解密 | 你不知道的数字解码器

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如果用数字文件存储音频信号的话,那么可以说没有数模转换器也就没有音乐。你可能没有注意到,但我们大多数人每天都会用到数模转换器,通常被称为DAC。

DAC是解码数字音乐最便利的钥匙,它内置在计算机、平板电脑和智能手机等设备中,能把数字信号转换为模拟信号,并经过功率放大使人耳能听到。任何充当数字声音源的设备——无论是CD或蓝光播放器、DAB收音机、机顶盒、游戏机或便携式音乐播放器——都需要一个DAC将其数字信号转换为模拟信号输出。

功率放大器不能放大数字信号,扬声器也不能用数字信号来驱动的,我们的耳朵肯定也听不懂数字信号,因此我们需要模拟信号波形。如果没有DAC,你的数字音乐收藏只是“0和1”的集合。那么问题就来了,如何升级你的DAC,将原始模拟信号更准确地还原从而提升系统的音质呢?今天我们就教给你。

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什么是DAC?它是做什么的?

我们每天听到的声音——交通、仪器、婴儿的哭声——它们以连续变化的模拟信号通过空中传播到我们的耳朵。模拟录音存储以黑胶唱片和盒式磁带为载体,但是这种格式本身不易保存,并且容易产生不必要的噪音。后来,人们发明了新的载体——CD,数字音频革命的帷幕就此展开。

数字音频是一个非常不同的存储机制。数字音乐文件通常以脉冲编码调制(PCM)的形式存在,并且利用等间隔时钟信号测量模拟信号的幅值并以二进制数来替代它。幅值被表示为二进制数(1和0),并且该数字的位数通常被称为位深度。 测量的时间间隔称为采样频率。当记录标准CD时,每秒采样44100次。这些信号中的每一个被测量点使用了16位的精度,将结果存储为16位二进制数。另一方面,如果想记录高分辨率音乐,将采取24位的位深,采样率为每秒192000次(192kHz)。

数字音频数据可以以各种采样率,位深,编码和压缩格式存储,但无论如何完成,都是DAC使这些数字信号有意义,并尽可能准确地使其从其二进制格式转换为模拟信号。

你为什么需要一个独立的DAC

虽然每个解码都有一个DAC电路,但很明显,并非所有的DAC都是相同的。较差的数模转换器可能在回放期间由于设计不当的电路而引入噪声,并且它们可能不支持所有采样频率,更不用说还可能产生由于抖动而增加的额外失真。

这里说的抖动,即数字时序误差。数模转换需要高精度的时钟电路来产生高精度的时钟信号。如果不能正确地完成(通常是由于设计不当的数字时钟电路),转换性能就会受损。这种抖动问题会在每次的数模转换中产生。近年来,我们已经看到异步DAC在市场中占据的地位逐渐提升,甚至取代了计算机时钟的功能。

在专用Hi-Fi DAC中的时钟往往比在普通PC中使用的更精确,因此通常声音将更好。

音频文件决定一切

当然,要从DAC获得最好的音质,你需要有良好的音频文件——不要指望从128kbps的MP3文件里获得好声音。事实上,这种压缩信号在更好的解码下缺点更明显。以FLAC,WAV或ALAC(Mac)无损PCM格式存储的文件通常是最好的音频文件,你可以听到声音的最佳结果,同等格式的CD质量也非常高。

DSD和PCM

DSD即Direct Stream Digital,是PCM的替代品,并且是最初为超级音频CD(SACD)的格式,由索尼和飞利浦在90年代末和20世纪初提供。

不同于PCM,它提供位深只有一位,但有着高得多的采样率。例如DSD64有2.8 MHz采样频率,DSD128有5.6 MHz的采样频率。关于哪个编码系统更好的争论还在持续。如果你坚持选择DSD,那一定要先确定你的DAC是否支持它。

哪种DAC适合你?

DAC具有各种形状和尺寸,并提供不同的输入接口和功能,因此除了确定你的购买预算之外,你更需要学会如何使用它。

紧凑型USB DAC以合理的价格占据优势。它们的尺寸通常不大于U盘并且能通过USB接口连接电脑。它们使用USB接口供电,因此不需要额外的电源。然而,USB DAC使用很方便,但通常只有一个耳机接口和线路电平输出使其能挂接到有源音箱或其他高保真系统。

如果你需要更多的接口,并且不想把设备随身携带,台式DAC可能更适合你。这些设备通常较大,需要独立的电源供电,但通常提供几个额外的接口。如果你想使用耳机,请留意其是否自带耳机放大器,因为并不是所有的DAC都提供这一功能。

最后,有一些DAC被设计为家庭音频系统的一部分。这些通常会有更多的输入接口(尤其是AES /EBU接口)来支持更多的功能,支持所有采样率的音乐格式和提供蓝牙连接。有些甚至会与集成音量控制,所以他们可以用作前级。

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文章来自What Hi-fi? 翻译:西电Hi-Fi社

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