SACD来龙溯源(3)


一定有读者好奇,PWM扩大机的好处在哪里?跟SACD有何关连?

有个图很难画,请读者跟我一起想像: 当宽宽窄窄的脉冲波经过低通滤波器、输入喇叭之后,虽然可以用示波器观测到"正常的波形模样",但一定会一齿、一齿的...... 就目前的技术来说,调变频率可以处理得很高、很快,调变频率的速度越高,这个"一齿、一齿"的现象越不明显,当然,音质越好。PWM或者Class D放大器的限制就在这里,要频宽大,调变频率就要高,譬如直上500KHz(早期 SONY全频宽PWM放大器就是如此)。 

将调变频率拉高是不容易的,除了要半导体元件的配合外,频率一高又成了干扰源,会放射出去干扰人!我们可以 发现Harris的CoolAudio系列有不少高功率Class D放大器 驱动IC,但多数仅能动作于500Hz之下,就是受限于调变频率。

讨论至此,相信所有读者,包括初学的朋友在内,都可以帮我解答一个问题: 为什么Class D放大器的调变频率会影响到杂讯的多寡?因为调变频率非常高时,"一齿、一齿"的杂讯比较不容易见到,调变频率很低、很低时,这个"一齿、一齿"就明 显了。像布袋戏中的"二齿"。 最后一个问题是,放大就放大,何必大费周章,又切又换的,弄出什么开关、什么脉冲,难道是骗钱?(厂商骗钱,我骗稿费,嘿嘿) 

还是调音?

错错错!这是因为MOSFET只是当成开关来用,耗电很少,换句话说MOSFET几乎不吃电的,它只是一个快速ON/OFF开关,不像什么AB类、A类扩大机,功率晶体要通过偏流(谁说过,越热越好,但越热越费电、越费电越花钱,得花钱盖核能电厂,然后动员一堆人抗议、静坐......) 找此逻辑推断,为了追求政治的安定,我们必须使用PWM扩 大机。 结论:在传统扩大机中,晶体是拿来放大的,但是在PWM扩大机中,晶体是拿来当开关的。 

上次谈到社会运动与PWM的关系后,这次谈谈PWM与SACD的爱恨情仇。

参考下图,这就是直接把数位输出转化为PWM输出的作法。

大家知道,数位输出就是高低电位的变化,如果我们控制高低电位变化的时间,那不就是等于控制脉冲的宽度? 

真够简单的!只要让"1"久一点,脉冲就长一点,让"1" 短一点,脉冲就短一点。如果图上的"t"越小,就代表数位输出端所能呈现脉冲宽度变化更为细腻。

更为细腻?这就像我们前几集说的,"调变频率"高一点。 摆在CPU或数位系统上,这意味速度快一点,让我们可以用更快的速度缩短输出时间间隔,呈现最细致的变化。

想想极端的例子。如果CPU的输出仅能做到每秒切换一次高 低(t=1秒),或者每秒切换100,000次,那个厉害?哪个一齿、一齿"少?当然是后者。

如果,每秒切换速度在2,000,000次以上,大概只要用一个很简单的低通滤波器就可以没什么"一齿、一齿",平平滑滑的了。 

这就是SACD。当音乐储存在软体上时,呈现的型态就几乎是 很PWM的,用一对0与1来表示脉冲宽度的关系(当然还是用上许多编码技术啦),然后利用一些机制把这些0与1捉出来,很直觉的变成长短脉冲,接著送入低通滤波器。整个PWM的过程就是DAC,一个简单的DAC。 SONY/Philips强调的是,如果有一天软体储存技术更高了, 运算技术也更强悍,几乎不必动到DAC,我猜,SONY指的是那个低通滤波器,因为我们只是把更密集的脉冲送入低通滤波器、换取更佳的音质。

看了那么多,本次SACD的故事到此结束,希望读者已藉此学到:

1.PWM的概念。

2.Class D/PWM放大器是什么东东。

3.SACD的基本原理。

本文只是介绍SACD,顺便介绍一堆有的没有的概念,有助音响概念与电路技术的理解。我没有骗稿费哟!


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