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      知識:什么是單比特與多比特

      [ 07-9-11 11:01 ]  太平洋汽車網(wǎng)  
        數(shù)碼轉(zhuǎn)換器的基本構(gòu)造,通常分為接收、數(shù)碼濾波、數(shù)/類轉(zhuǎn)換、I/V轉(zhuǎn)換、類比放大等機個部分。以下僅就數(shù)碼濾波與數(shù)/類轉(zhuǎn)換作一淺釋。

        CD的取樣頻率為44.1KHz,這個規(guī)格的制定是根據(jù)Nyquist的取樣理論而來,他認為要把類比訊號變成分立的符號(Discrete Time),取樣時的頻率至少要在原訊號的兩倍以上。人耳的聽覺極限約在20KHz,所以飛利浦在一九八二年推出CD時就將其制定為44.1KHz。取樣是將類比訊號換成數(shù)碼訊號的第一步,但精密度仍嫌粗糙,所以超取樣的技術(shù)就出現(xiàn)了。一般八倍超取樣就等於將取樣頻率提高到352.8KHz,一方面提高精度,一方面經(jīng)過DAC之后產(chǎn)生的類比訊號比較完整,所需的低通濾波器(濾除音取樣時產(chǎn)生的超高頻)次數(shù)與斜率都可大幅降低,相位誤差與失真也都會獲得巨大改善。不過CD每隔0.00002秒才取樣一次,超取樣后樣本之間就會產(chǎn)生許多空檔,這時需要有一些插入的樣本來保持訊號完整,而這樣的任務就落在數(shù)碼濾波器身上(Digital Filter)。比較先進的設計是以DSP(Digital Signal Processor)方式計算,以超高取樣來求得一個圓滑曲線,例如Krell的64倍超取樣,但目前只有Theta、Wadia、Krell、Vimak擁有這樣的技術(shù)。另一類數(shù)碼濾波是事先將復雜程式與在晶片中,有類似DSP的功能,日本Denon、Pioneer 皆有這樣的設計。最普通的方法是利用大量生產(chǎn)的晶片,NPC、Burr-Brown都有成品供應,當然效果會受一些限制。   

        在數(shù)碼濾波之后,就進入DAC了,從這里開始有單比特與多比特的區(qū)別。多比特是數(shù)碼訊號通過一個電流分配器(Current Switch),變成大小不同的電流輸出,因為數(shù)碼訊號是二進制關(guān)系,所以DAC的電流也以1、2、4、8的倍數(shù)排列。每一個比特分別控制一個電源分配器,隨著音樂訊號變動,輸出電流也跟著改變,接下來是一個速度很快的I/V轉(zhuǎn)換線路,把這些電流變成電壓,再接下來經(jīng)過低通濾波器,完整的類比訊號就出現(xiàn)了。一個二十比特的DAC,其輸出電流變化是1,048,576個,解析度已經(jīng)相當高了。現(xiàn)在最常用的二十比特晶片有Burr-Brown的PCM-63與改良型PCM-1702,最貴的大概是Ultra-Analog的模組。  

        電壓的模組中,輸入訊號比參考電壓高輸出就是非曲直,反之則為0;第二個訊號再與第一個訊號比較,更高的就輸出1,較低輸出0…以此類推。因為它只比較間的大小,所以樣本要增加,需要更高的取樣頻率,從早期的256倍到最新的384倍就是個好例子。只有一個比特的訊號會進入一個叫開關(guān)電容(Switched Capacitor)的DAC中,還原成類比訊號。常用的單比特晶片都是飛利浦制品,最早有SAA7320,現(xiàn)在則把SAA7350與TDA1547合在一起稱為DAC7線路,Crystal也有類似產(chǎn)品。   

        何者為優(yōu)并無定論,唯一可以肯定的是絕大部分高價機種都是多比特設計。

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