从编码方式到音质体验，纳祥科技带你深入探讨PCM和DSD

我们能够从各种媒介中捕捉音乐的细节与情感。而在音频世界里，PCM和DSD是两种广为人知的无损音频格式，它们在音质上各有特点，吸引了不同类型的音乐爱好者。

这两种数字音频编码技术，差别到底在哪里？
‌

（一）PCM

●定义
PCM（Pulse Code Modulation，即脉冲编码调制）‌，是一种广泛使用的数字音频编码方式，我们常见的音频，如wav、ape、flac、mp3、aac等等几乎都是PCM编码格式。
●特点
PCM是一种广泛使用的数字音频编码技术，它将连续的模拟信号离散并抽样量化，根据瞬时点参数构建PCM波形。每个采样点都是单独度量各自采样时刻的电平绝对值，采样点之间相互独立，无关联也无影响。

PCM的采样率通常以kHz为单位，位深度则以bit为单位。随着技术的发展，PCM格式的音质从16bit发展到24bit甚至更高，采样率也从CD的44.1kHz发展到384kHz。
例如：CD音频通常采用44.1kHz的采样率和16bit的位深度，这种格式的音频质量对于大多数应用来说已经足够好‌。
关于采样率、位深，感兴趣的朋友可以看看☛科普小课堂 | 如何提升音频音质？比特率和采样率是关键！
●过程
PCM主要用于将模拟信号（如话音、图像等）转换为数字信号。这个过程涉及三个主要步骤：抽样、量化和编码。

①抽样：是将时间上连续的模拟信号转换为时间上离散的信号的过程。例如，话音信号通常以8kHz的频率进行抽样。
②量化：量化是将抽样得到的连续的模拟信号，划分为一组有限的离散的信号级别，通常用二进制码表示。
③编码：编码是将量化之后的数字信号转换成电脉冲序列的过程。PCM的编码格式分为直接编码和压缩编码两种形式。
●应用
PCM技术以其高保真度、音质好的优点而受到青睐，但同时也存在成本较高、技术复杂、存储空间大等缺点，可根据具体的应用场景和需求进行权衡。
目前，PCM广泛应用于通信、计算机、数字仪表和遥控遥测等领域。如纳祥科技这款可应用于光纤音频切换器、同轴音频切换器等设备中的光纤音频专用切换芯片NX86T44，支持无损 PCM 数字音频信号、Dolby 以及DTS 音频信号传输。

（二）DSD

●定义
‌DSD（Direct Stream Digital，直接比特流数字编码）‌，最初由Sony和Philips为SACD（超级音频CD）标准共同开发，采用了一种不同的编码方式。DSD采用脉冲宽度调制技术，将音频信号直接转换为数字信号，其采样率极高，通常以MHz为单位，位深度则为1bit。这种编码方式相比PCM具有更小的量化噪声和更高的信噪比，能够提供更加细腻和自然的音质。

●特点
以下是对DSD特点的具体介绍：
①采样率高：DSD的采样率高达2.8224MHz，是CD标准的64倍。
②量化精细：DSD采用1bit量化，通过脉冲密度调制（PDM）方式记录音频信号，可通过极高的采样频率来弥补信息量，从而获得高质量的音频数据。
③信噪比高：由于DSD采用了噪声整形技术，将量化噪声推挤到高频段，因此在可听频段内信噪比极高，能够提供更纯净的声音。
④动态范围广：DSD的动态范围非常宽广，理论上可以达到120dB以上，尤其是在大动态场景下表现尤为出色。
●应用
DSD因其高采样率、低延迟、宽频响和优异信噪比等优势备受欢迎，但编辑难、兼容差和文件大限制了其普及，未来技术进步和市场发展有望拓宽其应用。
目前，DSD主要应用于SACD和某些高端音频设备中，提供更高质量的音频体验‌。
如纳祥科技NX9018，是一款应用于各类HIFI播放器的多位DAC，具有一个专用的 DSD 处理器，在无需要中间抽取的情况下进行音量控制和 50 kHz 的片内滤波。它还可以使用多元件开关电容阵列为 DSD 直解提供一条可选的路径。

（三）PCM & DSD 谁音质好？

PCM和DSD的主要区别在于它们的编码方式和音频质量，理论上，它们都能够提供高质量的音频，从对比就可以看到：
PCM：由于其多位量化，PCM格式易于编辑和处理；几乎所有现代音频设备都支持PCM格式，因而被广泛应用于各种音频场景，从CD、数字下载到专业音频制作，能够满足大部分用户的需求。
DSD：由于采用1位编码，DSD音频难以用传统数字信号处理技术进行编辑和操作，通常需要转换为PCM格式；尽管采样率高，但由于只有1位，文件大小相对较小；目前支持DSD的硬件较少，主要适合追求极致音质的用户，尤其是对高频细节和动态范围有较高要求的场合。

所以，用户无需争论PCM与DSD音频的优劣，哪个最香。因为目前高清音频市场以PCM音频为主流，但DSD格式作品也颇为常见。

（四）结语

PCM和DSD各有千秋，它们的区别主要在于它们的编码方式、采样率和位深度，以及由此带来的音质差异。PCM因其兼容性和成本效益被广泛应用，而DSD则因其更高的音质要求在特定领域内受到青睐。
因而，用户在选择时应根据自己的需求和设备条件来决定。