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不要自信CD是最好的音源了,错码率和随机性是它的致命缺陷

2024-05-05数码

我们一般的CD唱片,遵守的是CD-DA标准,俗称红皮书。它有一些不为普通发烧友熟知的那些冷知识,今天我来跟大家普及一下,让大家不要被那些自己也不懂的商家,靠一堆形容词来忽悠你,导致你对CD与数播优劣之间的错误认知吧!

简介


CD-DA(Compact Disc-Digital Audio)标准,由飞利浦和索尼共同制定,是音频光盘的数字音频记录技术规范。它采用44.1 kHz的采样频率和16位的量化位数,为立体声音频提供了一种高保真的存储和播放方式。


CD播放过程

CD播放器通过激光头读取光盘上以螺旋状排列的数字音频数据。这些数据经过数模转换器(DAC)转换为模拟信号,然后放大并驱动扬声器重放音乐。
**原始错码率:

在CD-DA标准下,未经纠错处理的光盘原始误码率大约为3×10^-4。这意味着在没有纠错的情况下,每10^4个数据位中可能会有一个错误。一张CD唱片的总容量大约在650M,总错码你自己算吧。然而,这一原始错码率在实际应用中大家感受不到明显的音质变化,是因为CD-DA标准设计了强大的错误检测和纠正机制。


错误检测与纠正

CD-DA标准使用交叉插入的里德-索洛蒙编码(CIRC)作为其错误检测和纠正码。CIRC能够检测并纠正光盘上的常见错误,如划伤和灰尘造成的损伤,将误码率降低到10^-9以下,从而确保数据的准确性和音频的高可靠性。

不过CIRC无法处理以下两类错误。连续错误处理:CIRC在处理随机错误方面非常有效,但当光盘上出现连续的损伤,如严重的划痕或大面积的污点时,CIRC的纠错能力可能会受限。这是因为连续的物理损伤可能导致多个连续的错误,超出了CIRC设计时的纠正范围。
纠错能力限制:CIRC能够纠正的错误数量是有限的。对于一个给定的CIRC编码系统,存在一个最大错误数,超过这个数目的错误就无法被纠正。例如,一个常见的配置是(32,28)的RS码,意味着在32字节的数据中有28字节是信息字节,4字节用于纠错。这种配置可以纠正最多2个字节的错误。所以绝对不能迷信纠错机制来解决你原始的碟片错误。


音质随机性的原因

尽管CD-DA标准提供了先进的错误检测和纠正技术,音质的随机性仍然存在,主要原因包括:


1. 光盘制造差异:不同生产批次和制造商可能导致光盘物理特性的微小差异,影响数据读取的准确性。
2. 光驱性能:不同型号的CD播放器或光驱在读取数据时的性能差异,如激光头精度和DAC品质。
3. 纠错能力的局限性:CIRC虽强大,但若光盘损伤严重,超出纠错能力,就会被插值错误数字,造成音质下降。

4. 时基误差(Jitter):读盘过程会引入时基误差,盘片从外圈到内圈,要追求线速度恒定,转速需要平稳地从200-500转/分钟渐变,读取每个凹凸的时间略有误差,那就是jitter,想尽量减少这种影响,机械传动机构的投入必须超乎想象,绝对不是市场上一个一千几百元买到的机器所能达到的境界。另外数模转换DAC过程中引入的时基误差,更是复杂到难以解释,它更影响音质的稳定性。


结论

CD-DA标准确立了音频存储和播放的高质量标准,其设计的错误检测和纠正机制有效降低了原始错码率的影响。然而,音质的随机性,虽细微,却为追求极致音质的音频爱好者和专业人士提供了不断探索和改进的动力。这也是为什么越来越多发烧友 偏爱高质量数播 的根本原因。随着技术的进步,未来的音频技术有望进一步提升音质的稳定性和一致性。