太初伊始，聲音流洩

自從數位錄音和播放技術在1981年被用於消費性電子產品之後，熱愛高級音響設備的音響玩家間便興起一場爭論。這場爭辯是關於數位系統是否能真實重生原音的「感覺」，以及是否能抓住高頻信號和創造出該有的氣氛。這些對於玩家級消費者而言，是影響其是否能滿意所欣賞的音樂和影片的關鍵所在。

隨著Wolfson推出WM8741，這場爭辯得以終結。這是Wolfson第一次在數位化的環境中，為製造商和終端使用者提供類比錄音所具有的豐富層次及質感，並創造出高級音響玩家在他們的購買行為中所希望得到的那種音質。WM8741是第一顆能滿足在數位環境中創造出類比音質的數位類比轉換IC（DAC），也成為那些特別設計給高階玩家的專業產品不可或缺的元件，包括專業錄音系統、A/V接收器、高音質CD、DVD，以及家庭劇院系統。

在討論更多有關WM8741的功能之前，值得注意的是在數位音響系統的發展過程中，工程師面臨了許多技術上的挑戰。就最基本的部分而言，工程師必須面對如何在過程中達到高品質的音訊輸出：在數位錄音的初期，取樣頻率顯然是比現在低了許多，即使是現在，CD錄音也僅能達到44.1KHz的頻率；而「純粹」數位格式，例如Direct Stream Digital（DSD）則可能達到較高的取樣頻率。

從1980到1990年代，經常可以看到早期的唱片以「數位錄製」的格式重新發行，這讓音響玩家的收藏由黑膠唱片轉為CD片。然而，重新錄製的過程並沒有注意到數位系統所面臨的再生議題，於是導致音響玩家開始察覺到所謂的「前振鈴（pre-ringing）」現象：在第一個音符傳出前會聽到一種輕微的回音，這是由播放系統中的數位濾波器所造成的。

在數位再生出現後，抖動（jitter）便成為另一種會干擾音響玩家的現象。當用來安排音訊取樣的時脈抖動不規則地發生，或是電源供應產生不穩定的電壓時，便會造成抖動。如果是不規則的取樣抖動，聽者將會聽到這些錯誤形成的背景雜訊，而如果此抖動與音訊信號有關，則會造成失真。如圖一所示，在所謂的「時脈（Clocking）」過程中，一個完整的類比信號是如何被過晚或過早取樣，以及可修正此錯誤的步驟。

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在進入千禧年後，許多的音樂愛好者開始將他們的CD收藏轉為MP3和MP4格式。因此，關於原始來源的低取樣頻率，以及由錯誤的clocking所造成的「抖動」等問題，都一併在MP3和MP4格式所採用的數據壓縮技術上出現。也就是說，在經過MP3/MP4壓縮技術的處理後，來自原始信號的深層資料遺失了，這是因為此壓縮技術只要求抓住資料的「區塊（blocks）」，而丟棄任何對信號不重要的資料，以形成一個較小的檔案。

除了由抖動、低取樣頻率和壓縮技術所形成的挑戰外，早期的數位再生系統還必須面臨取樣過程中遞減的信噪比，以及再生過程中高比例的總諧波失真（THD）。

邁向超高品質

有兩個顯著的技術改善了高階數位音響系統中原始來源以及聲音再生的品質。

Direct Stream Digital（DSD）錄音格式在本世紀初的引進，被設計用來解決原始來源低取樣頻率的問題。DSD能自原始信號傳送出超高頻率的取樣，但是這仍然沒有解決音響玩家所認為的數位再生的關鍵問題，包括前述的前振鈴、抖動，還有後振鈴、相位延遲，以及轉態帶滾降（transition band roll-off）。如此一來，SACD（Super Audio Compact Disc）格式提供了傑出的原始來源品質，但是卻無法解決數位系統所面臨的再生品質的問題。

因為如此，SACD格式從未起飛，如今大概也只有4500種錄音作品是以此種格式發行；相反地，i-Tunes在2006年2月就創下每天高達300萬首的MP3銷售量。就某種觀點來看，這其中存在著一種風險，亦即擁有最頂級設備的音響玩家將慢慢地回頭去擁抱類比音源，重新聆聽他們的黑膠唱片，以找回音質的層次及深度。

混合信號元件：品質的關鍵

很明顯的，音響系統工業想要的答案就在於改善電子裝置的品質，這些裝置是用來在數位環境中再生類比聲音，包括類比數位轉換器（ADCs）和數位類比轉換器（DACs）。WM8741便是目前最先進的DAC，能針對製造業者和終端使用者的需求進一步強化高階數位系統的功能，並提供現今市場上所能提供的最佳品質。

在數位類比轉換器中被形容為「超級車種」的WM8741，結合了低成本和超高的性能，以及極低的帶外雜訊和世界級的高線性，最特別的是還具備可程式化的先進數位濾波器。由於具有這些特性，WM8741得以提供當前市場上最接近於原始錄音品質的高傳真性。

做為Wolfson AudioPlus產品線的一部份，WM8741能與之前的Wolfson DAC系統接腳相容（例如WM8740）。Wolfson的AudioPlus產品線能針對製造業者和消費者的需求，不斷提供先進的混合信號技術，以及能創造高音質的音訊信號鏈元件。更重要的是，WM8741能滿足現今不斷發展的數位音響系統，且有能力可以回應最終使用者所設定的需求，相較於任何之前的DAC系統，WM8741都更具彈性。

接下來將介紹WM8741是如何打造出價格低廉的最佳音質。

DAC處理過程中的專屬音訊過濾

WM8741提供25種不同的過濾選擇，能讓製造業者和/或終端使用者自行組合，如此的過濾選擇範圍之廣及彈性之高為音響工業前所未見的。Wolfson創造出全新音訊過濾選擇範圍，能避免和減少轉換方面的問題，以造就更完美及自然的播放音質。

對於在1980年代初期使用CD，一直到如今使用諸如MP3等音訊格式的消費者而言，所會面臨的主要問題便是與DAC密不可分的數位濾波。當重新建構信號時，DAC會引進錯誤元素並損害原始信號。

針對DAC中的FIR濾波器的基本問題，可以很明顯地指出其中最具破壞性的問題便是前振鈴，以及在音訊出現前便聽到回音。這些在音訊出現前的雜訊是如此不自然，也因此聆聽者很容易就能聽得出來，而這正是數位播放的關鍵問題。傳統的DAC濾波組合是將重心放在頻率響應所造成的影響，而忽略了時域方面的問題。WM8741的濾波組合提供了更進一步的清晰度和敏銳度，足以控制諸如前振鈴等問題。

單獨使用最小相位濾波器可解決前振鈴的問題，然而如果在隔離中使用，則這些濾波器可能會造成後振鈴的增加（音訊不自然的持續），且會因為延遲群組信號而造成失真。由於人們比較不會察覺後振鈴，且回音本來就是會自然發生的事，因此很明顯地，目標仍然在於將失真減至最低。

藉由提供多種濾波器，例如線性濾波器、半波段濾波器（non-half band filters）和最小相位濾波器等一起作用，WM8741得以解決這些問題。由於製造業者和終端使用者可以自行改變這些濾波器的作用，因此便能根據原始信號的本質，以及所聆聽的聲音風格來改變濾波器的組合，以達到最佳的再生品質。

WM8741所使用的濾波器包括數種可選擇的滾降（roll-off）以及性能特性，讓使用者可在標準敏銳度或較慢的下降響應（slow roll-off response）間進行選擇。多種的濾波選擇能顯著降低前振鈴以及群組延遲的問題，而群組延遲正是導致失真及其他音質損失的原因所在。

音色純度的動態元素匹配

在WM8741中與多種濾波器一起作用的是一種極精密的動態元素匹配程序（Dynamic Element Matching process），其針對多位元信號提供進一步的處理，以減少帶內雜訊，並將失真控制在最低的程度。

多位元信號會被分解為數個獨立的Delta-Sigma調變信號，然後這些信號會被一起送回，如此可減少帶內雜訊及失真，之後再產生輸出信號。WM8741的DEM程序採用了多頻道的方式，以確保信號的每一個別部分都能具有最大的清晰度及傳真度，再由Delta-Sigma調變程序產生最高品質的輸出信號，以進行再生。

DEM採用多頻道方式的用意，在於以低頻進行再生能減少許多錯誤，且每一個信號的線性都可以獲得改善。無論是在程序的輸入和輸出階段，原始DAC信號的每一個元素都是以相同的頻率呈現，如此能達到最高的傳真度。

@中標:多層次、高效能Sigma-Delta架構

對於DAC單元的整體性能而言，高品質Sigma-Delta架構的重要性是不言可喻的。

《圖二　Sigma-Delta架構圖》

Sigma-Delta架構的職責在於接收進入的信號並監測出去的脈衝，根據進入的二位元信號和出去的脈衝序列間的差異以產出錯誤信號。Sigma單元會將由Delta提供的錯誤信號加總，並將其提供給低通濾波器（low-pass filter），然後再微調類比信號，以減少二位元信號和脈衝序列間的差異，確保最後再生的聲音可以具有更高的傳真度及純淨度。

最先建置Sigma-Delta調變器的DAC系統是採用單位元解決方案。然而，很快地便可發現其針對音訊信號的量化非常粗糙，產生許多多餘的雜訊，還得在DAC程序後將之濾除。之後的多位元系統則是將16～24位元的信號提供給內插濾波器，然後再由Sigma-Delta調變器來改善帶外雜訊及信號影像。

Wolfson的WM8741解決方案，採用最精密的多層次Delta-Sigma架構，搭配複雜的動態元素匹配（DEM）技術和領先業界的信號濾波，以提供買得到的最佳音質。

高線性提供最佳音質

在數位環境中，音訊工程師所要面對的挑戰在於重現類比信號的深度和豐富層次：實作中便是要消除數位化過程中所造成的「傷害」，並達到最接近於原始信號的高傳真度。在這些問題中，有些問題是因為取樣過程中的時脈抖動和電源供應變異所造成的，而此取樣過程是用來創造再生所需的數位來源材料。上述所提到的WM8741的多種濾波選擇，已為這些問題提供部分的解決方案。

如之前所討論的，由於其多位元級交換式電容擁有不同的電壓輸出和多位元Sigma-Delta調變器，因此WM8741也能在寬廣的頻譜範圍進行還原及擴大，以最小延時（latency）創造出終端使用者所期待的那種深度和豐富層次。此外尚提供anti-clipping模式以避免失真，即使輸入信號為0dB。

極大的彈性和靈敏度

體認到使用WM8741此類產品的終端使用者將是全世界最嚴苛的消費者，Wolfson針對其最新推出的DAC，已在控制選項方面設計了最大的彈性和靈敏度。為允許互通性，並提供消費者完整的選擇，WM8741可以不用內建的數位濾波器，而能與所有符合產業標準的外部濾波器共同運作。此外，此系統支援所有標準音訊介面格式，並具備DSD模式，還可支援SACD應用、一般及相位調變位元串流（phase-modulated bit-streams），以及直接或脈衝控制調變（PCM）轉換DSD路徑。

數位音量控制可達到極度靈敏的0.125dB，提供平滑的音量變化及靜音漸回功能，具有可支援相關軟硬體的二和三線串列控制介面。此系統的PCM模式亦能支援所有的標準音訊介面格式，以及介於32Khz到192Khz之間的取樣頻率。

降低雜訊基準（Noise Floor）

如圖三所示，WM8741的特性能為終端使用者提供極低的雜訊干擾。更特別的是，結合超高效能的Sigma/Delta系統、多頻道DEM，以及WM8741所提供的多種濾波選擇，此三者相加的好處可透過DC偏移測試清楚呈現輸出信號的純淨度、一致性和傳真度，皆遠非競爭對手的產品所能匹敵。

《圖三　 WM8741所提供的極低雜訊干擾》 - BigPic:552x226

強化元件鏈

雖然DSD現在已能為消費者提供最高品質的來源信號，但是如果想要為這群全世界最嚴苛的音響玩家提供最高的品質，那麼元件鏈中的每一個部分都是關鍵所在。從電源線和輸入裝置到音箱和控制單元，提供給終端消費者的每一個元件都必須以具競爭力的價格提供最高的品質。

談到音響玩家願意為音響系統所付出的昂貴代價，其中最重要的就是接近原始聆聽經驗的超高傳真度，這便意謂著再生元件鏈中的每一個元素都必須是最棒的，才能讓產品在競爭中勝出。要為消費者創造出漂亮的音色，ADC和DAC是核心所在，而WM8741正能以極具競爭力的價格提供市場上最高規格及性能的DAC。無論是在家庭劇院、音響、專業錄音室或高階DVD市場，WM8741將為消費者創造更高層次的聆聽經驗。

---本文由Wolfson提供---