音響基礎(chǔ)知識(shí)大普及（五）

　　對(duì)于這個(gè)一個(gè)比特的信息擴(kuò)張量，何時(shí)操作受制于HDCD的隱含控制碼（稍后講到），對(duì)于普通CD播放，信息無(wú)變化，而用HDCD譯碼器播放，則可在隱含碼的控制下，信息準(zhǔn)確膨脹，達(dá)到大動(dòng)態(tài)播放的目的。

　　高頻擾動(dòng)技術(shù)（Dither）。采用高頻擾動(dòng)技術(shù)，可提高量化信號(hào)的分辨能力，使之量化器的非線性變換特性得以改善，降低低電平信號(hào)的諧波失真，而且有可能重現(xiàn)低于量化差值的信號(hào)。但如添加不當(dāng)，高頻振蕩（dither）將會(huì)變成真正的添加噪聲。HDCD技術(shù)采用了改良的高頻擾動(dòng)技術(shù)，使得音樂(lè)細(xì)節(jié)更為豐富而噪聲低不可聞。

　　HDCD隱含控制碼。對(duì)于HDCD的最后量化操作部分，為準(zhǔn)確控制HDCD編碼記錄的超量信息在解碼器上精確播放，特設(shè)置一相關(guān)的控制代碼，這個(gè)代碼被插入數(shù)據(jù)記錄的字組段中的最小有效位LSB位，如被普通CD機(jī)播放該碼為隱含而不被激發(fā)。由于所處的特定位置且只占LSB位元的1％～5％，對(duì)于CD音質(zhì)的影響弱不可聞。當(dāng)用HDCD解碼器播放時(shí)，系統(tǒng)可準(zhǔn)確捕捉該隱含碼并用來(lái)激活主要數(shù)據(jù)通道的信息，使得信息量膨脹，得到數(shù)倍于普通CD格式的信息輸出，經(jīng)DA轉(zhuǎn)換即可獲得大動(dòng)態(tài)、細(xì)節(jié)豐富、高信噪比的模擬音頻信號(hào)。

　　為避免誤碼操作，HDCD采用在主副通道設(shè)置雙重代碼同步計(jì)時(shí)器，這樣它與該字組段中的主要信息相伴而生時(shí)序不會(huì)錯(cuò)位。只有在隱含碼與主要相關(guān)代碼呼應(yīng)時(shí)，主通道選擇數(shù)據(jù)才有效，否則取消解碼操作。

　　模擬音頻信號(hào)經(jīng)緩沖器低通濾波后，先進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并用一個(gè)高頻擾動(dòng)信號(hào)對(duì)ADC實(shí)時(shí)控制，量化產(chǎn)生88.1kHz、24bit數(shù)據(jù)流，該數(shù)據(jù)流向主副兩通道，主通道信息被延遲存儲(chǔ)，而副通道信息相對(duì)于主通道提前一個(gè)分量進(jìn)行數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生控制信號(hào)，該信號(hào)動(dòng)態(tài)控制數(shù)字濾波器做取樣率變換，振幅編碼和增益控制。最后由微處理器將分析、濾波、數(shù)據(jù)再格式化容易被漏失的信息分離（這些信息可能涉及到音色、聲場(chǎng)、微細(xì)聲音），與控制碼一起組合生成隱含碼被插入主通道音頻數(shù)據(jù)LSB位，經(jīng)高頻擾動(dòng)處理后再量化為16bit/44.1kHz標(biāo)準(zhǔn)CD格式輸出，完成全套HDCD編碼過(guò)程。

　　HDCD的解碼過(guò)程與PMD100

　　HDCD的解碼操作是編碼過(guò)程的逆動(dòng)作。設(shè)計(jì)目的是在DAC的數(shù)字濾波器部位用HDCD解碼專用集成電路取代，完成HDCD信息解碼及超取樣數(shù)字濾波雙重作用。

　　解碼器首先檢測(cè)數(shù)據(jù)流中的LSB位中是否攜帶有HDCD隱含碼，如有則按照隱含碼的連續(xù)指令激活主通道音頻數(shù)據(jù)信息使之膨脹，恢復(fù)在編碼過(guò)程中對(duì)數(shù)據(jù)信息的壓縮。由于隱含碼的控制，可準(zhǔn)確地對(duì)波峰進(jìn)行適時(shí)擴(kuò)展，對(duì)低于平均電平值的信息做適當(dāng)?shù)脑鲆嫦聹p，因此HDCD方式可獲得高于常規(guī)的大動(dòng)態(tài)及小信號(hào)的高清晰度。

　　作為HDCD的唯一解碼芯片是美國(guó)PMI公司生產(chǎn)的PMD100，該芯片需經(jīng)授權(quán)使用。它是一個(gè)28腳DIP封裝的大規(guī)模集成電路。

　　當(dāng)PMD100接收到輸入數(shù)據(jù)為HDCD編碼方式則自動(dòng)轉(zhuǎn)換到HDCD解碼格式下工作，并在其27腳輸出電流驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光管做狀態(tài)指標(biāo)。

　　當(dāng)非HDCD信號(hào)時(shí)，信息數(shù)據(jù)被接收做常規(guī)超取樣數(shù)字濾波處理，因此該器件有雙重特性。在做普通CD格式數(shù)字濾波器使用時(shí)該器件特性也相當(dāng)優(yōu)良，通帶紋波從0～20kHz不超過(guò)0.0001dB，阻帶衰減》120dB。

　　該器件的其它特性為：

　　·具有2、4、8倍超取樣數(shù)字濾波

　　·可接受24bit輸入數(shù)據(jù)及同精度處理

　　·可按受32～ 55kHz任一輸入取樣頻率

　　·輸出16、18、20及24bit不同數(shù)據(jù)格式

　　·具有數(shù)字去加重功能

　　·可用0.188dB步長(zhǎng)進(jìn)行數(shù)字音量控制

　　·時(shí)鐘頻率為256fs或384fs可選

　　·具有軟、硬兩種靜噪方式

　　·提供硬件設(shè)定及程序方式兩種控制模式，

　　·提供8種不同類型的高頻擾動(dòng)模式以適應(yīng)不同類型的DAC

　　·提供恒定輸出時(shí)鐘到DAC，即使輸入數(shù)據(jù)和主脈沖都丟失也能保證DAC輸出無(wú)偏移和產(chǎn)生脈沖的可能

　　解碼芯片PMD 100的管腳排列與一些頂級(jí)數(shù)字濾波器有相似之處，如SM5842、SM5803、DF1700等，因此在有上述濾波器的DAC或CD機(jī)上，通過(guò)稍加改動(dòng)就可將普通CD機(jī)或DAC改為具有HDCD解碼功能的處理器了。