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 IT/CE类的音效播放设备提升音质的方式很多，不过从关键零组件下手，通常能展现立竿见影的效果，对于开发上的难度来说，也相对较低，当然声音表现在「一分钱，一分货」的情况下虽然提高了，但是也让开发案的成本，可能因此居高不下，但参考前篇的例证，提高音质能够拉开与竞争产品的差距，应值得开发者投资。
 
 音质提高的关键零组件在于DSP、Codec、DAC、与放大IC，一个个都成为今日数字音乐播放装置音质展现的瓶颈，以下将分别探讨。除零组件外，实际电路设计、EMI与差动信号，连电源供应都会影响音质，如果采用高质量零组件，却败在这几个可能被研发人员忽略的细节，相信也会令开发者遗憾。
 
 数字音效音讯处理关键 DSP胜过纯软件译码模式
 
 数字音效如前所述，几乎都是压缩格式，处理第一步，就是将压缩格式经译码还原，在PC类的音效装置上，这个步骤由于有强力CPU代劳，所以几乎可以将此必经过程忽略不计，但是其它CE等级的音效播放装置，特别是最热门的手持类装置，由于功耗与散热限制较多，无法使用效能较高的CPU，故译码就成为音质提升的第一个关键。
 
 许多兼具影音功能的多媒体装置，多半采用多媒体处理器进行译码，此种处理器包括TI的OMAP、Freesale的i.MX系列、ST的Nomadik、Renesas的SH-Mobile、NXP的Nexperia、ADI的Blackfin，以及Marvell的Xscale等。
 
 不过采用处理器译码的方式，基本上可归类为没有硬件加速的纯软件译码，译码效率并不高，许多研发人员认为这部分对于音质没有影响，实际上的译码速度、精确度以及噪讯比等性能，通常较硬件译码表现略微逊色，因此终端输出音质也不用抱太多期待。此外，由于软件译码，也不容易加入音效的后制处理，因此无法表现出音场，或者是不同音乐频谱的动态调整等进阶音乐表现能力。
 
 因此，提升音质的第一步，音讯译码应该用硬件处理为佳，在设计中加入采用纯为音效译码设计的DSP，让译码精确度以及噪讯比等关键性能都有所提升，音质自然会更好。甚至有的DSP还通过高音质认证，如德州仪器(Texas Instruments，TI)推出的DA7xx系列，可同时执行DTS-HD Master Audio串流解碼、8声道192kHz原声音讯及所有后段处理。
 
 
 图说：专业DSP需要为其开发最佳化软件，音效DSP亦然，其算法考验设计者功力。(资料来源：www.spinel.com.tw)
 
 Codec位居音效装置数字模拟转换要津 亦是音质掌握关键
 
 音效装置输入或输出的是模拟讯号，人耳才能听到，但是中间所处理的全是数字讯号，两者间的转换，也是影响音质的重点，把数字音效数据转换为可输出的模拟讯号阶段，因成本与布线等因素考虑，大多由音效Codec芯片所负责。
 
 大部分的Codec芯片，同时具有D/A(数字讯号转换成模拟讯号)和A/D(模拟讯号转换成数字讯号)转换功能。音效输出时利用的是D/A转换功能。以接收到来源数字讯号相同情况下，D/A性能好坏直接决定音效装置的输出音质，所以包着D/A的Codec芯片，其处理能力和讯噪比，对最终的声音输出质量有很大的影响。
 
 Codec的性能好坏，可由性能规格进行分析，例如支持可处理的数据位、取样频率、噪讯比、动态范围与各项失真值等，有些codec已支持HD格式，在数据呈现上比较漂亮，但真实音质未必比较好。决定Codec音质关键简述如下：
 
 1、DAC讯噪比：DAC是Codec中真正负责转换工作的单元，其讯噪比高低，将直接关系到最终音效声波输出的讯噪比，因此其性能为Codec的核心参数。大部分Codec芯片此项数值约在95db，但实际上，最后是否是能够达到供货商标示的数值，还是会受到很多其它因素影响。
 
 2、Mixer讯噪比：Codec中有Mixer，也就是混音器，负责对声音的迭加与混合处理，即可将2个或多个输入音效流结合为1个输出流，并可选择各个输入流的增益，所以Mixer噪讯比也是Codec影响音质的因素，一般此项性能参数与DAC噪讯比约略相同或相近，差距在-1db左右。
 
 3、DAC通道数目：许多音效装置已开始支持多声道，Codec芯片支持多信道能力，也是靠多信道DAC，其性能也会影响多声道时音质的表现。目前较新的Codec芯片大多已可以支持8通道的DAC转换。
 
 4、PCM格式转换时所支持的最高取样分辨率、和取样频率：以音质的角度分析，取样分辨率越高，对声音数据的处理能力就越强；取样频率值越大声音讯号的分辨率就越高，声音转换中的失真就越小。Codec芯片一般可以最高支持192KHz取样频率以及24Bit立体声A/D转换和24Bit立体声D/A转换。
 
 5、A/D和D/A的频率响应范围：频响范围也是音质中重要的指标，不过由于人耳的限制，只能听到20Hz~20KHz的频响范围，因此超过此频率的声音就算处理得再好，使用者也听不到，因此目前绝大多数的DAC频响范围，都在20Hz~20KHz之内。
 
 
 
 嫌包山包海Codec音质不好 采用直接DAC音质更上层楼
 如前所述，DAC目前大多已经包在Codec内，不过以音质的角度观察，Codec号称样样通，可能就表示每样表现都很平庸，例如在音频信号处理上，Codec的精准度就不如独立的DAC。
 
 再者，Codec的Jitter控制力也不如独立的DAC，Jitter指时基误差，会造成音质劣化，成因并非震动幅度等数据本身的错误，而是时间部分出错了，造成声音的波形扭曲，很明显的，这对音质高规格要求来说，绝对是一大杀手。
 
 除了处理能力比较差外，目前主流多通道Codec在设计上很难避免多通道间的干扰，音质表现会比2声道Codec差一些，因此讲求多声道支持，又兼顾音质的设计，会改用多颗双通道DAC的方式解决需求。
 
 虽然采用DAC的方式比Codec成本高，但是音质比较好，目前讲求音质的装置，越来越多采用专业DAC，如iPod、iRiver、Zune等。
 
 专业的高音质DAC厂商不多，较著名的有欧胜微电子(Wolfson)、德州仪器、恩智浦半导体(NXP Semiconductors)、Cirrus Logic等。
 
 DAC音质判断的标准与要点，与前述的Codec差别不大，不过以规格来说，DAC的效能都略胜一筹，因此通常判断的标准会更为严格，除了原本就被考虑的分辨率、取样率，噪讯比、总谐波失真这几项因素外，通常还会把有效位数(Estimated Number Of Bits，ENOB)、噪讯加失真比(SIgnal-to-Noise And Distortion，SINAD)、无杂散动态范畴(Spurious Free Dynamic Range，SFDR)、
 差分性失真(Differential Non-Linearity，DNL)、积分性失真(Integral Non-Linearity，INL)等参数列入评比。
 
 DAC的硬件规格通常也比较好。以Wolfson的WM8978为例，噪讯比达98db，具有改良的HI-FI级数位信号处理核心，支持增强型3D硬件环绕音效，以及5频段的硬件均衡器，以改善音质；并有一个可程序化的陷波滤波器，用以去除音效装置因为显示屏幕开关或切换时产生的干扰噪音。
 
 除了DAC，许多播放音效的装置，如果拥有录音功能，那ADC的质量也相当重要，判断标准与DAC相同。
 
 
 
 放大IC攸关音质与功耗 D类放大成首选
 
 前述探讨的几个零件，都在于讯号转换的部分，不过当数字音讯数据处理完毕，成为模拟的声音讯号后，必须加以放大输出，因此放大IC也是攸关音质高低的重要环节。
 
 不过放大技术与音质的关连性，却不能完全以音质的角度出发，以传统的Class A/AB放大技术来看，A类放大的音质最好，其原理是纯粹的以模拟讯号进行线性放大，音质没有失真。
 
 不过，A类放大虽具有最佳的信号传真性，但却相当耗电，一般来说，电能利用率只有20%~30%，例如供应100W电力给A类放大装置，最后真正输出到喇叭发声功率的只有25W左右，其余的75W通通损耗掉，除了电力效率不佳，高耗能也代表会产生高废热，常需要在放大晶体管上配装大型的散热片辅助散热。对手持式装置来说，高功耗与高热都是设计上的原罪，开发者避之唯恐不及。
 
 另一种B类放大设计，虽省电性较佳，但信号失真影响音质甚巨，因此衍生兼具两者优点的AB类放大，在音质与省电性取得较能接受的均衡点，过去成为消费性音响领域最受欢迎的放大方式。
 
 但目前在数字播放装置，越来越讲求整体电路配置空间缩小、并且降低功耗让产品更省电，以维持电池续航力等种种发展趋势下，于1958年就提出的D类放大(Class D Audio Power Amplifier)，目前成为当红炸子鸡。
 
 D类放大利用的原理为PWM(Pulse Width Modulation)，作用方式类似于主机板上交换式电源概念，即利用数字频率波型的疏密来输出模拟振幅的高低大小，频率密则振幅高，反之频率疏时则振幅降低。也因此运作模式，D类放大亦被称为为数字式功率放大或数字功放。
 
 D类放大省略了传统AB类晶体放大，在作成大功率机型时所需的大型变压器、超大滤波电容，可改以小电容与类似交换式电源供应模式(Switching Power)的小型变压器取代，使得电能可以快速直接地驱动喇叭单体。此运作模式提供了极高的电能利用率，纯理论上是100%运用，实务上电能利用率也经常在80%、90%水平。
 
 由上述驱动模式即可发现，D类放大电路当然在工作时不易产生高热，所以可以免掉占空间的散热片，此外，由于采用PWM模式，D类放大电路所需的体积，会比传统的功率放大电路小了许多，成本也较低，加上低耗热优点，D类放大电路非常适合塞在小小空间里。
 
 不过以音质的角度检视，D类放大的缺点是以调变程序所形成的放大，其结果必然与原始信号有些出入，但在一般消费性产品的音乐播放上，其质量可被接受，甚至在目前的技术下，D类放大的音质越来越好，特别是在低瓦数的状况下。
 
 例如，以采用D类放大器IRS2092S D的IRAUDAMP5设计方案，与同等级AB类放大输入比较，在1kHZ、接4Ω负载时，80W以下区域，D类放大的THD+N实际上是低于AB类放大器，而在60W附近，D类放大的THD+N更是进步到了0.005%的水平。
 
 只有在80W到140W区域，AB类放大的性能才稍高过D类放大，不过即使到了120W，D类放大的THD仍不超过1%。对于大部分数字音效装置来说，很少用到高功率，低功率的情况比较常见，此时D类放大的反而占有音质优势。
 
 D类放大的优劣评估，在于供电抑制率(Power Supply Rejection Rate；PSRR)以dB为单位，PSRR必须尽可能高。对于音质方面，则为总谐波失真加噪讯比(TDH+N)要求，此点以百分比(%)为单位，，THD+N则是尽量低，一般不超过10%，高标要求上还要低于0.1%、0.01%。不过THD+N建议与负载阻抗Rl、输出功率(Output Power)、PWM的调变频率(f)等做比较，才能准确判断。
 
 此外，D类放大有独特的电子特性，因此在音质评估时，必须注意EMI电磁干扰问题。因D类放大IC会持续、频繁地进行晶体管的导通、关闭作业，所以很容易产生电磁干扰，对于音质当然有不利影响。因此越能降低降低电磁干扰的发散度的产品当然越好，不过此点在空间与成本许可的情况下，可用金属外覆来屏蔽。
 
 此外，许多D类放大IC在省电性、控制性、体积缩小、弹性、保护能力上都有所著墨，形成各家的特色，大部分与音质没有太大关系，不过有些设计如果太过头，对于音质就会有影响。
 
 例如一些D类放大IC减少后段的LC低通滤波电路质量，如使用更小的电容，或根本省去电容(Cap-Free)，甚至有些设计连外接电感都一并省去(LC-Free、Filter-Free)，直接将扬声器的音圈之漏电感来充当LC用，当然，此种D类放大IC能够达到相当小的体积，因其输出接脚可与喇叭、耳机直接相连。
 
 虽此种设计方式可将体积缩至极小，但高频部分未经过滤就直接输出，喇叭不易将20kHz以上的频率发声，即便发出人耳也听不到20kHz以上的频率，但如果省过头，也可能对可听范围内的音质产生负面影响。D类放大IC的提供商有ADI、Cirrus Logic、MAXIM、Motorola、NS、Philips、Sanyo、ST、TI、TriPath等。
 
 
 图说：D类放大原理与AB类放大比较。
 
 零件优秀一时之选 整合电路也需配合才能发挥最高音质
 
 由于目前的数字音效播放装置，大多在内部整合各种电路，以及相关的数字IC，为达产品体积的集缩需求，各项组件间靠的非常紧密，组件间将无法保持足够的距离隔开对音效处理组件的干扰，因此音乐透过模拟电路输出时，几乎都可以听到程度不等的电子噪音夹杂其中。
 
 针对此问题，在产品设计时就应该在印刷电路板规划中，尽量将模拟电路和数字电路隔离，并确保模拟讯号布线远离数字或功率开关布线。
 
 此外，EMI干扰也是音质杀手，开发者当然有许多传统方式针对EMI做减低或隔离，但是最有效的方式为差动信号，即利用2个完全相同，但具有不同极性的讯号，取代单端电路。
 
 例如在一个对称布局中，2个路径相邻运作，一旦发生EMI干扰，则相同的EMI突波会被导入这2个信号中，但是，因为2个信号的接收侧不同，所以EMI会被抵销，换言之，共模抑制比(common-mode rejection ratio，CMRR)越高，则抑制EMI的效果就越好。此外，两个镜像也能够增大讯号，使任何残余的噪声都会较不明显。
 
 再者，电源供应是数字装置一定具备的组件，但也提供了噪声干扰音质的管道。对于线性电源供应产生的低频电源线涟波，以及交换式电源供应器产生的高频交换式噪声，因此在设计上应该避免共享电源回路，此外，也可以藉由适当的稳压器与高质量电容器，加以过滤、抑制、消除，例如将低ESR电容放在音效IC的电源接脚附近，这可减轻交流噪声影响，并且可以降低电源突波发生，
 
 音质提高，除了本篇提到的关键零组件(主动组件)外，被动组件(电阻、电容)的用料也相当重要，除影响前述的电源滤波质量，在音效处理路径中的交连电容、回授电容以及电组，都会因为其自身的电子特性，影响输出的模拟讯号质量，这部分的设计调整，对于最后音质的细节影响也颇大，不过这是在主动组件已经相差无几的情况下，才能比较出差异。

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