Hi Fi 基礎談 五十四：CD 真的比以前靚聲

讀者和朋友們一般都同意 CD 轉盤是好聲的根基。有幾位感性派，還後悔在一款中下級 CD 機上花了不少錢去「摩」。問題是，為甚麼 CD 機的改錯系統工作愈多，重播樂器的 Size 也愈大？

上期我只講出了改錯系統的症狀，而沒有指出其所以然。感性派滿意了，要查根問柢的求知者卻想知點解。理由是，數碼改錯系統是一組憑手頭上收到的資料去「估計」失去了些甚麼的邏輯線路。換句話說，改錯系統收到一大堆 0 和 1 的開關訊號，憑這些訊號去推測失去了幾多 0 和 1，然後加以「補正」。這是一廂情願的做法，因為，改錯系統實在不可能知道真正失去了的 0 和 1 有幾多和它們的列陣狀態。它所「補正」的訊號，只是按已知的訊號重整出來的列陣。用非技術性語言去解釋，改錯系統的操作邏輯是「買手指賠手指」。所以，改錯系統的症狀，是令重播音響畫面的突出樂器更突出。結果，是獨奏樂器加大，人聲口形加大……可以了解平價 CD 機的人聲重播令 Audio Critic 覺得好靚聲之原因了吧。

新出廠 CD 的音響質素平均比初期的靚，和初期認為渣聲的 CD 在新機上大可接受，兩者是互相關連的。科技的改良和錄音經驗的日積月累有同樣重要的影響。

70 年代末，錄音師們對數碼的特性還摸不清楚。他們只把錄音機由 analog 換了 digital 的，前端的咪高峯、拾音點及諸般細節，有排都未適應。漸漸地，他們明白了 digital 錄音用咪、擺咪等全盤技巧都必須變通。數碼錄音對喜歡近距離擺咪的錄音師來說是個惡夢，初期，不少產生尖叫刺耳聲的數碼錄音，原因都是近距離拾音所引起。理由很快就找到，最主要者，是近距離拾音強調數碼失真。當時，大家都曾經相信，或強迫自己相信，數碼錄音最大優點是失真低，甚至沒有失真。現在，我們都知道數碼也有失真，而且特性和模擬失真迥異。近距離拾音有慣性強調了鈴振（Ringing 俗稱「叫」），模擬錄音也有鈴振，但由於高頻響應能量徐徐下降，相位線性良好，「叫」聲並不明顯。數碼錄音的高頻響應，卻直至截斷週率為止都維持同樣能量，而在截斷週率開始，滾降曲線就達到 100dB/oct 。相位線性，在此大受干擾，在聽頻範團內的「叫」聲，因而惡化。一些模擬時代不「叫」的咪，用於數碼錄音卻「叫」到鬼殺咁嘈。

截斷週率是數碼錄音高頻響應之極限，技術上，這必須是取樣週率的 1 倍頻之下。比方說，CD 的取樣週率是 44.1KHz，它的高頻截斷週率便是 22.05KHz。否則，過界的高頻便干擾取樣工作，產生 Aliases 訊號（Alien 譯異形，Aliases 譯異形訊號亦不錯）。異形失真頻率和重播的聲音絕無關係，可以是任何形式的噪聲。受截斷週率影響而強化的數碼「叫」聲，也不必與重播聲波有關連。這點就和模擬錄音大不相同了，模擬錄音的「叫」，都是強調某一個諧波的失真，與重播聲音有關係。

數碼錄音除了擺咪選咪要學過之外，殘響的拾取份量也要酌增，以補救數碼錄音「尾聲」較短的缺點。

今天，數碼錄音技術已被推行了廿年，熟能生巧，數碼的長處，發揮得很好了。

羣體延遲效果

技術方面，數碼錄音自從有了 dither 之後，「尾聲」得以拖長至天然水平。Dither 是一種將適量（2dB~3dB）的噪音混進數碼錄音訊號裏，藉以激勵數碼系統的最低操作數位（LSD），就算在最低電平輸入情況下也不停止工作。Dither 是一項很好的改良，它令到數碼錄音的質素更加接近真實。

截斷週率，是數碼體系最受爭論的焦點。為了臻達 100dB/oct 的截斷效率，我們要犧牲很多。這種磚牆（Brick wall）濾波器，必須應用在 D/A 及 A/D 部份。它的缺點，是高頻與低頻的通過時間有很大的差誤。時間差誤即是相位漂移（Phase Shift），只是磚牆濾波所產生的相位漂移極之嚴重，甚至超過 360°。舉個例說，經過一套（D/A – A/D）濾波的音頻，最高週與最低週的時差可能達到每秒 1 微米（1ms），相當於將高音單元移後低音單元 1 呎！

這樣嚴重的時差，用相位移去形容它已不貼切，摩登名詞是羣體延遲（Group delay）。羣體延遲效果，由揚聲器播放出來，在空間又會互相調制，產生更混淆不清的諧波。最初設計磚牆濾波器的專家，還煞有介事地宣稱羣體延遲效果是不易得出來的東西呢。真夠諷剌，怪不得很多人認為數碼錄音是由不聽音樂的「辣雞佬」發明的了。

八零年代末，磚牆濾波器的問題有很值得鼓舞的進展。一般超取樣體制（Oversampling）的 CD 機解碼器，由於把取樣頻率乘高了 4 倍或以上，就不需要切削角度太垂直的濾波器。（編按：94 年 Chesky Records 已用到 128 倍超取樣的 20bit ADC 製作母盤）事實上，CD 機解碼器已可做到很好的相位線性。可惜，在專業數碼錄音機上，要將超取樣技術應用於 16bit A/D（編碼器）上卻是件十分昂貴的設計。於是，退而求其次，有人忽發奇想，試行在 A/D 端採用切削曲線較溫和的濾波，試一試增加些少異形訊號（Aliases）對重播質素有甚麼壞影響。

Apogee 濾波器

有一家名叫Apogee（與喇叭牌子無關）的美國加州小型電子公司，根據上述概念，製成了發燒友好多都聽聞過的 Apogee 濾波器，用於數碼錄音機的 A/D 端，效果十分突出。裝上了 Apogee 濾波的數碼錄音，羣體延遲失真有脫胎換骨之改善，而增加了少量 Aliases 的干擾卻對整體沒有影響。

近年來，頗多專業數碼錄音機的 A/D 端都採用 Apogee 濾波，加上其他方面的進步，新出 CD 平均的確比以前靚聲。至於那些初期數碼錄音，母帶本身已存在很多數碼失真的，如今用新一代超取樣 D/A（解碼）去放唱，由於解碼器沒再引進失真，和更重要的是新一代 CD 機的音頻處理部份再非昔日之填海級線路，所以自然也靚了聲。

‘Bitstream’ 1bit 錄音，徹底做到多倍取樣頻率量子化的理想，是數碼錄音技術的里程碑。但不可不知，1bit 錄音雖然和 1bit 解碼（放音）源自同一基本邏輯，後者卻朝更經濟更普及化的路線走。目前不少中、下價 CD 機的解碼晶片，都只是一粒（或兩粒）1bit D/A 的 IC 而已。

（原文刊於 1990 年 9 月《Hi Fi Review》，作者 雷明 先生）