[轉貼] 為何數位輸入只有一條，卻有兩條類比輸出？

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作者： midi78578

為何數位輸入只有一條，卻有兩條類比輸出？   ◎張東征

編按：基於目前市面上推出的DVD已經開始普及，24 Bit以及新式Delta-Sigma數類轉換器晶片陸續上市，數位音響器材正面臨著一場空前的攻防戰。數位技術對音響來說是一種既難懂又簡易的學問，很多人聽了十幾年的CD，卻不知道CD唱盤的工作原理。音響論壇不是教科書，但我們希望藉由張東征由簡入深的筆觸，輕鬆帶領您認識數位音響器材的種種有趣問題。若您有數位音響上的任何技術問題（請注意，是技術問題，不是器材問題或聲音問題），歡迎利用讀者回函詢問，我們將邀請張東征替大家解惑。

幾天前，有位還在唸書的朋友一臉迷惘的抱著自裝的DAC 跑來找我。「沒有聲音，會不會裝壞了？」我稍作檢視之後，見機器並無異狀，便接上系統試聽。「很好，一切正常。」聽了我的回答，友人似乎寬心不少，但離去時仍面帶幾許困惑。

隔天上網收取E-Mail時，友人發了一封信：「我的DAC只有一個輸入端，但CD唱盤卻有兩個輸出端，可不可以只接其中一個？昨晚試了DAC，只聽到絲絲雜訊，一點音樂訊號都沒有，又出了什麼問題？」接連兩個大問號，眼尖的讀者，瞧出問題所在了嗎？

這位寶貝朋友平日以簡單的床頭音響聆樂，酷愛音響，無奈預算有限，僅能以「音響論壇」充飢，幾個月讀下來，最大的心願就是硒豸@部DAC來提升音質！（因為買不起成品，只好裝套件了）初次動烙鐵的他，糊里糊塗地把DAC搞定後，才發現忽略最根本的問題：DAC到底接在哪裡？打量廉價CD唱盤多時，決定從紅、白兩RCA端子擇一而終。

顯然，他怎樣選都是錯誤的，永遠都不會有押寶正確的一天。一個有能力裝配DAC的人，卻無法正確操作DAC，這不僅是極度諷刺，也充分顯示許多人對於數位音響基礎的嚴重匱乏。面對這樣的狀況，如果我們只是提醒他，DAC的位輸入必須與CD唱盤（或轉盤）的「數位輸出端」互相連接，那充其量不過是「告知」，告知他如何讓DAC發聲罷了。事實上，他仍是無知地在音響領域中浮浮沈沈。如果有一天，我拿一個內部沒半點電路、輸出入直接Bypass的黑盒子告訴他：「這叫做DIC（Digital Interface Converter，瞎扯的。），只要插在數位訊號的路徑上就能強化音質。」或許他真的會信。

粗淺的瞭解

面對CD唱盤這樣龐雜的系統，要徹底瞭解是相當困難的。您必須對光學有深刻研究，知道反射率對於訊號強度的影響；也得懂數位系統，從單純的邏輯閘與微處理器去實現全般控制回路；當然，精密機械的技術也是相當重要的，否則便無從控制旋轉與雷射頭的讀取動作。

既然要輕鬆玩音響，就沒有必要如此K書，但要玩出個門道來，總得有個粗淺的瞭解才行。先從基本的CD唱盤結構談起：

完整的CD唱盤=CD轉盤+數位類比轉換（DAC，Digital to Analog Converter）

我們一般買到的唱盤或CD-ROM，內部都已經把DAC做好了，所以可以直接將轉盤讀到的數位資料轉換為類比訊號。但也有人認為廉價唱盤內部的DAC實在太不稱頭，決定另外搞一個專用的DAC，一切朝高音質再生看齊。數位訊號Vs.類比訊號？儘管CD已經唱了二十幾年，但多數人仍無法理解數位與類比的差異。簡單的說，類比訊號是「連續」的，而數位訊號則是「有段」的。假設今天有一個訊號會在0伏特到1.5伏特之間變化，那我們可以透過類比的方式來捕捉其中的任何一個點，0.1伏特、1.48726伏特，都在類比掌握的範圍內。

數位就不同了，它必須視解析度而定。以兩位元的解析度來說，它只能允許00、01、10、11四種排列組合，然後用這四種排列組合對應0到2伏特。比如說，00代表0伏特、01代表0.5伏特、10代表1伏特…等，如下表：

由上表，我們可以觀察出兩點：

1.位元數愈高，就能把電壓區隔的愈細、愈接近類比。例如三位元可將訊號區分為二的三次方，八等分，N位元就能區隔成二的N次方。目前CD的解析度為16位元，也有可能低一點。至於未來的目標則是24位元，但牽涉的改變幅度太大，普及的速度不可能太快。

2.我們需要一個機器來進行「查表」的動作。當機器讀到00的訊號時，會自動反映出0伏特，讀到10，會反映出1伏特。而這個負責查表的機器，就是數位類比轉換器（DAC）。

我相信有人會問，為什麼要大費周章把訊號轉成類比？任何專家都只能回答：「因為人耳只能聽到類比訊號」。這就像雞為什麼生蛋一樣的，上帝已經決定一切。那又為什麼要把訊號變成數位儲存？因為以現有的電子技術來說，數位是最方便也最有效的儲存方式。沒錯，以類比來儲存資料也是可以的，如老式LP大唱片，但保存不易。如果有一天，人類可以發展出以類比方式有效儲存、運算（類比電腦）資料，相信會是一個極大的變革。

不過在這天到達之前，我們還是得把數位音響的基礎弄清楚。

二合一策略

從直覺思考，左聲道與右聲道的類比輸出似乎應該有各自的數位來源才對。我的意思是：一部CD轉盤應有兩個數位輸出，各司左右聲道之職。

左聲道數位輸出─左聲道數位類比轉換─左聲道類比訊號

右聲道數位輸出─右聲道數位類比轉換─右聲道類比訊號

不過數位工程師認為這樣太麻煩，一聲道拖一條訊號、那dts或AC-3的六聲道不得拖六條數位訊號出來！於是決定把兩聲道數位訊號擠在一起，透過「編碼」的方式傳送出來。有編碼就有解碼，在數位類比轉換器這邊的配套措施，就是將這單一的數位訊號解出兩聲道。所以實際狀況是這樣的：

┌ 左聲道數位類比轉換─左聲道類比訊號

左右聲道（混合）數位輸出─┤

└ 右聲道數位類比轉換─右聲道類比訊號

同樣的道理，如果現在改播放以AC-3/dts錄製的DVD或LD， AC-3/dts解碼器也能從單一數位訊號線所傳遞的資訊中，解出六聲道來。

這次我們就先討論到這裡，希望您已經瞭解以下幾點：

1.對CD唱盤而言，DAC可以外接也可能內置。外接DAC的目的，是希望將數位類比的轉換動作獨立到一部專職的機器上，以求取最佳表現。當然也有一些數位「轉盤」，天生就是沒有內建DAC的。設計者將所有的成本投注在數位訊號的讀取上。

2.其實DAC就是一部查表的機器訢t責將數位訊號轉換成對應的類比訊號。人耳僅能聆聽、感受類比訊號。

3.透過編碼的方式，多聲道的數位訊號可以擠在同一條訊號上傳送。解碼的動作就交由數位類比轉換器內部的解碼機制來處理。

我們下次再來剖析，在數位類比轉換器機殼下，到底又是怎樣的動作方式？單位元？多位元？要幾位元才夠？