我們能夠從各種媒介中捕捉音樂的細節與情感。而在音頻世界里,PCM和DSD是兩種廣為人知的無損音頻格式,它們在音質上各有特點,吸引了不同類型的音樂愛好者。
這兩種數字音頻編碼技術,差別到底在哪里?
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定義
PCM(Pulse Code Modulation,即脈沖編碼調制)?,是一種廣泛使用的數字音頻編碼方式,我們常見的音頻,如wav、ape、flac、mp3、aac等等幾乎都是PCM編碼格式。
如下圖所示:
特點
PCM是一種廣泛使用的數字音頻編碼技術,它將連續的模擬信號離散并抽樣量化,根據瞬時點參數構建PCM波形。每個采樣點都是單獨度量各自采樣時刻的電平絕對值,采樣點之間相互獨立,無關聯也無影響。
PCM的采樣率通常以kHz為單位,位深度則以bit為單位。隨著技術的發展,PCM格式的音質從16bit發展到24bit甚至更高,采樣率也從CD的44.1kHz發展到384kHz。
例如:CD音頻通常采用44.1kHz的采樣率和16bit的位深度,這種格式的音頻質量對于大多數應用來說已經足夠好?。
過程
PCM主要用于將模擬信號(如話音、圖像等)轉換為數字信號。這個過程涉及三個主要步驟:抽樣、量化和編碼。
抽樣
是將時間上連續的模擬信號轉換為時間上離散的信號的過程。例如,話音信號通常以8kHz的頻率進行抽樣。
量化
量化是將抽樣得到的連續的模擬信號,劃分為一組有限的離散的信號級別,通常用二進制碼表示。
編碼
編碼是將量化之后的數字信號轉換成電脈沖序列的過程。PCM的編碼格式分為直接編碼和壓縮編碼兩種形式。
應用
PCM技術以其高保真度、音質好的優點而受到青睞,但同時也存在成本較高、技術復雜、存儲空間大等缺點,可根據具體的應用場景和需求進行權衡。
目前,PCM廣泛應用于通信、計算機、數字儀表和遙控遙測等領域。如納祥科技這款可應用于光纖音頻切換器、同軸音頻切換器等設備中的光纖音頻專用切換芯片NX86T44,支持無損 PCM 數字音頻信號、Dolby 以及DTS 音頻信號傳輸。
定義
?DSD(Direct Stream Digital,直接比特流數字編碼)?,最初由Sony和Philips為SACD(超級音頻CD)標準共同開發,采用了一種不同的編碼方式。
DSD采用脈沖寬度調制技術,將音頻信號直接轉換為數字信號,其采樣率極高,通常以MHz為單位,位深度則為1bit。這種編碼方式相比PCM具有更小的量化噪聲和更高的信噪比,能夠提供更加細膩和自然的音質。
如下圖所示:
特點
以下是對DSD特點的具體介紹:
①采樣率高
DSD的采樣率高達2.8224MHz,是CD標準的64倍。
②量化精細
DSD采用1bit量化,通過脈沖密度調制(PDM)方式記錄音頻信號,可通過極高的采樣頻率來彌補信息量,從而獲得高質量的音頻數據。
③信噪比高
由于DSD采用了噪聲整形技術,將量化噪聲推擠到高頻段,因此在可聽頻段內信噪比極高,能夠提供更純凈的聲音。
④動態范圍廣
DSD的動態范圍非常寬廣,理論上可以達到120dB以上,尤其是在大動態場景下表現尤為出色。
應用
DSD因其高采樣率、低延遲、寬頻響和優異信噪比等優勢備受歡迎,但編輯難、兼容差和文件大限制了其普及,未來技術進步和市場發展有望拓寬其應用。
目前,DSD主要應用于SACD和某些高端音頻設備中,提供更高質量的音頻體驗?。
如納祥科技NX9018,是一款應用于各類HIFI播放器的多位DAC,具有一個專用的 DSD 處理器,在無需要中間抽取的情況下進行音量控制和 50 kHz 的片內濾波。它還可以使用多元件開關電容陣列為 DSD 直解提供一條可選的路徑。
PCM & DSD 誰音質好?
PCM和DSD的主要區別在于它們的編碼方式和音頻質量,理論上,它們都能夠提供高質量的音頻,從對比就可以看到:
PCM VS DSD
Q:PCM的優勢與應用場景有哪些?
由于其多位量化,PCM格式易于編輯和處理;幾乎所有現代音頻設備都支持PCM格式,因而被廣泛應用于各種音頻場景,從CD、數字下載到專業音頻制作,能夠滿足大部分用戶的需求。
Q:DSD的優勢與應用場景有哪些?
由于采用1位編碼,DSD音頻難以用傳統數字信號處理技術進行編輯和操作,通常需要轉換為PCM格式;盡管采樣率高,但由于只有1位,文件大小相對較小;目前支持DSD的硬件較少,主要適合追求極致音質的用戶,尤其是對高頻細節和動態范圍有較高要求的場合。
所以,用戶無需爭論PCM與DSD音頻的優劣,哪個最香。因為目前高清音頻市場以PCM音頻為主流,但DSD格式作品也頗為常見。
結語NAXIANG TECHNOLOGY
PCM和DSD各有千秋,它們的區別主要在于它們的編碼方式、采樣率和位深度,以及由此帶來的音質差異。PCM因其兼容性和成本效益被廣泛應用,而DSD則因其更高的音質要求在特定領域內受到青睞。
因而,用戶在選擇時應根據自己的需求和設備條件來決定。
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