1 Bit 新秀Marantz CD-11与Meridian 208逐鹿中原


是否1Bit就这麽简单呢?其实并没有那麽简单。我举一例来说明:前面我们说过,如果要得到最大的输出,那就会有65536个脉冲,而这些必须在44100分之一秒内输出,这是多麽快的速度啊!换算成频率的话,它高达44100×65536=2890137600Hz。这麽高的频率一个小小的DAC怎麽能够处理,它必须要由大电脑来处理。

Marantz CD-11就是Philips的LHH 500,从每部重16.7公斤的结实程度来看,它是一部值得信赖的CD唱盘。再仔细观察它的外表,想拒绝它的诱惑力都难。

从去年开始,数位音响领域裡最让人关心的就是1Bit单元理论。这种理论把大部份的音响迷弄得迷迷煳煳的。什麽是单位元?以前各厂家不是竞相发展多位元系统吗?从飞利浦最早的14位元、到16位元、18位元、20位元、甚至25位元。多位元的发展基础不是说可以增加到动态范围,而且可以使解析力更好吗?为什麽现在反过来追求单位元系统呢?难道音响界也有反璞归真的现象吗?这些问题早己悬在音响迷心中多时,而面对不断推出的单位元新机种,到底是要买还是不买?我想,买与不买恐怕还在其次,音响迷主要的疑惑可能在于:单位元是否一定比多位元要来得优秀,如果答桉是肯定的,那麽多位元的机种岂不是马上就没人敢买了?如果答桉是否定的,那麽发展单位元的用意在那裡?由于此次要评论的Marantz CD-11与Meridian 208皆是单位元中「位元流」(Bit Stream)的作法,因此正式评论之前,简单的为读者们讲述单位元的一些理论。

从多位元谈起

在谈到单位元之前,我们先从多位元中的16位元 (16Bit) 及一些相关事物谈起。首先我们来想想,取样频率设在44.1KHz会有什麽问题呢?在100Hz这个音乐讯号上它可取441个点 (44100÷100),如果音乐讯号高达20KHz时呢,它就只能取2.2个点 (44100÷20000)。如果音乐讯号 (泛音) 高过22KHz呢,则每一个半波 (音乐讯号是由一个正半波、一个负半波组成完整的全波) 都还取在一个点。这也就是说,音乐讯号在22KHz以上就被像菜刀切豆腐般硬硬的切掉了。这种现象也就是一般人诟病数位录音高频表现不够好的原因之一。

65536这个数字

现在我们再回头来看看16Bit代表什麽意义。在资讯的量上,它代表着65536这个数字 (2的16次方),如果把这个数字平均分给正负半波,则每一个半波是32768。这32768代表着什麽意义呢?代表着半波上有三万二仟七百六十八种强弱的电压。换句话说,从零电压一直到最高的电压中,16Bit的系统可以允许有这麽多的强弱变化。这些强弱变化有什麽用呢?这就好像连连看的游戏一样,每一个进来的类比音乐讯号都要在这些个不同强弱的电压中找到一个完全相同的对应点。数位类比转换器就是靠着这个连连看的游戏把类比化成数位,又由数位变回类比。有三万多个点可以对应,应该是万无一失了吧!事实上可不是如此,因为音乐讯号的强弱是瞬息万变的 (音乐讯号的强弱变化就是电压的强弱变化),有些类比讯号会刚好的找到一个对应点,但是很不幸,有些音乐讯号会高不成,低不就,就刚好卡在原先安排好的二点之间,这就产生了错误的讯息,也就是由于错误而把原来的音乐讯号改变了。

必须眼明手快 

Marantz CD-11的内部。请看最右边,那裡有二个小变压器,它们是用来作倒相用的,由此可知CD-11的平衡输出是货真价实的。

当错误的讯息发生之后,在聆听者的听感上会有什麽问题呢?可能就会有小提琴质感不够,松香味不足,铜管刺耳等种种问题出现。这个「对不上」的问题到底有没有办法改善呢?相当困难!读者们想一想,除了能不能对准的问题外,还要考虑能不能「抓得准」,因为音乐讯号的变动速度实在太快了,因此D/转换器不仅要对得准,还要眼明手快。有一个办法可以有限度的解决这个问题,那就是用极高频率的噪音去「振动」这些「数字」,让它们在经过振动之后,错误变得比较平均、比较不明显,然后再加一个滤波器将那些高频噪音滤除。不过这也解决不了全部的问题,否则,数位系统岂不变得完美无比了吗?

极弱音有问题

在数位/类比转换中还有一个很严重的问题,那就是极弱音乐讯号的处理,我们知道,音乐讯裡在同一时间内会包含有非常多种强弱的电压一齐出现。强的电压还好,它们的处理大致上不会有什麽问题,问题出在极弱的电压上,这些电压往往被失真、干扰、噪音等等掩盖而「失落」了。我举一例,假若一个强达2伏特的音乐讯号 (即电压) 能够允许有千分之一的失真,那就是0.002V的电压。假若在此时有一个极弱的音乐讯号,它的电压也是0.002V,那麽,到底这是失真或是音乐讯号呢?再者,这麽微弱的讯号很容易就被电子线路中数位逻辑突波、马达干扰、接地不良、零件噪音等问题干扰而「失落」了。这也就是为什麽CD唱盘难如LP唱盘般再生出很丰富的「空间层次」或堂音、乐器泛音等问题所在。

零点交越失真

再来,在数位/类比转换器中还有精度及一种称作「Zero Cross」的失真存在,这种「零点交越失真」是怎麽形成的呢?它有些像AB类扩大机的交越失真。要谈「Zero Cross」失真,就必须先从16位元DAC (数位/类比处理器) 说起。事实上16Bit DAC 的构造就是16个电子开关和15组精密电阻所组成。为何电阻衹有15组呢?这是因为组成电压高低 (即音乐讯号强弱) 的衹有15Bit而已,还有一个Bit是要作正、负切换用的。也就是说正、负半波,正、负电压的意思。你知道的,数位讯号就是一个0与一个1的切换动作,因此,当DAC接受到的是「0」的讯息时,那就是正的输出;如果接到的讯息是「1」,那就是负的输出。而在剩馀的10个有电阻的开关上,衹要是输入「0」的讯息,那麽开关就是「OFF」,反之,输入「1」的讯息时,开关就是「ON」。

如何得到不同的电压变化

Meridian 208是继206之后的新机种。无论是207、206或208,它们都维持相同的机箱,而在内部作细节的改良。不过208的一些小功能已经与207Pro有所不同。

现在我们来看看,如果我要有一个最大的正电压输出时,那些开关应该怎麽动作呢?首先,专司「正、负电压」切换的那个开关就要接受一个「0」的讯息,而其馀15个开关都要接受「1」的讯息。因为「1」的讯息是「ON」,当所有的开关都「ON」时,也就是所有电阻都「并联」起来,依照欧姆定律,并联之后将取得最大电压。反过来说,如果要取得一个负值的最大输出,那麽专司正、负的那个开关就要接受一个「1」的讯息,而其馀开关也是要接受「1」的讯息。如果要得到一个最小输出呢?那当然要让那15个开关都接受「OFF」的讯息,也就是「0」。

最大输出与最小输出的原理您瞭解了吧!既然瞭解,那麽您也能瞭解前面所言32768个不同强弱的讯号是怎麽产生的了,事实上就靠这15个开关不同的「0」与「1」的二进位组合来决定的,例如一个0000000000000010与一个0000000000000011的二进位排列就会产生二种不同的电压。

到底在DAC裡面会有什麽问题呢。由前面叙述可知DAC裡面的电阻必须要非常精确,否则会有相当程度的失真,这也就是有些DAC较贵 (像飞利浦皇冠级)、有些较便宜的原因。贵的精度一定高,便宜的精度一定较差。

现在,我们可以开始说明Zero Cross失真,这就是当讯号从前述所言的正值跨过零点,而就是当讯号从前述所言的正值跨过零点处不可能会作到完全正滑的衔接,因此就产生为零点失真。

既然多位元的DAC有上述那麽多的缺点,为何那麽多厂家还要用多位元DAC呢?各位都知道,位元愈多,则动态范围愈大,而且多位元的DAC能够把数位讯号直接就转为类比讯号,因此,许多厂家还是爱用。但是,多位元DAC还有一个缺点,那就是製造成本较多,所以,也有许多厂家转而使用製造成本较低的1Bit单位元DAC。


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