無(wú)論是隨身聽(tīng)播放器還是USB接口的DAC產(chǎn)品，對(duì)DSD音頻的支持在這一年多里變得越來(lái)越普及，而從2011年10月得益于PS3的破解，SACD Rip內(nèi)容流出至今已經(jīng)過(guò)去了近五年，索尼以默許甚至鼓勵(lì)的態(tài)度來(lái)推廣這些明明是盜版的SACD的錄音制品，支持DSD播放的硬件設(shè)備也越來(lái)越多，甚至可以說(shuō)達(dá)到了普及的程度。DSD是否帶來(lái)了更好的音質(zhì)?可否將所有的PCM音樂(lè)全部轉(zhuǎn)換成DSD?這么做是否可以有音質(zhì)提升?這些答案都是肯定的。而本文主要來(lái)講解如何通過(guò)Foobar2000設(shè)置，讓所有的PCM音樂(lè)，包括16bit/44.1kHz或者高清的24bit/96kHz的音樂(lè)，都讓USB DAC以DSD的形式播放。并且會(huì)談到簡(jiǎn)單的工作原理。

需要使用的工具與功能

Foobar2000播放DSD應(yīng)該使用的工具

原本，我們打算先寫(xiě)一篇在Windows10下設(shè)置播放DSD的文章，因?yàn)樵谧罱鼫y(cè)試各種USB聲卡時(shí)在Windows ASIO下確實(shí)遇到了一些問(wèn)題。如今在Foobar2000下播放DSD和2012年時(shí)寫(xiě)的文章內(nèi)容其實(shí)有了一點(diǎn)點(diǎn)變化。雖然工具還是那幾個(gè)，但版本升級(jí)帶來(lái)了實(shí)用方法和界面上的區(qū)別。我們?cè)谡劦絇CM到DSD轉(zhuǎn)換之前，先來(lái)簡(jiǎn)單說(shuō)明一下這幾款工具現(xiàn)在的版本和變化。

首先，整個(gè)測(cè)試基于Foobar2000的較新版本1.3.10正式版，要在USB模式下播放DSD的音樂(lè)，當(dāng)然需要安裝用來(lái)識(shí)別常見(jiàn)SACD Rip封裝文件的插件。在Foobar2000中，這個(gè)插件叫做foo_input_sacd版本是0.8.4。同時(shí)，USB聲卡需要以ASIO的通道來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，需要安裝Foobar2000的ASIO插件，目前的版本是2013年的一次更新為2.1.2.由于以上兩個(gè)小插件的更新，其實(shí)如果只是播放DSD，已經(jīng)不需要安裝ASIO Proxy這個(gè)插件了。下文我們會(huì)談到。

但是要玩PCM到DSD的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換，或者希望切換DSD的工作模式是Native還是DoP，還是需要安裝ASIO Proxy，這里推薦安裝最新版本0.9.2，這是一個(gè)在2016年8月剛剛更新的版本。這個(gè)版本其實(shí)就解決了0.8.x版本在Windows10下運(yùn)行不穩(wěn)定，設(shè)置窗口經(jīng)常無(wú)法彈出的問(wèn)題。

至此，都安裝上了最新版本的ASIO插件、SACD插件和ASIO Proxy插件后，Windows10下的Foobar2000播放DSD應(yīng)該是沒(méi)有任何問(wèn)題的。下面我們來(lái)聊聊ASIO Proxy這個(gè)插件的強(qiáng)大功能。

ASIO Proxy插件的功能

ASIO Proxy插件的名字有點(diǎn)奇怪，聽(tīng)起來(lái)以為是給聲卡的ASIO做一個(gè)設(shè)置的代理，但從功能上來(lái)說(shuō)它其實(shí)是一個(gè)DSD到ASIO的通道管理器。在0.7.x的時(shí)代，我們雖然安裝了Foobar2000的ASIO插件，但在播放設(shè)備中還不能如圖下紅框內(nèi)直接看到DSD ASIO播放設(shè)備[這是新版插件的功能，2012年-2013年還不可以]。所以，我們必須要安裝ASIO Proxy，在里面設(shè)置需要用于DSD輸出的ASIO聲卡設(shè)備。而現(xiàn)在已經(jīng)不需要了。

 

 

Foobar2000 DSD播放設(shè)置-ASIO/DSD插件下直接可以選擇播放設(shè)備

那么ASIO Proxy有什么功能呢?在0.7的早期版本，ASIO Proxy除了選擇管理聲卡ASIO設(shè)備外，還可以選擇這個(gè)設(shè)備工作的模式。當(dāng)年DoP1.0的規(guī)范剛剛出現(xiàn)。而現(xiàn)在還有了DoP的1.1規(guī)范，DSD ASIO Native規(guī)范等等。而在之后某個(gè)版本，ASIO Proxy開(kāi)始加入了DSD to DSD、PCM to DSD的轉(zhuǎn)換功能。至少這在0.8版本中已經(jīng)出現(xiàn)，這個(gè)時(shí)間應(yīng)該已經(jīng)有兩年多了……但我們忽略了這個(gè)強(qiáng)大的功能一直沒(méi)有使用。直到前幾個(gè)月，Mac上的Audirvana播放器升級(jí)，說(shuō)支持SDM轉(zhuǎn)換了，研究了一下才明白，原來(lái)這就是PCM到DSD的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換器。也就是說(shuō)，我們平時(shí)使用的PCM規(guī)格的音樂(lè)，通過(guò)ASIO Proxy，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的設(shè)置是可以全部以DSD的方式輸出播放的。也就是說(shuō)16bit/44.1kHz的音樂(lè)也可以以DSD64或者DSD128格式播放，可是這有意義啊?我們接下來(lái)說(shuō)說(shuō)它的簡(jiǎn)單原理。

PCM轉(zhuǎn)DSD音質(zhì)為什么會(huì)更好?

跳過(guò)或減少Delta-Sigma DAC的多比特多階調(diào)制器

 

 

Delta-Sigma ADC和DAC工作流程圖

圖片轉(zhuǎn)載自DSD-Guide

如圖所示，這是轉(zhuǎn)載自DSDGudie[dsd-guide.com]的一張Delta-Sigma ADC和DAC的工作流程圖。我們先來(lái)看DAC部分，即后面那個(gè)橙色方塊的流程。Delta-Sigma是A/D和D/A的一套獨(dú)特的方法，大概從上世紀(jì)80年代起即進(jìn)入了這一類(lèi)DAC獨(dú)當(dāng)一面的時(shí)代，有興趣可以來(lái)看看這個(gè)帖子[BBS]Link=00011176[/BBS]。我們目前使用的DAC芯片，全部為這一類(lèi)DAC。Delta-Sigma的實(shí)現(xiàn)方法很難用一個(gè)通俗易懂的例子來(lái)講解，目前來(lái)看只能用數(shù)學(xué)的方法來(lái)描述，這里先不做講解。

但從音響發(fā)燒友的角度，用發(fā)燒友常用的詞匯來(lái)談?wù)凞elta-Sigma DAC和我們常見(jiàn)的一些玩法和說(shuō)法。首先，如上圖可以看到它將這個(gè)模塊標(biāo)注為Oversampling DAC，即這種類(lèi)型的DAC是要做升頻的。因?yàn)?4.1kHz的采樣率相對(duì)較低，而低通濾波又不可能像數(shù)字上看到的那么理想，所以必須要把噪聲推到更高的頻率段。所以，Delta-Sigma DAC要做多階的調(diào)制，對(duì)PCM規(guī)格的信號(hào)進(jìn)行升頻，并且做1bit化的輸出。這個(gè)過(guò)程一般習(xí)慣稱(chēng)之為SDM即Sigma-Delta Module.所以，任何Delta-Sigma DAC都具有解碼DSD的能力。老產(chǎn)品不支持DSD解碼，是因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)上的數(shù)字通道沒(méi)有留下硬件上的接口，而不是DAC的問(wèn)題。

將PCM轉(zhuǎn)換為DSD 1bit輸出其實(shí)并非SACD之后的專(zhuān)利和產(chǎn)物，從歷史角度來(lái)說(shuō)，SACD還應(yīng)該是從Delta-Sigma DAC上獲得了靈感而徹底優(yōu)化后的產(chǎn)物。我們知道，在80年代很多CD機(jī)有1bit的解碼技術(shù)，例如知名的飛利浦DAC7[這不是一顆芯片]，而是TDA1547 DAC和SAA7350芯片的組合。因?yàn)樵O(shè)計(jì)師看不上TDA1547內(nèi)的SDM,而外加一顆芯片SAA7350專(zhuān)門(mén)做三階調(diào)制和數(shù)字濾波。所以，今天一些DIY產(chǎn)品只使用TDA1547是不可能做出DAC7的味道的。而在那個(gè)時(shí)代，由于集成在DAC內(nèi)的SDM性能指標(biāo)差，所以外置SDM和外置數(shù)字濾波器的方案很常見(jiàn)。這樣看似費(fèi)力的方案，其實(shí)性能確實(shí)不輸給今天集成度很高的單一DAC芯片。但是，和優(yōu)秀的DAC相比，例如CS4398已經(jīng)有五階的SDM，現(xiàn)代的DAC可能會(huì)更好一些。

Delta-Sigma DAC用一種特別的方法對(duì)D/A進(jìn)行處理，升頻、波形重整的過(guò)程大體上說(shuō)犧牲了速度而換取了精度。升頻的好處對(duì)于信噪比來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)，噪聲被移到了很高的頻率段，對(duì)模擬低通濾波來(lái)說(shuō)設(shè)計(jì)更為方便。但，也正是SDM的多階過(guò)程的每一個(gè)變化都會(huì)產(chǎn)生相位上，時(shí)鐘上的失真。也因此我們一直在談?wù)撜f(shuō)，數(shù)字音頻對(duì)時(shí)鐘要求多么多么高。這其實(shí)是Delta-Sigma方法和PCM編碼帶來(lái)的問(wèn)題，而并不是所有數(shù)字音頻的問(wèn)題。當(dāng)然，在CD機(jī)時(shí)代，電動(dòng)機(jī)的伺服系統(tǒng)的時(shí)鐘也同樣重要。

我們能否避免SDM帶來(lái)的失真呢?DAC7和80年代的1bit DAC設(shè)備告訴我們一個(gè)方法，用更好的芯片來(lái)完成這個(gè)工作。不同時(shí)代有不同的做法。第一，我們?cè)贏DC時(shí)就直接使用高采樣率，對(duì)于AD和之后的DAC來(lái)說(shuō)，它可以少做升頻，減少失真，降低時(shí)鐘Jitter的影響。這也就是為什么我們聽(tīng)24bit/96kHz的音樂(lè)更好聽(tīng)的道理，并不是因?yàn)槟懵?tīng)到了什么20kHz-48kHz的超聲波，也不是因?yàn)?6kHz的采樣率記錄了更多的節(jié)目信息，而是降低了SDM的負(fù)擔(dān)，減少了DAC內(nèi)部的失真[ADC同理]。但這還不徹底。徹底的方式，就是不經(jīng)過(guò)SDM，直接輸出?？刹豢梢?

當(dāng)然可以，播放DSD得到好的音質(zhì)就是這個(gè)道理。而我們現(xiàn)在要用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)SDM更是可以，用電腦的CPU配合播放器軟件來(lái)完成整個(gè)SDM的工作，而只使用DAC芯片內(nèi)的DSD解碼部分。所以，從理論上來(lái)說(shuō)這是完全成立的。

 

 

PCM不同規(guī)格信號(hào)與DSD信號(hào)的頻域噪聲信號(hào)分布圖

圖片轉(zhuǎn)載自DSD-Guide.這張圖片的意思不是說(shuō)高采樣率和DSD擁有更多的信息，超聲波配合你的超能力，所以聽(tīng)起來(lái)就更逼真。而是說(shuō)，將噪聲放在更高的頻率段，明顯更容易被模擬器件的濾波器濾除干凈。

也許你還不相信CPU和軟件算法的能力?我們不如回到ADC，即你聽(tīng)到的錄音制品制作的過(guò)程。即便是DSD64的SACD內(nèi)容，它也是基于24bit或者32bit的384kHz或者352.8kHz的PCM錄音下，通過(guò)SDM轉(zhuǎn)換而來(lái)的，而不可能是DSD直接錄音的。為什么這么說(shuō)，因?yàn)槟壳癉SD音樂(lè)無(wú)法做后期編輯處理。其實(shí)，24bit/352.8kHz已經(jīng)并不比DSD64差了。

小結(jié)：我們這里做一個(gè)小結(jié)，來(lái)說(shuō)明Delta-Sigma DAC在解碼PCM、解碼高清PCM、解碼DSD時(shí)差別的原因是在于它內(nèi)部的SDM需要工作在什么狀態(tài)。簡(jiǎn)單的說(shuō)，我們使用24bit/96kHz[或更高采樣率]是讓了DAC內(nèi)部的整形做更少的工作，而不是聽(tīng)到超聲波。而我們用軟件的方法做升頻，也是同樣道理——軟件的升頻其實(shí)是為了DAC內(nèi)部不升頻。而DSD是更徹底的方案，下面要做的就是用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)PCM到DSD轉(zhuǎn)換，讓播放音樂(lè)完全進(jìn)入DSD狀態(tài)。

設(shè)置方法與主觀(guān)聽(tīng)感

Foobar2000 DSD設(shè)置之ASIO Proxy 0.9版本 PCM-DSD轉(zhuǎn)換設(shè)置

在這套設(shè)置中，PCM到DSD轉(zhuǎn)換和播放DSD音樂(lè)其實(shí)沒(méi)有什么差別。這里直接進(jìn)入設(shè)置方法，安裝的插件請(qǐng)見(jiàn)前文。ASIO Proxy 0.9版本如圖所示和0.8版本相比有所變化，看起來(lái)更為直觀(guān)。在安裝好該軟件后，在ASIO設(shè)備中可以看到dsd-asio選項(xiàng)，雙擊單開(kāi)，如圖看到界面。這個(gè)界面頂部可以選擇要使用的聲卡設(shè)備。如圖我們使用FiiO ASIO Driver。

 

 

Foobar2000 DSD播放設(shè)置-ASIO Proxy 0.8版本設(shè)置界面

 

 

Foobar2000 DSD播放設(shè)置-ASIO Proxy 0.8版本設(shè)置界面

而圖中有五列內(nèi)容，第一列已經(jīng)是現(xiàn)成的采樣率，標(biāo)明了Input。它是指一個(gè)輸入條件，即你在播放該采樣率、該格式的音樂(lè)時(shí)會(huì)做以下四個(gè)項(xiàng)目的轉(zhuǎn)變。Output是指以什么形式輸出，可以選擇DSD64、128和256.DSD256或512，必須要DSD Native才可以，DoP1.0是不可以的。

 

 

Foobar2000 DSD播放設(shè)置-PCM實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換DSD界面-ASIO Proxy 0.9版本設(shè)置界面

Converter內(nèi)，是四個(gè)類(lèi)型的SDM，Type ABCD，沒(méi)有找到ABCD的官方說(shuō)明差別。Sample&Hold,不太明白，好像是DSD to DSD時(shí)的升頻，似乎沒(méi)太大必要了。DSD64和DSD128的差別真得聽(tīng)不出來(lái)，更不要說(shuō)DSD512了。DSD Mode有常用的DoP和Natvie，當(dāng)然還有兩個(gè)獨(dú)家的方案。

 

 

Foobar2000 DSD播放設(shè)置-PCM實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換DSD界面-ASIO Proxy 0.9版本界面與CPU占用率情況

如圖所示雖然是FiiO的Driver,當(dāng)然只是我們一個(gè)實(shí)驗(yàn)性的設(shè)置，經(jīng)過(guò)測(cè)試，飛傲的播放器USB DAC模式是可以支持DoP和Native兩種模式DSD的，但最高只可以支持到DSD64.PCM到DSD的SDM需要消耗一定的CPU運(yùn)算量，如截圖所示，我們是在做一個(gè)24bit/96kHz到DSD64的轉(zhuǎn)換，在Macbook Air的i5 4250U [1.9GHz 雙核超線(xiàn)程，帶超線(xiàn)程的i5……] CPU下，需要7%-15%左右的CPU占用率。

而對(duì)比macOS下的Audirvana Plus的SDM，F(xiàn)oobar的這套精度應(yīng)該還比較低，這款播放器下的SDM可以選擇7階和8階[CS43xx系列是5階，而DAC7是3階]的精度，CPU占用率要比這個(gè)高2-3倍。我們會(huì)單獨(dú)寫(xiě)一篇Aurvana Plus的濾波器功能的文章。

主觀(guān)聽(tīng)感

最后，再做一次說(shuō)明。在看過(guò)前文后，我們應(yīng)該不會(huì)糾結(jié)44.1kHz如此低采樣率的音樂(lè)文件轉(zhuǎn)換到高采樣率甚至DSD有什么意義?我們以前將44.1kHz升頻到352.8kHz或更高，不是要得到更多的信息量，雖然看上去文件是大了不少。它的意義是要讓DAC的SDM避免或減少升頻、調(diào)制工作。而現(xiàn)在我們做的更徹底，把它轉(zhuǎn)換成DSD。這同樣或者從來(lái)就不是一個(gè)信息量的問(wèn)題，而是對(duì)DAC芯片內(nèi)的工作模式和工作方法有所不同。你聽(tīng)到的完全不是做PCM時(shí)DAC工作的單元，而是芯片和電路DSD部分輸出的信號(hào)。而其實(shí)DSD解碼基本不需要DAC做什么工作，只是一個(gè)通道管理，濾波輸出罷了。而PCM是需要做SDM大量的運(yùn)算工作轉(zhuǎn)換的。而這里，我們用了更高精度的算法讓電腦的CPU來(lái)完成這部分工作。

主觀(guān)聽(tīng)感的差別也是相當(dāng)正面的，這與我們以前玩的升頻帶來(lái)的差別還是較大的。無(wú)論是電腦CPU還是隨身聽(tīng)、或者聲卡專(zhuān)用的芯片進(jìn)行升頻，一般會(huì)帶來(lái)聽(tīng)感上差異的主要特點(diǎn)是聲音密度，低頻會(huì)變得結(jié)實(shí)，聲音厚度會(huì)稍有改善。但SDM后直接通過(guò)DSD輸出，會(huì)帶來(lái)更大改善。

理論上，不同芯片DSD和低通濾波還是有差異，但是我們對(duì)比了Mojo、樂(lè)之邦02Mark2、06MX，飛傲X7等DAC基本得到了同樣的聲音變化特征。在DSD模式下，輸出整個(gè)聲音背景的安靜程度會(huì)有比較大幅度的提升，這對(duì)于喜歡追求背景“黑度”的玩家來(lái)說(shuō)和耳機(jī)玩家來(lái)說(shuō)是一大福音。其次，整個(gè)聲音的后延瞬態(tài)變得干凈而平滑，就是聲音收緊的這個(gè)瞬態(tài)更為自然細(xì)膩。如果對(duì)比PCM狀態(tài)，哪怕是24bit/96kHz,也會(huì)覺(jué)得它的瞬態(tài)發(fā)糊，這主要發(fā)生在中頻和低頻。而對(duì)高頻的改善，同樣是這部分瞬態(tài)，聲音的邊緣圓滑了很多，相比PCM狀態(tài)就是毛刺感明顯。這種變化不需要你有多么高級(jí)的設(shè)備，一套入門(mén)設(shè)備，同樣可以輕易的體會(huì)得到。

總結(jié)

原本我們打算寫(xiě)這篇文章只是談?wù)凙SIO Proxy新版本對(duì)于Windows10兼容穩(wěn)定性，恰好又發(fā)現(xiàn)了SDM轉(zhuǎn)換的魅力，同時(shí)也研究了為什么用CPU去做SDM可以帶來(lái)好聲音的簡(jiǎn)單原理。關(guān)于Delta-Sigma DAC和ADC的細(xì)節(jié)目前還沒(méi)有找到一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的方法闡述，但對(duì)于發(fā)燒友來(lái)說(shuō)，前文的道理已經(jīng)說(shuō)得比較明白了。對(duì)于可以支持DSD的聲卡用戶(hù)來(lái)說(shuō)，還不趕快用ASIO Proxy設(shè)置一下，聽(tīng)聽(tīng)聲音帶來(lái)的變化。

而每每談到DSD總會(huì)說(shuō)到版權(quán)問(wèn)題，但索尼作為SACD幾乎惟一的技術(shù)倡導(dǎo)者，明顯是在默許這類(lèi)軟硬件的使用。不然，自家以及眾多日本廠(chǎng)商也不會(huì)推出支持DSD播放的解碼器。所以，我們認(rèn)為這是索尼開(kāi)放的態(tài)度，以獨(dú)特的方式讓很少一批的發(fā)燒友更多領(lǐng)略SACD和DSD的風(fēng)采。也許在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候，我們有可能看到DSD音頻技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)音頻中的應(yīng)用出現(xiàn)。