DSD 相关概念

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PCM

目前说到音频播放，都绕不开广泛使用的 PCM 编码，常见的 wav 等音频格式都是用于 PCM 音频的封装。

PCM（pulse-code modulation），脉冲编码调制，是一种音频模拟信号的数字化方法。

音频信号其实是一种模拟信号，日常使用的 PC 则是数字化设备，内部采用存储的是数字信号，因此在 PC 这些数字设备当中播放音频就必须先将音频进行数字化存储，PCM 则可以看作是这样的一个解决方法，它可以将音频模拟信号转化成数字信号。在实际应用中脉冲编码调制肯定不会是那么简单的，通常是由专门的芯片来完成的，这就是模数转换器 ADC 。

当然我们得到了这些数字化的音频信号后并不能简单地将其存储在 CD 或硬盘当中，为了在播放时能够识别不同规格的 PCM 还需要为其添加一定的标识或是进行分割，因此我们就将 PCM 封装成了 wav 或 aiff 格式，当然直接用虚拟信号采样得到的 PCM 体积比较庞大，通常还会对 PCM 进行压缩，类似于 ape、flac 就是 PCM 经过无损编码压缩后的结果，而最普通的 mp3、aac 则是经过了有损压缩。

经过压缩后的 PCM 在体积上会有不少优势，但播放时需要先将压缩数据解压还原成 PCM 才能通过 DAC 芯片解码成模拟音频信号供信号放大器使用。压缩音频编码成 PCM 的过程中并不涉及数字和模拟信号的转换，一般通过CPU 即可完成，而 PCM 还原成模拟信号则需要 DAC 才可完成，目前较高规格的 PCM 可以达到 32bit/192kHz，而大多数声卡当中 DAC 只支持 24bit/192kHz 的规格，因此播放时还需通过 CPU 对高规格的 PCM 进行向下采样。

DSD

DSD（Direct Stream Digital），直接比特流数字数字编码，Sony和飞利浦的专利，利用脉冲密度调制 PDM（pulse-density modulation）将音频信号存储在数字媒体上。

DSD 是基于 PDM，PDM 是通过密度来表示模拟音频信号的，PDM 每次采样的精度都是 1bit，DSD的精度不受bit的高低影响，只受采样频率的影响，因此通过 PDM 调制的音频信号并不能通过现有的基于 PCM 的 DAC 进行解调。

目前 DSD 拥有四种不同的采样率：2.8224MHz(64Fs)、5.6448MHz(128Fs)、11.2MHz（256Fs）和22.5792MHz（512Fs），Fs的计算方式：

64Fs = 44100 * 64 = 2,822,400 Hz ≈ 2.8 MHz
128Fs = 44100 * 128 = 5,644,800 Hz ≈ 5.6 MHz
256Fs = 44100 * 256 = 11,289,600 Hz ≈ 11.3 MHz
512Fs = 44100 * 512 = 22,579,200 Hz ≈ 22.6 MHz
1024Fs = 44100 * 1024 = 45,158,400 Hz ≈ 45.2 MHz

DSD 使用得最多的场合是 SuperAudio CD (SACD)，这也是目前绝大多数 DSD 音频的来源，在 SACD 当中采用的是采样率 2.8224MHz 的 DSD。如果将 SACD 和 CD 的参数进行对比的话，可以看到 SACD 最大的优势是在于对 6 声道音频的支持以及拥有更高的响应频率，SACD 当中的 DSD 达到了 5645Kbps，而普通的 CD 则是 1411Kbps，理论上来说 DSD 记录了比 PCM 更多的数据，解调成模拟音频信号时能够带来更小的失真。如果采用 22.5792MHz 的 DSD 的话每秒比特率则会翻倍至 45160Kbps，这数据量是 PCM 远不能达到的。较大的比特率可以带来更加丰富的声音细节，这点对于发烧友和一般大众都是非常有用的。

DSD 的输出模式

分为 D2P（DSD to PCM）和 DoP（DSD over PCM）。

D2P

D2P 是把 DSD 信号转换为 PCM 信号输出，会有音质损失。

DoP

DoP 是把 DSD 信号加入到 PCM 信号中，然后“伪装”成 PCM 信号，从而“骗过”声音处理引擎，最后再进入 DAC 进行解码，不会有音质损失。

在 SACD 发布初期，Sony 和 Philips 为了避免 SACD 出现被盗版或信号被篡改的问题，DSD 的传输方式被设计成尽量避免数字信号被多次转换，所以几乎所有 SACD 生产厂商都使用自己的私有协议去传输 DSD 信号，例如dCS、Sony iLink 等。这造成 SACD 无法被解码质量更好的外置 DAC 解码，无法满足很多偏执狂的需求。正因为如此，出现了 DoP 这个协议，将DSD信号伪装成PCM信号，骗过现有传输协议，使 DSD 能像 PCM 信号一样被传输到外置 DAC。由于 PCM 可被绝大部分数字接口所支持，因此理所当然的，DSD 也就能通过 DoP 协议，由SPDI/F、AES/EBU、USB、HDMI、DisplayPort 等方式传输了。

DSD 文件格式

包括 DFF 、 DSF ，DFF 和 DSF 是两种封装 DSD 的格式，两者可以通过工具转换。

DFF

DFF 是飞利浦推出的。

DSF

DSF 是索尼推出的。

DST

DST 是 DSD 的一种无损压缩格式，压缩文件音质不变，但播放时由于要解压，所以会增加不少运算量。

SACD 和 DFF 都支持 DST 压缩，DSF 尚不支持。

SPDIF

SPDIF（Sony/Philips Digital Interface），Sony/philips数字音频接口。

SPDIF接口传输的是数字信号，所以不会像模拟信号那样受到干扰而降低音质。

按传输方式分类

分为输出（SPDIF OUT）和输入（SPDIF IN）。

按传输载体分类

分为同轴和光纤。其实它们可传输的信号是相同的，只不过是载体不同，接口和连线外观也有差异。

光纤

光纤音频转换方式：音频信号=>数字信号=>光信号=>数字信号=>音频信号。
光纤音频接口优点：长距离传输，在传输过程中不会增加损耗；光纤是目前传输速度最快的介质，传输速度比同轴快；无需考虑接口电平及阻抗问题，接口灵活且抗干扰能力更强。
光纤音频接口缺点：两次转换信号会造成数据丢失和无序的数据添加，对音质造成一定影响。

同轴

同轴音频转换方式：音频信号=>数字信号=>音频信号。
同轴音频接口 Coaxial 主要是提供数字音频信号的传输；接头分为 RCA（俗称莲花接头）和 BNC 两种类型；可以传输 LPCM 流和 Dolby Digital、DTS 这类环绕声压缩音频信号。
同轴音频接口优点：减少了电-光、光-电的转换过程使保真度更高；数字同轴传输的时基误差非常小，因此这一传输方式对音质有较好的表现。
同轴音频接口缺点：同轴信号线的弱点在于远距离传输损耗较大。