В. Как формат SACD обеспечивает более высокое качество звука?

Я читал, что формат SACD использует всю длину слова в 1 бит. Почему это так, и как это дает более высокое качество звука, чем стандартные 16-битные CD?

Дейв Хикфорд

Технический редактор Хью Робджонс отвечает: краткий ответ на последнюю часть вопроса заключается в том, что качество улучшается, поскольку, хотя скорость передачи может быть намного ниже, частота дискретизации значительно выше: 2,8224 МГц вместо 44,1 кГц.

Аргумент в пользу подхода Direct Steam Digital (DSD), который лежит в основе формата SACD, заключается в том, что он полностью избегает всех этапов цифровой фильтрации, присущих современным линейным системам PCM - обычной 16-битной / 44,1 кГц или 24-битный / 96 кГц формат, или, действительно, любая другая комбинация чисел, которую вы хотите придумать! Утверждается, что крутые уклоны, необходимые в этих цифровых фильтрах, оказывают слышимое повреждающее влияние на качество сигнала, и, избегая фильтров, вы можете избежать повреждения и, таким образом, удалить «цифровой звук», который многие утверждают, что распознают и не любят. Тем не менее, были продемонстрированы самые последние достижения в области цифровой фильтрации - в частности, методика фильтрации, называемая «аподизацией», которая устраняет размывание времени и звон обычных цифровых фильтров с кирпичной стенкой, поэтому этот аргумент для DSD может стать неактуальным.

Большинство современных AD-преобразователей фактически дискретизируют аналоговый сигнал со скоростью, значительно превышающей требуемую частоту дискретизации - 128 раз - это обычное кратное число, но обычно с небольшим количеством битов. При дискретизации аудиосигнала с такими высокими скоростями он не сильно меняется между выборками, и все, что нужно, это определить, становится ли сигнал больше или меньше от одной выборки к другой. Затем применяется некоторая серьезно продуманная обработка сигналов, чтобы компенсировать сочетание очень высокой частоты дискретизации и низкого разрешения с гораздо более низкой частотой дискретизации и очень высоким разрешением. Этот вид AD-преобразователя обычно известен как дельта-сигма-преобразователь, и вы часто будете видеть ссылки на «128-кратно-дискретизированные дельта-сигма-преобразователи» в спецификациях продукта. Обратный процесс обычно используется в преобразователях DA, где цифровой сигнал передискретизируется с очень высокой скоростью, с несколькими битами, который затем преобразуется обратно в аналоговый.

Переиздание SACD Tubular Bells Майка Олдфилда включает стерео DSD, 5.1-канальный объемный DSD и стандартные версии CD альбома на одном диске. Преобразователи Delta-sigma имеют ряд технических и финансовых преимуществ по сравнению с более сложными и дорогими многобитовыми преобразователями, которые десять лет назад были основой преобразовательной технологии. Тем не менее, типичная стадия AD включает в себя процесс «прореживания» (по существу, много цифровой фильтрации) для генерации вывода PCM, а процесс DA включает избыточную выборку (более цифровую фильтрацию) для перевода данных другим способом. Подход DSD просто пропускает эти этапы прореживания и передискретизации, предпочитая вместо этого записывать необработанные дельта-сигма-данные. Следовательно, система записывает один бит данных для каждой выборки - простой 1 или 0 (что означает, что каждая выборка была больше или меньше предыдущей) - но в 64 раза больше стандартной частоты дискретизации 44,1 кГц (2,8224 МГц).

Это звучит удивительно элегантно, и многие люди клянутся в качестве звука, которое он обеспечивает, но, как и в случае с цифровыми вещами, на самом деле он намного сложнее и скомпрометирован, чем кажется на первый взгляд. Для начала нецелесообразно выполнять какую-либо значимую обработку сигнала в однобитовом потоке данных, поэтому сигнал DSD должен быть преобразован в 4- или 5-битный сигнал для большей части обработки сигнала, и это, по существу, включает в себя то же самое процессы децимации и передискретизации, которых схема пыталась избежать в первую очередь! Во-вторых, я не знаю ни одного DSD-преобразователя, который бы генерировал однобитный вывод напрямую. Кажется, что большинство генерирует несколько битов с обычными стадиями дельта-сигма, а затем преобразует это в требуемый вывод DSD. Далее следует проблема шума: DSD заявляет о пропускной способности, превышающей 100 кГц, и огромном динамическом диапазоне в звуковом диапазоне, но факт заключается в том, что по сути существует огромное количество ультразвукового шума (созданного с помощью техники формирования шума, используемой для достижения респектабельный динамический диапазон в слышимой части группы). Это может повлиять на усилители и вызвать проблемы интермодуляции в значительной степени непредсказуемым образом.

У DSD есть три больших преимущества, но ни одно из них не связано с аудио. Во-первых, это совершенно новая и сильно запатентованная система, которая должна генерировать значительные отчисления для Sony и Philips, чтобы заменить ныне несуществующие роялти от оригинальной технологии Compact Disc. Во-вторых, в систему SACD были встроены очень сложные функции управления авторскими правами для защиты интеллектуальной собственности таким образом, который привлекает корпорации музыкального программного обеспечения. И, наконец, DA-преобразование сигнала DSD невероятно просто и дешево, что позволяет создавать многоканальные Hi-Fi-продукты чрезвычайно экономически эффективно. Эквивалентные многобитовые преобразователи, используемые в обычных линейных цифровых системах, намного дороже при одинаковом воспринимаемом уровне качества звука.

С учетом всего этого, по общему мнению, при прослушивании на хорошем контрольном оборудовании формат SACD звучит очень хорошо - безусловно, лучше, чем 16-битные / 44,1 кГц компакт-диски. Кажется, что есть менее надежные отзывы о сравнении с 24-битными / 96 кГц линейными системами PCM (которые имеют аналогичную общую скорость передачи данных), и многие предпочитают линейный подход. Но тот факт, что многие производители и производители оборудования поддерживают SACD в то же время, что и линейный PCM с высоким разрешением, означает, что дискуссия будет продолжаться довольно долго.