Hi Fi 基礎談 廿一：鐳射數碼初階（五）
數碼式濾波器的發展成功，是數碼錄放音技術上一大改進。與此同時，數碼錄音還有好多毛病，目前亦都已經普遍地獲得解決。
最重要的，是「最低有效數位」（LSB）和「最高有效數位」（MSB）在技術上的影響。前文已略有提及，數碼系統的工作範圍，必須給限制在 LSB 及 MSB 之間電平內。低過 LSB 的訊號，沒法使系統操作，高過 MSB 的訊號，會令系統「解釋」為與音樂訊號無關的怪聲音。本來，在理論上 16bit 系統由 LSB 至 MSB 之間有 90dB 以上動態，是足夠有餘的。
但錄音師在工作時為了避免觸及 LSB 地台及 MSB 天花，多在上下兩限邊沿之間預留 2-3dB 的虛位作為保險。這麼一來，原有 90dB 動態的工作範圍，就給削切為 85dB 不到。換句話說，是留空了一個 Bit。看官或有不知，CD 碟的 16bit 體制本來已經要抽起一個「資料」（叫做浮動 Bit）。因此 CD 碟的動態範圍，實在經常只得 14bit 用。
Telarc 的絕招
數碼錄音在觸及 LSB 地台時，錄音效能是會猝然停止的。這效果，我們在聽一些製作不佳的數碼碟（LP 及 CD 均有，但以 CD 為甚）時，發覺音響裏天然的殘響好像被斬去了一截似地沒有了尾巴。聽模擬式錄音時，這些殘響尾巴形成一股包圍着每一件樂器的「空氣」，它表達出樂器與樂器之間的距離，表現了樂器的大細及方位。好多數碼錄音或以數碼翻版的模擬錄音都失去了這些殘響尾巴及空氣。起初，聰明的數碼錄音師利用巧妙的咪高峯擺位，拾取更大量的「遠距離」殘響混合數碼帶來彌補了斷尾巴殘響的特性。著名的早期 Telarc 發燒數碼碟就是憑錄音師的天才臻至的極品。Telarc 錄音採用的 Sound Stream 數碼錄音機，給別的錄音師去用就一樣有機會做出「斷尾」的空氣錄音。終於，有人想出個徹底辦法，解決了數碼斷尾失真的問題，那是 Dither 的運用。Dither 是在錄音時混和在主帶上的輕微闊頻帶噪音，它的混合，使數碼錄音在沒有輸出的時間也多了 3dB 的噪音。這輕微噪音的增加，主要的效能是不讓數碼系統觸及 LSB 的終止活動範圍。3dB噪音的增加，實際上卻是將動態範圍再降低 3dB，不過對聽覺的影響卻不如此。因為，人耳聽覺，有在噪音裏揀音樂聽的靈活選擇性。我們在欣賞模擬式錄音 LP 碟時，都不自覺地訓練了從磁帶嘶聲中選擇殘響尾巴空氣的能力。數碼錄音中混入噪音（Dither），不僅不騷擾聽覺的安寧，反為殘響的尾巴混上噪音之後達到了超越 LSB 電平，維持數碼體系的正常操作。
無失真的拷貝？
在數碼錄音主帶上混入約 3dB 的 Dither 噪音，不但不騷擾聽覺之安寧，反為令數碼系統操作正常，不致跌進「最低有效數位」LSB 的「地台」底下而停止編碼。錄音裏的殘響空氣，可以與輕微的噪音混在一起，音壓甚至低過噪音，亦不會因掩蓋效應（Masking Effect）而迷失在噪音裏，因為人耳有揀擇噪音及聲音的本能。聽覺會自動揀要聽的去聽，具有優異的反掩蓋功能。
由此類推之，科學家把模擬錄音的動態範圍限在磁帶嘶聲的電平上起計是不公平的。因為，人耳一樣可以挑選模擬錄音帶上電平低過嘶聲的殘響空氣。據最新的實踐體驗，今日最高級的無杜比模擬錄音，其可用的動態範圍（由嘶聲電平下約 6dB 開始至削波電平止，也有驚人的 85dB）。所以，數碼錄音在動態範圍方面的優越條件是不實際的。但數碼錄音的低頻響應及音質，是聽得出的勝於模擬。可惜是數碼錄音高頻響應上限以 21KHz 為「磚場」界限，而最佳兩聲道模擬磁帶之響應可扳升至 25KHz。
數碼錄音宣稱的最強勢優點，是提供無限次的拷貝（Copy）可能性。此點，在任何技術書本上都已寫成金科玉律。理論上模擬式主帶每 Copy —代，都增加多一代的嘶聲和拷貝失真。而數碼 Copy 卻好比一擔花生由一隻籮轉至另—隻籠裏一樣，若淨算粒數是一粒也不會少。因為，點算數碼的機器根本不理會那裝花生的器具是圓是方。但，事實上，由一籮過別籮的程序，在點算時必會產生錯誤的。數碼系統的精確度，是Bit數位愈多要求愈嚴格。像現用的 16 Bit/44.1KHz 國際 CD 標準，帶過帶的錯誤點算允許率，每秒數不得超過 4 次！此外，拷貝帶上若出現輕微的磁粉脫落（Dropout）也會引起數碼編譯上的錯誤。這些點算錯誤及磁粉脫落錯誤，只是數碼系統在錄、放拷貝時所可能產生的非模擬式錯誤之兩種。加上 LSB/MSB 錯誤，轉碼錯誤等，每次拷貝就必然為新印本帶來更多錯誤。這許多錯誤，除了部份能夠用結構複雜的錯誤糾正體系按電腦的估計去加以補償之外，總難免產生噪音，雜音及各類失真。主要是量子化噪音（Quantization Noise）和量子化失真之遞增。反數碼之人說，數碼錄音自詡提供無限次拷貝（第一代過第二代，第二代過第三……）而不損傳真度為最大優點，其實是數碼錄音的最大謊言！至目前為止，數碼錄音帶的確仍未能做到最初揚言的無限量拷貝理想。這一方面它並沒有優勝於模擬錄音之處。（未完）
（原文刊於 1988 年 1 月號《Hi Fi Review》，作者 雷明 先生）
▲Telarc使用美國Soundstream研製的4聲道16bit/50kHz數碼錄音機（外置式磁帶機械）製作的靚聲錄音（尤其是低頻），括弧內為錄音年份。
