(Sharp/Kenwood 死忠) 1bit 技術: Cowon/Sony 還是差一點

[vjoose]

最近大家經常都提及的 Cowon S9 也好 Sony X 系也好
雖然無聽過, 但以本人而言還是覺得相比 B9/D9, 仍有一道無可渝越的距離
這個距離叫 1-bit 技術

甚麼是 1-bit 技術? 其實不是甚麼新鮮事, 早在 Discman / MD 時代, 此技術己出現在 Sharp 在日本推出的影音播放器中, 實際原理亦不難理解: 就是每當數位訊號輸出前, 作放大處理的時候, 處理器只使用最基本的一位單元 --- 只有一個 "0 或 1" 為處理單位, 而非更多 "0 及 1" 的組合作為處理單位。如此處理, 理論上能減少在訊號處理時, 電流起伏及訊號干擾時造成的失真, 然後在數位訊號放大處理好後, 在最後一刻才把化作類比訊號播放, 加上配合無損的數位媒體, 便可以保證原音能原汁原味播放

後來 Sharp 把同樣技術投放在 CD / MD player 身上, 配合自家獨步天下的 "四極耳機", 曾經於高階隨身聲市場風靡一時 (當時的 Sony MD 亦被打得好慘), 音質上堪稱後無來者, 只可惜此技術一方面是 Sharp 的專利設計, 另一方面, 隨著 MD 市場競爭日漸激烈, Sharp 亦決定淡出 MD 市場 , 結果此技術於隨身聽幾成絕響, 只保留在少數發燒友的老機器中... (按: 當時也是很多 CDP / MD 廠商從鬥質量換成鬥平鬥輕薄的時代, 很多此期出產的機器音質比起之前都是乏善可陳)

所以在前幾年看見 Kenwood B9 的網頁介紹, 只能以驚喜來型容! 即使沒有打出 "1-bit" 技術, 但骨子裡肯定是同一回事! 甚麼 "32fs 高次ΔΣ變換回路", 幾乎就是 1-bit 的翻版! (當年 sharp 是 64fs 仍比 kenwood 快上一倍) 加上其他獨有設計如獨立電源 poweramp, PMW 變換... 即使沒有試過實際音質如何, 單看此規格己經燃起了買來一試的衝動, 結果音質一如所料: 想當清純, 使用同一張 cd 壓出來的 wav file 播放, 發覺與手邊的 DS77 比較亦不遜多少, 要計較的話就是底燥明顯一點: 即使 DS77 於播放時也還是有的, 感覺 B9 只是沒有刻意在靜止時把電流聲蓋掉而已, 試過好幾部其他牌子的旗艦級播放器後, 還是只有 B9 能給我接近 Sharp 1-bit MD 的感覺, 結果 d9 推出時又不小心把 b9 換成 d9ec...

既然 Kenwood 能造 1-bit 技術的機器, 坦白說, 我也是希望其他廠商也能夠照把同樣技術投放在自家的機器中的, 畢竟有競爭才有進步, 要 Kenwood 造出比 d9 更完美的機器就是要有音質能與之匹敵的產品才成, 正如當年 Sony 亦很努力推出與 Sharp 抗衡的技術方有 DS77 等神器出現, 反觀今天各種新機器都是功能多, 外觀亮麗, 但算會集中造好音質的話, 即使 Sony 也好, Cowon 也好, 給我的感覺都是定位在 "比 ipod 好點就夠了", 也沒有以推出新音響技術衝頂的打算, 至今人稱 Kenwood 的神器也不過是使用十多年前的技術而已, 這些年來根本是沒有進步, 甚至是退步! 這可是令人痛心!

以上種種, 各位有同感嗎?

[blackjackgundam]

"人稱 Kenwood 的神器" Kenwood沒那麼神吧

先聽聽看SONY PCM-D50再說吧...........

[aztec1234]

對不起，對於"1-bit"這個名詞您的文章內容有太多誤導，
我認為有必要導正視聽一下

如果版上有人是作ADC/DAC這方面電路設計的就知道，1-Bit是怎麼一回事，
更知道ΔΣ跟1-Bit之間有什麼關係，甚至這也不是Sharp的專利，他們只是搶了這個名字

所以在前幾年看見 Kenwood B9 的網頁介紹, 只能以驚喜來型容! 即使沒有打出 "1-bit" 技術, 但骨子裡肯定是同一回事! 甚麼 "32fs 高次ΔΣ變換回路", 幾乎就是 1-bit 的翻版! (當年 sharp 是 64fs 仍比 kenwood 快上一倍) 加上其他獨有設計如獨立電源 poweramp, PMW 變換... 即使沒有試過實際音質如何, 單看此規格己經燃起了買來一試的衝動, 結果音質一如所料: 想當清純, 使用同一張 cd 壓出來的 wav file 播放, 發覺與手邊的 DS77 比較亦不遜多少, 要計較的話就是底燥明顯一點: 即使 DS77 於播放時也還是有的, 感覺 B9 只是沒有刻意在靜止時把電流聲蓋掉而已, 試過好幾部其他牌子的旗艦級播放器後, 還是只有 B9 能給我接近 Sharp 1-bit MD 的感覺, 結果 d9 推出時又不小心把 b9 換成 d9ec...

ΔΣ是一個1960年就被提出的技術，現在也廣泛的用在許多電路上，
除了高位元高精度的ADC/DAC外，還有像鎖相迴路的應用

甚麼是 1-bit 技術? 其實不是甚麼新鮮事, 早在 Discman / MD 時代, 此技術己出現在 Sharp 在日本推出的影音播放器中, 實際原理亦不難理解: 就是每當數位訊號輸出前, 作放大處理的時候, 處理器只使用最基本的一位單元 --- 只有一個 "0 或 1" 為處理單位, 而非更多 "0 及 1" 的組合作為處理單位。如此處理, 理論上能減少在訊號處理時, 電流起伏及訊號干擾時造成的失真, 然後在數位訊號放大處理好後, 在最後一刻才把化作類比訊號播放, 加上配合無損的數位媒體, 便可以保證原音能原汁原味播放

而1-Bit是由於原本的ΔΣ架構在實現更高位元的轉換時有一些硬體設計上的困難，
所提出的修改型ΔΣ調變，但是請注意，不是用1-Bit就比較好，這些東西都是根據電路的規格，
或是要用在什麼地方才去決定的，1-Bit並不適用在所有的地方。

簡單來說1-Bit也是ΔΣ調變，只是長得跟其他版本不一樣，
That's all，本質上它就是ΔΣ

另外說一個事實，
早期一些SONY的CD隨身聽上就已經加了"1-bit DAC"的字樣，例如D-335，
這時Sharp最早的1-bit MD連個影子都沒有。

"1-Bit DAC"與Sharp MD上寫的1-bit High Accuracy Digital Amplifier是完全一樣的東西
Digital Amplifier指的就是DAC，High-Accuracy更是廢話，
音響的應用至少都有16-Bit以上的Accuracy，而用1-Bit還不作High-Accuracy更是自己挖洞跳

既然 Kenwood 能造 1-bit 技術的機器, 坦白說, 我也是希望其他廠商也能夠照把同樣技術投放在自家的機器中的, 畢竟有競爭才有進步, 要 Kenwood 造出比 d9 更完美的機器就是要有音質能與之匹敵的產品才成, 正如當年 Sony 亦很努力推出與 Sharp 抗衡的技術方有 DS77 等神器出現, 反觀今天各種新機器都是功能多, 外觀亮麗, 但算會集中造好音質的話, 即使 Sony 也好, Cowon 也好, 給我的感覺都是定位在 "比 ipod 好點就夠了", 也沒有以推出新音響技術衝頂的打算, 至今人稱 Kenwood 的神器也不過是使用十多年前的技術而已, 這些年來根本是沒有進步, 甚至是退步! 這可是令人痛心!

如果說你已經了解1-Bit與ΔΣ其實是相同的，
那麼我再說一個事實，你的生活裡已經充斥著ΔΣ(或是1-Bit)帶來的好處，
只是你不自知而已

十多年前的技術，是，沒錯，1960年提出的技術，
不過這個技術的原理提出到了它可以用電路作出可是過了快20年，
以及知道原理跟實作電路是兩碼子事，現在可以掌握ΔΣ或是1-Bit設計的精髓的公司，
仍舊不多

==
底下是關於1-Bit的來由，有興趣的就看，沒興趣的跳過也無所謂：

1960年代ΔΣ(Delta-sigma, 或者稱為ΣΔ, Sigma-delta)調變技術首度被提出，
這個技術的目的是為了能夠將高解析度的訊號以低解析度的訊號表示

這樣有什麼好處？因為受限於半導體製程，高解析度訊號的運算電路是不容易作出來的，
如果可以用低解析度的訊號來表示高解析度的訊號，那麼電路就容易設計得多

1960年後提出了許多版本的ΔΣ調變方式，不過直到近代才真正以電路的形式實現出來，
目前這種電路被廣泛使用在高位元的ADC或DAC，以及鎖相迴路等應用上，
同時也出現了Pulse-Code Modulation，也就是許多錄音器材上寫的"PCM"
因為ΔΣ調變能夠把輸入的波形每一個取樣點的振幅大小以數位的輸出碼表示，
所以叫作"Pulse-Code"

不過以一個24-bit的ADC設計為範例，可能會設計一個ΔΣ調變電路，
先把輸入訊號轉成4-bit的輸出，或是稱作4-bit的PCM輸出。
而為了達到想要的SNR、線性度等規格，
反而得在迴授路徑上放一個至少26-bit的DAC！

原本用ΔΣ的目的是讓24-bit的ADC好作一點，不過這樣一來反而得先作一個26-bit的DAC?
反而製造了更大的問題

所以1-bit就出現了，直接用ΔΣ調變把輸入訊號用1-bit的輸出來表示，
犧牲一點取樣速度，但是換來的是硬體上的節省，
而對一些應用上來說，取樣速度其實是不用很快的

而只用1-bit去表示輸入訊號的方式就不叫PCM，
它的名字叫作"Pulse-Density Modulation"，簡稱PDM

也就是我只用一個Bit的輸出，在固定的取樣時間內，
這條輸出出現"1"跟"0"的比例，去決定最後的輸出

[Ryunosuke]

說死忠，我想是個人口味吧，KENWOOD的機器到底有多神，其實也只是還好而已。

[郭修齊]

1960年代的技術應該是50年前的技術,
而非10多年前的技術...

[audience]

Kenwood的光環真的褪色了嗎?

aztec1234好專業呀 , 哪本書有寫這些東西 @@"

[Ryunosuke]

Kenwood的光環真的褪色了嗎?

aztec1234好專業呀 , 哪本書有寫這些東西 @@"

個人覺得，說光環褪色，不如說，是一開始太多人神話這樣東西了吧。

AA上果然是不少專業的玩家，從精闢的解說1BIT 技術這樣的東西，還有

之前SSD的文章，告訴我們，對於不了解的東西，可不要亂唬人啊～～

[k@rogers]

現在的隨身聽的音色是青菜蘿蔔各有喜好
但我都覺得都不如舊機種來好
不論是CD還是MD隨身聽都是

[aztec1234]

Kenwood的光環真的褪色了嗎?

aztec1234好專業呀 , 哪本書有寫這些東西 @@"

這個...會是電路設計相關的喔...
如果不是本科出身的會很難懂，因為這個原理是基於很多專業科目所得來的，
簡單來說最原始的相法是這樣的：

1. 對ADC或DAC來說，輸入訊號與輸出訊號所在的domain不同，
類比訊號屬於continuous-time domain，意思就是任何時間點都有對應的訊號值
數位訊號屬於discrete-time domain，意思就是把訊號以一定時間長度分段，
每一段時間長度會有其對應的訊號值
所以在把類比訊號轉成數位，或是數位訊號轉成類比時，一定會有"誤差"存在，
這個誤差叫作Quantization Error，在頻譜上會形成Quantization Noise---"量化雜訊"
造成一個理想的ADC/DAC還是會有雜訊，從而帶出來理想的N-bit ADC/DAC其最佳的S/N為：
6.02*N + 1.76 dB

2. 但是有人就是會想，如果說我做一個16-bit的ADC，最佳的S/N為98.08 dB，
那我有沒有可能提昇它的S/N？
所以就發展了Delta-Sigma技術，也就是針對量化雜訊在系統中會經過的路徑作分析，
讓量化雜訊流過的路徑形成一個高通濾波器(High-Pass Filter)
這樣一來，輸入訊號所在的頻段就會比較乾淨，雜訊都被集中到人耳聽不到的高頻，
這是基本原理

3. 後續就出現許多變種，像1-Bit這樣的東西

有興趣我還是有些電子書可以給各位，不過非本科系的可能會看不下去

[audience]

嗯,非常充實的內容

是傳說中的DSP嗎?

[aztec1234]

嗯,非常充實的內容

是傳說中的DSP嗎?

原理大概就是DSP、控制系統這方面，
其實我也快還給以前的老師了

現在只剩下上班時還有用到的會記得...

[ETK]

覺得 1bit 比較像是 class-D AMP 的技術.

class-D AMP 與 1-bit的PCM 輸出的 ΔΣ DAC 還是有架構上的不同

但是 digital-input 的 class-D AMP 就有點難分類了 .

不過, 這些技術應該不在 kenwood 身上, 而是在 TI , analog device , wolfson ...etc 這些 analog IC design company 上.

最近 Sony 的 S-master 就不知道是完全自己開發的, 還是 license 來的技術了..

這些號稱全數位的好處是.? 也許是不要挑燒料, 就可以有很好的音質 ?. 那也是要用耳朵收貨才知道的了...

[aztec1234]

覺得 1bit 比較像是 class-D AMP 的技術.

class-D AMP 與 1-bit的PCM 輸出的 ΔΣ DAC 還是有架構上的不同

但是 digital-input 的 class-D AMP 就有點難分類了 .

不過, 這些技術應該不在 kenwood 身上, 而是在 TI , analog device , wolfson ...etc 這些 analog IC design company 上.

最近 Sony 的 S-master 就不知道是完全自己開發的, 還是 license 來的技術了..

這些號稱全數位的好處是.? 也許是不要挑燒料, 就可以有很好的音質 ?. 那也是要用耳朵收貨才知道的了...

Class-D Amplifier採用的是Pulse-Width Modulation，簡稱PWM
在固定時間內，根據輸出的訊號為1的長度的不同(我們通常叫duty)，
來決定所對應到的數位碼

1-Bit的PCM通常叫作PDM，Pulse-Density Modulation
跟PWM其實很像，不過硬體實現上幾乎不一樣

所以一般音響系統會多一個PCM轉PWM的轉換器，用來送給Class-D Amp

另外全數位的好處---
這些技術當初出現不是為了音響用途，所以必須從一般工程觀點去看
1. 不容易受製程影響
2. 不容易受雜訊干擾
3. 容易作外部控制

另外 ΔΣ是目前做24-bit ADC或DAC的唯一架構，
這跟用全數位有什麼好處其實沒什麼關係，只是因為用全類比電路作不到

ΔΣ的架構又可以再分好幾種，用來設計ADC或是DAC的考量也不相同，
如果是用在鎖相迴路上的設計考量又不相同，所以沒有什麼一定的解法

[vjoose]

"人稱 Kenwood 的神器" Kenwood沒那麼神吧

先聽聽看SONY PCM-D50再說吧...........

D50 犯規啦!
讓我選的話, 與其帶著大水牛 D50 作隨身聽, 倒不如抓台 ipod 加耳擴好了

[crazyapple]

對不起，對於"1-bit"這個名詞您的文章內容有太多誤導，
我認為有必要導正視聽一下

如果版上有人是作ADC/DAC這方面電路設計的就知道，1-Bit是怎麼一回事....

aztec1234能否分享相關資訊來源?中英文皆可...

經過aztec1234的說明,長了些知識...

[aztec1234]

對不起，對於"1-bit"這個名詞您的文章內容有太多誤導，
我認為有必要導正視聽一下

如果版上有人是作ADC/DAC這方面電路設計的就知道，1-Bit是怎麼一回事....

aztec1234能否分享相關資訊來源?中英文皆可...

經過aztec1234的說明,長了些知識...

書籍的話，有兩本書可以參考：
"Understanding Delta-Sigma Data Converter,"
Richard Schreier and Gabor C. Temes

"Delta-Sigma Data Converter Theory, Design, and Simulation,"
Steven R. Norsworthy, Richard Schreier, and Gabor C. Temes
不過這兩本書對於本科系的人會比較有用，一般只是想了解的人不太適合，
而且還提到了實務上的一些要點

網頁相關資料如果是想先看看的，除了維基百科之外，
這個網頁的內容也還算不太困難
http://www.beis.de/Elektronik/DeltaSigma/DeltaSigma.html

至於書的電子檔嘛...
不適合在公開場合講，我有PM給您參考

[crazyapple]

書籍的話，有兩本書可以參考：
"Understanding Delta-Sigma Data Converter,"
Richard Schreier and Gabor C. Temes

"Delta-Sigma Data Converter Theory, Design, and Simulation,"
Steven R. Norsworthy, Richard Schreier, and Gabor C. Temes
不過這兩本書對於本科系的人會比較有用，一般只是想了解的人不太適合，
而且還提到了實務上的一些要點

網頁相關資料如果是想先看看的，除了維基百科之外，
這個網頁的內容也還算不太困難
http://www.beis.de/Elektronik/DeltaSigma/DeltaSigma.html

感謝aztec1234

想請教aztec1234,在這領域多久了呀?
感覺好厲害~

來研讀一下~

[aztec1234]

感謝aztec1234

想請教aztec1234,在這領域多久了呀?
感覺好厲害~

來研讀一下~

其實沒很久...我研究所是做Mixed-Mode IC設計相關的，
不過我做的東西是鎖相迴路，ADC/DAC的部分大多是修課跟作業得到的，
後來進公司上班有做過ADC才又重新熟悉相關的東西，因為設計ADC前必須評估各種架構的可行性，
Delta-Sigma一度是我考慮過的架構，
但是最後因為一些現實因素的考量使得Delta-Sigma的設計進行到一半就得打住，
改換其他架構去做

如果只算業界的話我只能算是年資快滿一年的菜鳥...