音响数字时代你必需知道的事 : DAC是什么 ?

今天来谈谈DAC (Digital to Analog Converter)在音响里扮演的角色!下面图示是歌手在录音室录音后收录在CD到家里拨放器拨放给听者的过程:

音响数字时代你必需知道的事 : DAC是什么 ?

歌手在录音室声音经由空气振动用一连串连续的「压力」变化记录下来形成模拟信号,经由专业器材ADC(Analog to Digital Converter),也就是模拟数字转换器而储存于数字设备,如CD、硬碟等,再经由家用音响器材经过DAC ( Digital to Analog Converter )过程转换成模拟信号才能拨放出声音给人听。所以DAC就像是一个解码器,把数字信号解码给喇叭!

模拟信号( Analog signal ) 跟数字信号( Digital signal ) 的差异 ?

大自然所有的的信号,包括我们听到的声音、看到的影像,都属于模拟信号,朋友在KTV利用麦克风唱歌,麦克风是一种声音的接收器,可以将声音的大小转换成电压的大小,得到的是一个连续的电压变化,这种「连续的信号」称为模拟信号。早期生活的许多美好事物如声音、影像,利用底片、卡式录音带、黑胶照片、电影胶卷等工具记录下来,这些都是以「模拟(Analog)」的形式记录。近年来,由于数字产业的兴起,而转换成「数字(Digital)」工具,如数字相机、硬碟、CD、MP3逐渐取代。模拟信源的声音其实是比较迷人的,声音自然而宽松,但由于模拟音信的保存比较难,譬如卡带容易绞带、卡指纹,黑胶唱片可能会发霉,且有读取次数限制等等,保存容易且方便携带的数字储存方式自然变成趋势,但追求完美音质的人们,如何把数字信号真实还原成录音室的声音而不失真,就非常的重要了!

模拟音信号的数字化

模拟音信号的数字化

音信数字化需先包含取样(Sampling)跟量化(Quantizing)两个过程。

模拟音信号是一连串连续的「压力」变化,压力变化速度越快,表示音信频率越高,而音信的振幅越大,其响度越大,因此记录模拟音信必须含有两大资信— [时间] 与[振幅],同理,数字音信与模拟音信一样,在记录时必须同时保存原有的时间与振幅两大资信,而电脑只认得0 跟1 的二进位,所以如上图必需把代表震幅大小(红色直条图) 的十进位转化成二进位,这就是量化的意思,而所谓[取样],是在特定的时间单位,把音信切割成每秒数千到数万个片段,也就是上图的X 轴方向。而取样或量化转化成电脑看得懂的「0101…」的过程叫做[编码] 。

模拟音信号的数字化2

前面提到的X,X间隔固定,因此用一秒内取几次数值代表,也就是sample rate,取样率44.1 kHz 代表每秒钟对音乐取样了44,100 次,常见的sample rate 从8 khz to 96khz ,取样率越高越能还原模拟信号的波型,人类听觉的频宽约为20 Hz-20 kHz,理论上,以40 kHz 以上的速度对声波进行取样,便能还原出20 kHz 以下的声波。

声音振幅,也就是Y值,跟取样率一样,量化的级距分得越细,记录到的振幅资信就越接近原本的波形,量化后,必须再把十进位的数值转换成电脑看得懂的0跟1,因此可以用N位元表示一次取样点声音的振幅,也就是位元深度(bit-depth),2 bit的0跟1可以表现出2 2 = 4种阶层能量,16 bit表现出高达2 16 = 65,535种阶层,而到达24 bit时,则可表示约2 24 = 1,677万种阶层,非常惊人,常见使用8 bits (早期游戏的音乐)、16 bits (CD音质)、24 bits 。

因此取样率跟位元深度越大越能还原模拟信号真实感跟细节,现今的数字录音技术已可达384 kHz / 32 bit,由于以96 kHz / 24 bit 或192 kHz / 24 bit 所录制出来的音质已经是非常优异了,已经是大部分录音工程使用的规格。

DAC的重要性

而随着科技的发展,CD的音质已经无法满足发烧友的需求,所以才有线上的数字商家推出96 / 192 kHz、24 bit高取样高解析的音乐档案,对应这些高规格的音乐档案,就需同等级的DAC去解码模拟信号,挑选购买DAC要特别注意规格,是否可以满足你所需要的取样率跟解析度,所以信源跟DAC设计规格要相辅相成才能发挥你音响器材的能力喔!想更了解DAC如何挑选可以参考DZ推荐的音响书! 之后会推荐一些市面上可选择的DAC,请有兴趣的网友期待一下吧!


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