請各位多多批評指教! 一般的商業CD所採用的規格是”16-bit, 44.1k”. 而其代表的是, CD音樂各軌每秒中都有4,4100個採樣, 而每個採樣佔了16 bits 的空間. 根據Nyquist定理指出, 採樣頻率一定要至少兩倍於採樣目標的頻率, 才能得到正確的結果. 從另一個角度來看,每一個類比週期至少都得被採樣過兩次或以上才行 . 2,0000Hz是人類的耳朵所能聽到的最高頻率, 理想上說來4,0000Hz的採樣速度應該是足夠的. 而事實上卻業界採用4,4100Hz為標準. 多出4100個採樣雖說多佔了儲存空間, 但確有其必要性, 請各位耐心往下看. 數位音樂世界中有一個現象, 稱為次頻率的產生(Aliasing)(註一). 我們直接舉一些數字來說明: 一個8000Hz 的類比訊號, 我們用1,0000Hz 的採樣速度來作採樣. 理論上我們能得到的最高頻率是1,0000Hz/2=5000Hz, 換句話說 8000Hz 是絕不會出現在我們的採樣結果中. 然而當8000Hz通過採樣器時,因為其不同週期的不同部分仍被採樣器所錄取, 造成實際上不存在的頻率反映在採樣的結果中(請參見圖一及圖二web page). 在這個例子中, 採樣器所得到的頻率會是8000Hz-5000Hz= 3000Hz. (類比訊號頻率-採樣頻率/2, 這個公式適用於所有類似的情況), 而這個3000Hz也就是我們所謂的次頻率. 讓我們回到現實中. 假設現在我們採用4,0000Hz的採樣頻率, 我們所能得到的最高頻率是2,0000Hz. 如果在我們所要採樣的訊號中存在了一個2,3000Hz (雖然人類聽不到) 的頻率, 一個 3000Hz (2,3000Hz-2,0000Hz=3000Hz) 的次頻率將出現在我們的頻譜中. 當然我們能聽到3000Hz 的聲音, 這將嚴重地影響採樣的正確度. 為了避免次頻率的產生, 在進入類比/數位轉換器之前, 一般使用一個濾波器(anti-aliasing filter)先將類比訊號中超過2,0000 Hz的頻率完全地濾掉. 一般的濾波器都需要一定的頻寬, 以漸進的方式漸漸地將頻率濾掉. 使用的頻寬越小, 濾波器的設計就愈困難, 同時了相位的扭曲也會隨著增加. 這解釋了 始用4,4100Hz 採樣頻率的好處: 4,4100Hz/2=2,2050Hz, 而從 2,0000Hz到2,2050Hz之間的頻寬正是留給濾波器使用. (參見圖三) 在4,8000Hz 採樣中, 我們可得的頻率上限為2,4000Hz, 換言之, 濾波器所能擁有的頻寬為4000Hz (圖四). 這除了降低濾波器造價外, 也大量減少了相位扭曲的問題. 註一: Aliasing 在採樣頻率的倍數頻率(例: 類比頻率為採樣頻率的兩倍, 三倍, 四倍…等等)附近所造成另一個副作用---sideband, 因離本文內容稍遠, 因此不在此討論.
SACD的想法和一般的CD不太一樣, 不過顯然他們已經克服了64倍(64X44.1k)採樣速度的技巧. Mr72曾提供了一個相當好的連結http://www.daisy-laser.com/tech3.htm, 在他們的說明中也正好有提到小弟文章中提到的filter, 如果真的對SACD的原理有興趣的話, 相當值得去這個網站看看.