CD唱机新技术

CD唱机面世至今，新产品层出不穷，荷兰Philips（飞利浦）、日本JVC（胜利）等著名公司纷纷投入巨资，进行CD唱机新技术开发，使CD唱机专用器件不断更新，小型化、多功能、高音质、高性能更趋明显。本文就CD唱机新技术的发展作一些介绍。

CD唱机采用了最新改进的DAC后，音质日臻完美，而改善音质所采用的技术大致有：高比特技术、多比特技术、1比特DAC技术、超取样数字滤波器技术。

（一）超取样数字滤波器技术

在数字／模拟转换过程中产生的量化噪声，分布于取样频率fs和整数倍取样频率fs的周围。为消除高于音频的分量而采用的一种具有锐截止频率的低通滤波器，易产生更多的相位失真，致使音质损坏。在数字／模拟转换器的前端放置一个超取样数字滤波器，可以消除整数倍取样频率（nfs）的噪声分量。这个使量化噪声移向高频区的电路被称为超取样数字滤波器。日本SONY（索尼）公司将高频颤抖定型技术成功地应用于“SCORE数字滤波器”，它对提高数字信号的品质非常有效。具体地说，就是在数字／模拟转换前的数字滤波阶段加入白噪声进行量化，以消除量化噪声和声音信号的相关性。这一技术的优点是可以降低数字滤波器内部产生的再量化噪声。 SONY CDP－777ESA唱机采用了该技术。

（二）多比特技术

数字滤波器的使用，虽然降低了低通滤波器的负效应，但也产生了round——up error（修正误差）。从而使DAC的信噪比受到损害。改善信噪比的方法是增加比特数。增加数字滤波器中比特数的这种技术被称作多比特技术。美国Adcom公司新一代的多碟式CD唱机——GCD－600采用了多比特技术，它每声道各用了一个16比特D／A转换器，配合176.4kHz取样频率，获得准确平滑的模拟波形，使其声音更加清晰，具有很高的分析力。

（三）高比特技术

高比特技术的应用是为了改善信噪比，通过同时增加取样频率fs和比特数以协同产生作用。数字音响设备中最近所用的多数字／模拟转换器，使用了4倍取样频率和18比特、8倍取样频率和20比特、16倍取样频率和20比特以及8倍取样频率和22比特的数字滤波器。日本Yamaha（雅马哈）公司研制的CDX—2000唱机，是一部包含了最先进的高比特技术的高素质CD机。该机采用高比特8倍超取样18比特数字滤波器，以352.8kHz的频率工作，将传统CD唱机的取样频率提高到8倍，因此高频数字取样噪声远离音频频带，只需简单的模拟LPF就能完成滤波要求，对音频信号的保真度影响不大，同时大幅度降低了谐波失真。其次，该机的高比特左／右通道D／A转换器从18比特数字滤波器吸收信号，并高速地将其转换为模拟信号的形式，由于采取了独特的浮动设计方案，因此，微弱的输出信号也能达到高精度和良好线性以及高的信噪比。该机还装有控制高比特DAC直接／滤波输出的开关，由高比特DAC输出的信号，能以准确的相位，通过3阶LPF。该机的高比特数字音量控制器，将动态范围扩展到120dB，并确保其精度为0.4dB／级。

（四）1比特DAC技术

1比特DAC可以大幅度减少D／A转换的误差，增强微小信号的再生能力。目前使用的1比特DAC可分为三种系统：日本NTT公司研制的MASH系统（多级噪声整形系统）、荷兰Philips公司研制的比特流系统（beat stream ystem）以及日本JVC公司研制的DD转换器（数字直接转换器）。

1．MASH系统

日本NTT公司研制的MASH 1比特DAC系统，其核心是多级噪声整形电路，能使量化噪声的交互失真分量（量化失真）通过数字正向传送而被加到原来信号上，量化噪声可以被去除，致使信噪比得到改善。日本Technics公司推出的SL—P900 CD唱机，采用了该系统，并加以LSI化，从而合理地抑制了噪声，表现出1比特DAC前所未有的优良效果。

2．比特流系统

由荷兰Philips公司开发的比特流系统，堪称“逻辑上的革命”。SAA7320集成块包括一个相位线性数字低通滤波器、两个高线性D／A转换器和作为模拟滤波的运算放大器。SAA7320的256倍超取样处理，可在11.28MHz（约191.76Mbit／s）的取样频率下提供17bit的字，1比特的量化器可以将每个信号取样17比特减少到1比特（量化器的电路是一种模拟／数字转换器），最终的舍入误差反馈到量化器的输入端，它的校正作用减少了量化噪声，使得音频范围内量化噪声很小。这种1比特转换器的线性能超过普通数字／模拟转换器，一方面的原因是转换器的级数较少，因而误差较小；另一方面是因为最低有效位更准确。最低有效位常常引起非线性，并在低信号电平上产生失真。由于在小信号电平下具有优良的线性，1比特系统比准确度不高的16比特数字／模拟转换器具有更多的优点。英国Mission公司推出的DAD5型CD唱机采用了Philips公司的比特流1比特DAC芯片，产生了比多比特解码方式更出色的音质。

3．DD转换器

日本JVC公司研制的DD转换器是1个4级噪声整形电路中的一种1比特DAC。DD转换器由PEM（脉冲沿调制）系统DAC构成。PEM系统的本机1比特DAC具有2至4倍于PWM（脉冲宽度调制）系统的分辨率。JVC公司的XL系列CD唱机多采用该技术。

美国Wadia公司研制出Digital Volome Control（数字音控）系统，并应用于Wada 6CD唱机、该机的数字音控系统是利用D／A转换器内部的16个比特来实现，该系统有一百级衰减，面板上的6个红色LED灯显示音量强弱，最大输出音乐功率达3.2V×400mA（峰值电流）。控制数字音控系统时，只需增减比特数，达到适当聆听水平范围，让D／A不过度减少比特来取得极品CD唱机的解析力，再配合一部性能优异的音频放大器，便可以使音质纯真至极。（潘松）