七种数位滤波器的比较上.PDF

七種數位濾波器的比較 七種數位濾波器的比較 上 架空的新產品情報 有這樣的一則報導 ：「１９９ｘ年的音響大展中，首次展出 BEPPU AUDIO 公司的ＣＤ－ １２３４５６係搭配左右獨立２４ｂｉｔＤ／Ａ，３２位超取樣數位濾波器（Oversampling Digital Filter ）的劃時代新產品，據生產廠家聲稱，利用２４ｂｉｔ Ｄ／Ａ第一次得到超越 類比（Analog ）方式的音質」。 但是，紀錄於ＣＤ的信號只是１６ｂｉｔ，為何需要２０ｂｉｔ或２４ｂｉｔ的Ｄ／Ａ 呢？時常聽到別人這樣問起，而這是要將１，２，３，４，數位化的資料，利用運算之方法 增加至１，１. ５，２，２. ５… … … ..或１，１. ２５，１. ５，１. ７５ ，２… … … .等多種資料 及高密度重現之故，１６ｂｉｔ可將信號分 割成２16 ＝６５５３６階，而２４ｂｉｔ則增加 24 8 至２ ，因此可以提高２ （２５６倍）的精確度。到目前所講的波形 也 就是電壓的細分值，此外，在時間方面，採用的取樣頻率４４. １ＫＨｚ由於利用３２倍 超取樣之故，則可以得到與１. ４１１２ＭＨｚ同等的細分值。綜合這二項論點，本製品可以 得到比２０ｂｉｔ，８倍超取樣的ＣＤ唱盤１６ｘ４＝６４倍高精確度的重現者，因此，本 機的音質絕佳是可以理解的。 ●●前言 像現在這樣的ｂｉｔ數競爭 ，超取樣率（Oversampling Rate ）競爭若再持續下去的話， 不久，或許就會有首次推出（Prologue ）的產品不斷登場，而ＣＤ唱盤的廣告必定針對Ｄ／Ａ 轉換器、數位濾波器的超取樣次數大肆宣傳，令人覺得數字愈大就代表音質愈好，但是，真 的如數字愈大，就表示可以提高重現音的密度，而得到良好的重現音嗎？ 正如類比放大器的音質並不取決於最大輸出及頻率特性，ＣＤ唱盤的音質也不是由輸出 ｂｉｔ數及超取樣率決定的，這些數字只是表示數位濾波器特點的參考面而已，所以數位濾 波器的音質大致也不是由ｂｉｔ數及取樣率決定的。 然而，大體而言，數位濾波器到底是什麼電路呢？既然說的是「濾波器（Filter ）」，所以 大致可以解釋為改變頻率特性者，但是，與類比濾波器相比較，到底有什麼不同呢？而超取 樣及ｂｉｔ數又代表什麼意義呢？以下就針對超取樣率及數位濾波器比較檢討之。 1 七種數位濾波器的比較 ●●為何需要濾波器 開始來針對為何需要（為何使用）數位濾波器ＤＦ（Digital Filter ）及類比濾波器ＡＦ （Analog Filter ）做一番複習。 誠如各位讀者所知，因實施Ａ／Ｄ轉換，就會引起信號產生頻帶的折疊現象，正如圖１ 所示，以４４. １ＫＨｚ取樣頻率處理的話，除了只有原信號的０～２０ＫＨｚ頻帶之外，亦 含有數位化脈衝列２４. １～４４. １ＫＨｚ，４４. １～６４. １ＫＨｚ，６８. ２～８８. ２ＫＨ ｚ… … … … 無限的折疊現象。無可諱言的，若將此脈衝列予以Ｄ／Ａ轉換的話，類比信號也 會含有這些全部的折疊信號，而吾人在聆聽音樂時，最主要是要聽「原頻帶」，所以就要運用 一些方法來衰減不必要的頻帶。但是，真的要截止不必要的頻帶螞？Ｎ氏是主張不需要濾波 器的 ，「由於人類的耳朵是聽不到２０ＫＨｚ以上之信號的，因此，即使含有頻帶以外成分的 信號也不致問題 」，這是其極力的主張的意見，若加以測試的話，連我自已都聽不到１７ＫＨ ｚ以上的信號，而Ｒ氏則抱著「能檢知２０ＫＨｚ以上的某種信號」之反對意見，像不是正 弦波之白色雜音（White Noise ）的信號，則是２０ＫＨｚ以上的信號，但是人類的耳朵卻能 辨認。Ｎ氏則悍然的斷定「此類信號是不會紀錄下來的 」。然而，人類對於可聽頻帶以外的信 號是否完全聽不到呢？也不全然，而是雖然聽得到，但是對於聆聽音樂並沒有什麼關係，而 這些耳朵聽不到的成分大概會對音質造成不良的影響。關於這點，Ｒ氏的主張則如下 ，「超高 頻的能量（Energy ）或許會破壞高音喇叭（Tweeter ），此外，