【转帖】一篇不错的DAC科普文——音频硬件发展史

mochi1029

这篇文章能让你大概明白数码味是怎么产生的，DAC是如何影响听感的，不同价位之间的DAC到底有何差别等等。

原帖地址
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（好像作者跟本坛的garysmith是同一个人）

正文：

说到音频设备的硬件，无一不提到的就是DAC

对于硬件感兴趣的朋友们可以进来看看

不感兴趣的可以点击右上角的红叉

我还是想强调一下关于DSD以及模拟味这个东东

尽量用比较直白的话把音频阐述清楚

DAC 顾名思义，数模转换器

数模转换器负责将101010101数字信号转换成耳朵可以听到的声波模拟信号。

这个过程是非常漫长的，

打个比方

假如一首歌的大小是3分钟，这首歌的容量是5mb大小

播放器需要把FLAC、APE、MP3等压缩文件进行解压缩，解压缩成WAV这种直流无压缩音频

比如解压缩之后，WAV格式达到了20mb大小

然后播放器需要将WAV音频，这20mb大小的文件，平均拆分成3分钟，均匀地送给DAC慢慢解码

如果这20mb大小的文件一瞬间送给DAC，1秒转换完成，那么听到的将会是爆音。

那么，这里面就涉及到，如何将20mb大小的文件平均拆分成3分钟的问题。

如果时钟不够精准，那么音频文件会多多少少产生一些错位，当然这些错位是非常小的，或者说叫做时机抖动

抖动分为很多种类，当然，这种情况就是非常细微的时间上的抖动。

这种细小的抖动可能会让人产生不耐听的厌烦感，但不至于让歌曲产生爆音。

这种时间上的抖动，大多源自CPU，CPU负责解压缩音频文件，但CPU可不保证能够均匀输送数据
早期的电脑，程序一多，就能够感到音质明显的下降，或者产生爆音，这就是CPU带来的时间上的错误。

早期的DAC，数字模拟转换器，只有一个功能
那就是数字转换模拟

那时候是最纯正的声音也可以这样理解。

但是人们无法满足。

因为，人们又发现，PCM这种采样，也就是奈奎斯特采样，人们发现了这种采样会产生高频部分的镜像噪声

想深度研究的朋友们可以看Delta-Sigma Data Converters这本书
作者：Norsworthy, Steven J./ Schreier, Richard (EDT)/ Temes, Gabor C. (EDT)/ Norsworthy, Steven J. (EDT)/ Schreier, Richard/ Temes, Gabor C.

这部分高频镜像噪声的能量非常大，在一些非线性模拟电路里很有可能折射到人耳可以听到的20K以内，影响听感，并且影响DAC性噪比。

人们为了滤除这种让人恼怒的镜像噪声，早期的解决办法就是
在模拟部分加入LPF：低通滤波器

滤除20K以上的杂波

但是由于这部分采样噪声太接近20K了，模拟低通滤波器需要串联好多运放进行联合滤除

但是DAC的信噪比依然很低。

模拟低通滤波器也有很多不稳定的地方
毕竟他处理的是模拟信号

大家也知道，不同的运放有不同的音色

受温度、体积、布线等因素，当然还有成本考虑

数字滤波器就诞生了

数字滤波器对比传统的模拟滤波器

更精准

相位更线性

不会受零件（电容、电阻、运放、温飘）等影响

更灵活

容易仿真

数字在采样周期就可以计算完成，而模拟滤波器要抗锯齿，高频率

数字滤波器需要DAC（一般播放器）、或者独立DSP完成（高档播放器）

加入了数字滤波器的DAC芯片，分分钟把信噪比秒到了110db+的节奏
这在早期音频是难以想象的。

数字滤波器在DAC芯片的前方工作，

他的工作原理基本上采用插值的办法

或者也叫做数字插值滤波器

对于原始音频进行插值，让镜像噪声远离20K，（20K内即是人耳可以听到的频率）

然后在DAC后边的部分只需要加入1-2枚简单的运放，进行简单的LPF过滤就可以了

这样的DAC史无前例的达到了110+db的信噪比，可以说比早期的旧款播放器提高了不止一个档次。

但是人们总是欲求不满的

为什么在加入了数字滤波器的DAC却丢失了老烧们所说的“味道”呢？