DAC介紹

音響數位時代你必需知道的事(上) : DAC是什麼 ?

DZ 長知識今天來談談 DAC (Digital to Analog Converter) 在音響裡扮演的角色 ! 下面圖示是歌手在錄音室錄音後收錄在CD到家裡撥放器撥放給聽者的過程 :
歌手在錄音室聲音經由空氣振動用一連串連續的「壓力」變化記錄下來形成類比訊號,經由專業器材 ADC(Analog to Digital Converter),也就是類比數位轉換器而儲存於數位設備,如 CD、硬碟等,再經由家用音響器材經過 DAC (Digital to Analog Converter) 過程轉換成類比訊號才能撥放出聲音給人聽。所以 DAC就像是一個解碼器,把數位訊號解碼給喇叭 !

類比訊號 ( Analog signal ) 跟數位訊號 ( Digital signal ) 的差異 ?

大自然所有的的訊號,包括我們聽到的聲音、看到的影像,都屬於類比訊號,朋友在 KTV 利用麥克風唱歌,麥克風是一種聲音的接收器,可以將聲音的大小轉換成電壓的大小,得到的是一個連續的電壓變化,這種「連續的訊號」稱為類比訊號。早期生活的許多美好事物如聲音、影像,利用底片、卡式錄音帶、黑膠照片、電影膠捲等工具記錄下來,這些都是以「類比(Analog)」的形式記錄。近年來,由於數位產業的興起,而轉換成「數位(Digital)」工具,如數位相機、硬碟、CD、MP3 逐漸取代。類比訊源的聲音其實是比較迷人的,聲音自然而寬鬆,但由於類比音訊的保存比較難譬如卡帶容易絞帶、卡指紋,黑膠唱片可能會發霉,且有讀取次數限制等等,保存容易且方便攜帶的數位儲存方式自然變成趨勢,但追求完美音質的人們,如何把數位訊號真實還原成錄音室的聲音而不失真,就非常的重要了 !

類比音訊的數位化

音訊數位化需先包含取樣 (Sampling) 跟量化 (Quantizing) 兩個過程。
類比音訊訊號是一連串連續的「壓力」變化,壓力變化速度越快,表示音訊頻率越高,而音訊的振幅越大,其響度越大,因此記錄類比音訊必須含有兩大資訊 — [時間] 與 [振幅],同理,數位音訊與類比音訊一樣,在記錄時必須同時保存原有的時間與振幅兩大資訊,而電腦只認得 0 跟 1 的二進位,所以如上圖必需把代表震幅大小 (紅色直條圖) 的十進位轉化成二進位,這就是量化的意思,而所謂 [取樣],是在特定的時間單位,把音訊切割成每秒數千到數萬個片段,也就是上圖的 X 軸方向。而取樣或量化轉化成電腦看得懂的「0101…」的過程叫做 [編碼] 。
前面提到的 X,X間隔固定,因此用一秒內取幾次數值代表,也就是 sample rate,取樣率 44.1 kHz 代表每秒鐘對音樂取樣了 44,100 次,常見的 sample rate 從 8 khz to 96khz,取樣率越高越能還原類比訊號的波型,人類聽覺的頻寬約為 20 Hz-20 kHz,理論上,以 40 kHz 以上的速度對聲波進行取樣,便能還原出 20 kHz 以下的聲波。
聲音振幅,也就是 Y 值,跟取樣率一樣,量化的級距分得越細,記錄到的振幅資訊就越接近原本的波形,量化後,必須再把十進位的數值轉換成電腦看得懂的 0 跟 1,因此可以用 N 位元表示一次取樣點聲音的振幅,也就是位元深度 (bit-depth),2 bit 的 0 跟 1 可以表現出 22 = 4 種階層能量,16 bit 表現出高達 216 = 65,535 種階層,而到達 24 bit 時,則可表示約 224 = 1,677 萬種階層,非常驚人,常見使用 8 bits (早期遊戲的音樂)、16 bits (CD 音質)、24 bits。
因此取樣率跟位元深度越大越能還原類比訊號真實感跟細節,現今的數位錄音技術已可達 384 kHz / 32 bit,由於以 96 kHz / 24 bit 或 192 kHz / 24 bit 所錄製出來的音質已經是非常優異了,已經是大部分錄音工程使用的規格。

DAC的重要性

而隨著科技的發展,CD 的音質已經無法滿足發燒友的需求,所以才有線上的數位商家推出96 / 192 kHz、24 bit 高取樣高解析的音樂檔案,對應這些高規格的音樂檔案,就需同等級的 DAC 去解碼類比訊號,挑選購買 DAC 要特別注意規格,是否可以滿足你所需要的取樣率跟解析度,所以訊源跟 DAC設計規格要相輔相成才能發揮你音響器材的能力喔 ! 想更了解 DAC 如何挑選可以參考 DZ 推薦的音響書喔 ! DZ 之後會推薦一些市面上可選擇的 DAC,請有興趣的網友期待一下吧 !

參考資料來源 : 德川音響入門誌

6 thoughts on “音響數位時代你必需知道的事(上) : DAC是什麼 ?

  1. 現在才知道數位跟類比的差別,很常聽到這兩個字,一直搞不清楚差異,感謝版主分享

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