從音響科學的調整到古典音樂美感的經歷(長篇連載)

[Higuma]

多謝你們推薦啦！有空我會去聽聽看，才剛剛被 MICROMEGA 的新擴大機 M1 嚇了一跳，目標有可能是他們將新推出的純後級擴大機...:)

只有純後級怎麼用?? 不是應該M1+純後級一起嗎

[psycho]

只有純後級怎麼用?? 不是應該M1+純後級一起嗎

大笨牛，當然是先試試直入後級的滋味，擁有超一等的訊源，應該可以賭賭看.......

[Higuma]

大笨牛，當然是先試試直入後級的滋味，擁有超一等的訊源，應該可以賭賭看.......

VR用電腦? 也不是不行.....但你的H模式能調音量嗎??

[psycho]

VR用電腦? 也不是不行.....但你的H模式能調音量嗎??

JPLAY 提供BIT-PERFECT的音量衰減法，理論上應該是透過DAC的24BIT規格，把16BIT的輸入進行刪BIT數的音量衰減，理論上這是最頂級的音量控制器，當然要玩玩看！！當然輸入的是HI-RE就沒輒了。

這種理論上最頂級的前級，應該會讓不夠格的訊源與後級都死得非常難看，所我才要等高水準的純後級進駐後再說.....

[Higuma]

JPLAY 提供BIT-PERFECT的音量衰減法，理論上應該是透過DAC的24BIT規格，把16BIT的輸入進行刪BIT數的音量衰減，理論上這是最頂級的音量控制器，當然要玩玩看！！當然輸入的是HI-RE就沒輒了。

這種理論上最頂級的前級，應該會讓不夠格的訊源與後級都死得非常難看，所我才要等高水準的純後級進駐後再說.....

BIT-PERFECT跟數位VR完全矛盾,而且我也不覺得他能提供多好得VR演算法.

使用24Bit來處理數位VR只是最基本的......But,我也沒打算質疑這部份,總之

JPlay有保留VR功能就是了.

那就等你實證直入後級的效果摟,不要又是只剩一張嘴啊

[bchsieh]

BIT-PERFECT跟數位VR完全矛盾,而且我也不覺得他能提供多好得VR演算法.

使用24Bit來處理數位VR只是最基本的......But,我也沒打算質疑這部份,總之

JPlay有保留VR功能就是了.

那就等你實證直入後級的效果摟,不要又是只剩一張嘴啊

Higuma兄，

數位VR和bit-perfect並不會互相矛盾，只要數位VR的位元深度和輸入訊號的位元深度差別，足夠音量控制使用。
如教授所述，如果使用CD規格的訊號，位元深度為16bit，而DAC可處理的位元深度假設為24bit，則有8bit的空間(256階)可以拿來做音量控制。
只要音量控制的音量不低於16bit，就還是bit-perfect。
其實256階以音量控制來說，已經算是非常夠用了。

但是，前級的功能，不是純粹只有訊源選擇和音量控制而已。
可以完整的驅動後級，更是一台優良前級所應具備的能力。
常看到有網兄說，以前需要前級，是因為唱頭輸出都很小，需要放大。
而現在的訊源輸出都是line output，最基本都有2Vrms(也就是大約+/-2.8Vpp)，
而後級的靈敏度幾乎都是低於這個值(通常落在0.5V~1V左右)。
也就是說，訊源和後級之間就算沒有前級，訊號電平要讓後級全功率輸出也是綽綽有餘。

在這裡小弟提供一個在自己系統上的經驗讓各位參考一下。
小弟的DIY前級裡，有一個4:1的變壓器模組。
也就是訊號經過這個變壓器模組之後，電壓會降低4倍，但是阻抗會降低16倍，也就是電流會增加4倍。
一開始小弟是將這個變壓器模組放在前級輸入和音量控制之間。
因為小弟的音量控制是用CS3310，容許的輸入電壓不大。
為了避免過載，所以用了這個變壓器模組壓低輸入電壓。

但後來小弟覺得，既然訊源也幾乎都是自行DIY的，輸出電壓大小都能自由控制。
只要控制訊源輸出電壓不超過CS3310的輸入電壓，就不必使用這個變壓器模組了。
想到這裡，就將這個變壓器模組從CS3310音量控制之前，移到前級輸出的位置，也就是CS3310之後。
修改之後，雖然進CS3310的電壓比原始設計大了4倍，但前級輸出經過了這個變壓器模組之後，電壓又被縮小了4倍，
所以當音量設定相同的情況下，修改前後的聲音大小是完全相同的。
也因此沒有期望聲音會有任何改變。

但是一開聲之後，小弟著實嚇了一大跳。
修改前後的聲音有天壤之別。
修改之前，如果想要聽到動態，必須調整到一定的音量。
只要音量轉小，音場縮水不說，低頻也跟著不見了。
但修改之後，無論音量大小，都可以有完整的高低頻延伸。
小聲聽也可以聽到低頻的punch。

因此，小弟覺得是否能充分驅動後級，看的不是電壓，而是電流大小(換句話說，就是輸出阻抗高低)。
一般來說，訊源的輸出阻抗大約介於50~200歐姆之間。
由於廠商一般預設消費者會使用前級，所以不太會將輸出阻抗壓得非常低。
而如果前級的輸出阻抗能比訊源更低，應該就更能完整的驅動後級。
換句話說，如果一台訊源的輸出阻抗非常低，就算不加前級，也會有很好的聲音。
甚至還有可能加了輸出阻抗不夠低的前級，聲音反而變差也說不定...

[Higuma]

Higuma兄，

數位VR和bit-perfect並不會互相矛盾，只要數位VR的位元深度和輸入訊號的位元深度差別，足夠音量控制使用。
如教授所述，如果使用CD規格的訊號，位元深度為16bit，而DAC可處理的位元深度假設為24bit，則有8bit的空間(256階)可以拿來做音量控制。
只要音量控制的音量不低於16bit，就還是bit-perfect。
其實256階以音量控制來說，已經算是非常夠用了。

看來我觀念有誤,我一直以為數位VR是對訊號做即時

DSP處理,所以需要更多的位元深度,但同時做完處理

後,原來的data就完全改變了.

所以看起來,數位VR只是在原來的data後面掛一個指示,

讓後端DA處理的時候能根據指示調整音量(相對的電壓擺幅?),

也就是說da晶片都支援一個標準協議,能根據協議內容處理這個

音量指示這樣? 還是我其實又想錯了??

[bchsieh]

看來我觀念有誤,我一直以為數位VR是對訊號做即時

DSP處理,所以需要更多的位元深度,但同時做完處理

後,原來的data就完全改變了.

所以看起來,數位VR只是在原來的data後面掛一個指示,

讓後端DA處理的時候能根據指示調整音量(相對的電壓擺幅?),

也就是說da晶片都支援一個標準協議,能根據協議內容處理這個

音量指示這樣? 還是我其實又想錯了??

Higuma兄您好，

其實運作方式很簡單。

舉個例子：
1的二進位數是01，而1x256之後的二進位結果是100000000
2的二進位數是10，而2x256之後的二進位結果是1000000000
3的二進位數是11，而3x256之後的二進位結果是1100000000
10的二進位數是1010，而10x256之後的二進位結果是101000000000

可以發現，如果要在二進位裡，將任何數字乘以256(8bit)，只要在低位元加入八個0就可以了。
所以，任何數位輸入訊號的位元深度低於DAC可處理的位元深度，如果要求要lossless(bit-perfect)的位元深度轉換，
只要在低位元的部分補上足夠的0就可以了。
也就是說16bit -> 24bit，只要補上八個位元的0。
而16bit -> 32bit，只要補上16個位元的0。
目前幾乎所有的DAC都是如此處理。

但是音量控制的情況，稍微複雜一點。
有人說，所以bit-perfect音量控制，就是補完0之後，依據音量的設定，砍掉後面某些數量的0。
但實際上如果這樣操作，會很難控制音量，因為如果是16bit的音源和24bit的DAC，那麼只有8個0可以砍。
也就是說，音量只有8段，每一段的訊號強度差一倍。
舉例來說，如果是16bit input -> 24bit DAC：
音量全開= 低位元補8個0，也就是訊號x256。
音量減一格 = 低位元補7個0，也就是訊號x128。
音量減兩格 = 低位元補6個0，也就是訊號x64。
以此類推。
這樣的音量控制，應該沒有人想用吧。

所以實際上，如果真的要達到256階的音量控制，就只會是無損(lossless，可以看作是廣義的bit-perfect)，而不會是狹義定義的bit-perfect。
舉例來說：
假設原始訊號是7，二進位為111。
16bit input -> 24bit DAC之後，
音量全開為7x256，二進位為11100000000。
音量減一格為7x255，二進位為11011111001。
音量減兩格為7x254，二進位為11011110010。
以此類推。

請注意當音量大小不為2的指數時，最前面三個位元就不再跟原來相同了(上例為111)。
所以不符合狹義的bit-perfect。
但bit-perfect的精神，其實是lossless，也就是無損。
所以如果以廣義的定義來說，要說這是bit-perfect數位音量控制，也沒有太大的問題。

[Higuma]

Higuma兄您好，

所以實際上，如果真的要達到256階的音量控制，就只會是無損(lossless，可以看作是廣義的bit-perfect)，而不會是狹義定義的bit-perfect。
舉例來說：
假設原始訊號是7，二進位為111。
16bit input -> 24bit DAC之後，
音量全開為7x256，二進位為11100000000。
音量減一格為7x255，二進位為11011111001。
音量減兩格為7x254，二進位為11011110010。
以此類推。

請注意當音量大小不為2的指數時，最前面三個位元就不再跟原來相同了(上例為111)。
所以不符合狹義的bit-perfect。
但bit-perfect的精神，其實是lossless，也就是無損。
所以如果以廣義的定義來說，要說這是bit-perfect數位音量控制，也沒有太大的問題。

感謝謝兄的說明,這樣看起來數位VR確實沒啥問題,但之前看過您針對

數位VR在S/N比上的損失與類比VR做比較,結論還是比較推薦類比VR.

不知道上述的問題是怎麼發生的? 因為單純做*1~256的乘法計算似乎

相當衛生乾淨??

此外就實際經驗,即使以24bit規格輸出,透過電腦端調整音量,聽起來就是

比較不理想,只是確實比16bit模式好不少,不知道問題原因是在??

[bchsieh]

感謝謝兄的說明,這樣看起來數位VR確實沒啥問題,但之前看過您針對

數位VR在S/N比上的損失與類比VR做比較,結論還是比較推薦類比VR.

不知道上述的問題是怎麼發生的? 因為單純做*1~256的乘法計算似乎

相當衛生乾淨??

此外就實際經驗,即使以24bit規格輸出,透過電腦端調整音量,聽起來就是

比較不理想,只是確實比16bit模式好不少,不知道問題原因是在??

Higuma兄，

您指的應該是小弟將近四年前在友站的貼文吧？
連結在此:
http://www.myav.com.tw/bbs/showthrea...2&pagenumber=1
裡面的ESS原廠文章連結已經搬家了，目前的最新正確連結在此:
http://www.esstech.com/files/3014/40...me-control.pdf

果然是凡走過必留下痕跡，連小弟自己都忘了有寫過這篇文章.. 哈哈

以下是小弟的回覆：

1. 小弟沒有說過數位VR會比類比VR好。
小弟在此串的文章只是想說明bit-perfect(lossless)的數位VR跟一般的數位VR相比之下的優缺點。

2. 這篇多年前在友站的文章內，討論的是DAC內部的數位音量控制。
舉的例子用的是16bit DAC來討論，完全沒headroom，只要衰減音量，SN就狂掉。
更何況大部分DAC內部的數位音量控制，並非lossless的數位音量控制，無法跟lossless的數位音控相比。

3. 就算是24bit的規格輸出，即使是使用bit-perfect(lossless)數位音控，SN還是很難跟好的類比VR相比。
32bit的情況會比較接近好的類比VR的表現，但也只是接近而已。
除非～您擁有noise floor低於-150dB的頂級DAC (AK4495約-145dBA，Chord DAVE約-178dBA)。
更何況一般的電腦數位音控，都不是bit-perfect(lossless)。
所以，用24bit規格輸出，透過電腦端調整音量，比不上前級類比音控，也是意料之中。