关失真会敏感到如斯田地。(他们更无法想象今人将唱臂移高移低少许将垂直循行角改变 188; 度之音色变化都听得出来。)灯胆机是没有开关失真(只有交替失真)的机器,后来原子粒机发展到纯 A 级动作,才消灭了开关失真,但原子粒机的音色多及不上胆机般音乐化。电声学上最近的研究解释,是人耳可以接受比率较大的「圆滑」失真,例如温和的三次谐波失真。灯胆机在这方面的失真率高达 0.5%,也惹不了听觉的反感,但,一些「断续」性(非模拟)失真却好容易刺激了听觉的流畅感。开关失真和其他不知名的数码失真都属于「断续」性。数码录音是一项超高频开关的取样量子扫描,它所产生的开关失真,其刺激官感的特性亦复相同。CD 碟 16Bit/44.1KHz 取样频率所扫描出来的每秒每声道 700KHz 以上脉冲,竟然影响听觉的流畅感,真是不可思议了。(另一派人士认为上述理论属于无稽,这是后话。)

▲RadialTracking System

数码式滤波实现理想

另一种老生常谈的数码失真,是高周滤波线路的毛病。数码录放音的「开关」(取样)频率 CD 标准,是 44.1KHz。这个频率在工作时绝不容许邻近有超音波频率干扰。否则标本(Sample)和量子(Quantization)的正常操作便受影响而产生巨变。所以,数码录音的第一个工作,是把从咪高峯拾取到的音频讯号通过削切度极端急激的滤波器,把 20KHz 以上的超音波完全除去。为什么 44.1KHz 标本周率要令数码录音频带上限于 20KHz(或更低)?而不是30KHz?好多人这样问,以为 30K 与 44K 之间还有段 10K 距离,好远。实际上绝非纸上谈兵那末理想。20K与 44K 的距离,在频谱表上看,是非常的接近,在音响学上,它们相距只有一个倍频多点(Octave)。技术上,要把一个音波的倍频完全切去,是非常困难的。初期,电声学家们采用的模拟式滤波线路未臻佳境,影响 20KHz 以下的音波出现相位歧变,这种相位失真,是数码录音刺耳音色的主要来源,是数码录音独有的「性格」失真。模拟录音没有这类失真,反数码的人也是以此为最劲攻击武器。

初期,还以为解决上述相位失真的唯一方法是把标本周率向上推。专业用机的标本周率是 50KHz,它所产生的相位及开关失真比较圆滑。CD 碟的 44K 水平,果然订得太低。最理想是做到60K 至 80K 的标本周率,削切滤波器也可以30K 至 40K 为削切点,所提供的录音,频带更宽,相位失真也更低。

数码录音技术,由于「数码式」滤波系统的发展,而获得了突破。现时,全世界数码录音机及较高级 CD 机均已改用数码滤波与模拟滤波联用。

数码式滤波是电声学家梦想之实现,它的工作理论十分简单,线路结构却十分复杂。录音界把削切式滤波器称为砖墙(Brickwall)滤波。意思是音频在割切点上有如碰到一堵砖墙,绝对不容许有走漏的频率泄出墙外。数码式砖墙滤波,其实是一部点算频率数目的高速计算器,你把它的点算频率限在 20KHz 的话,它的点算就以此为界限。20K 以下的数目,统统保留,20K以上的数目,就统统「摒诸墙外」。而且,保留的讯号亦不会引起相位失真。

实用上,CD 机采用数码滤波系统之后,CD 刺耳声有了大幅改善,但并非说每部用数码滤波的CD 机都一样好声。

(原文刊于1987年12月号《Hi Fi Review》,作者雷明先生)