ใครที่คิดว่า MQA ตายไปจากโลกนี้แล้ว ก็ต้องขอบอกว่าคุณคิดผิดซะแล้ว.. !! หลังจาก MQA ถูก Lenbrook ซื้อไป มันก็ยังคงดำรงชีวิตอยู่ต่อมาได้ นับจากวันแรกที่เปลี่ยนมือจาก Meridian มาเป็น Lenbrook มันก็ยังคงมีพัฒนาการที่ต่อเนื่องมาตลอด ล่าสุดเมื่อวันที่ 25 ธันวาคม ปี 2024 ที่ผ่านมา ทาง Lenbrook เจ้าของคนใหม่ของ MQA ได้ประกาศเปิดตัวผลิตภัณฑ์ใหม่ที่เป็นหน่อเนื้อเชื้อไขของ MQA ดั้งเดิมออกมา 2 ตัว นั่นคือ QRONOd2a กับ QRONOdsd ข้อมูลที่รออยู่ด้านล่างนี้ เป็นข้อมูลที่แปลมาจากเอกสาร white paper ที่ MQA เผยแพร่ออกมาโดยตรง.. เชิญทัศนาได้เลย.!!
MQA QRONO
Digital Audio with Analogue Soul
ปฐมบท
ดิจิตัลถือกำเนิดด้วยเป้าหมายเพื่อนำเสนอวิธีการ “จัดเก็บ” (store) และการ “ส่งผ่าน” (transfer) สัญญาณเสียงที่ทำการบันทึกไว้ให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับแหล่งต้นทางสัญญาณแบบอะนาลอกที่ดีที่สุด อย่างเช่น โอเพ่นรีลและแผ่นเสียงแล้ว ดิจิตัล ออดิโอจะแสดงให้เห็นถึงคุณสมบัติที่ดีกว่าอย่างชัดเจนหลายประเด็น อาทิเช่น ไม่มีความเสื่อมถอยของคุณภาพเสียงเมื่อมีการทำซ้ำ, มีความนิ่ง และไม่มีความผิดพลาดทางด้านไทมิ่งเมื่อนำมาเล่นกลับ นอกจากนั้น เมื่อทำการตรวจวัดด้วยมาตรฐานไฮ–ฟิเดลิตี้ก็พบว่า ดิจิตัล ออดิโอ ไม่พบสัญญาณรบกวนและความผิดเพี้ยนที่เรียกว่า wow & flutter ที่เกิดจากการทำงานของระบบแมคคานิคที่ซับซ้อนเหมือนระบบเพลย์แบ็คที่แหล่งต้นทางอะนาลอกใช้ แต่ในทางปฏิบัติกลับกลายเป็นว่า แม้ดิจิตัล ออดิโอจะมีคุณสมบัติที่ดีกว่าอะนาลอก ออดิโอมากมาย แต่ต้องมี “อะไรสักอย่าง” ที่ทำให้เสียงของดิจิตัล ออดิโอยังให้ความมีชีวิตชีวาได้ไม่ดีเท่าอะนาลอก ออดิโอ
นักฟังที่มีความละเอียดช่ำช่องติว่า เสียงของดิจิตัล ออดิโอแบน และแข็งทื่อเหมือนหุ่นยนต์ ขาดความนุ่มเนียนตามธรรมชาติของเสียงดนตรี และอาการหยาบแห้งของเสียงที่เกิดจากระบบเสียงดิจิตัล ออดิโอจะทำให้เกิดความรู้สึกระคายหูเมื่อฟังไปนานๆ อะไรขาดหายไปจากระบบเสียงดิจิตัลกันแน่? ทำไมระบบเสียงอะนาลอกที่แม้จะมีความไม่สมบูรณ์ตั้งเยอะแยะ แต่กลับให้เสียงที่สมจริงและเป็นธรรมชาติมากกว่า.?? ปริศนาเหล่านี้จูงใจให้นักวิทยาศาตร์หัวก้าวหน้าและออดิโอ เอ็นจิเนียร์พากันค้นสืบไปถึงกลไกในการรับฟังเสียงของมนุษย์ให้ลึกลงไปมากขึ้น เพื่อค้นหาความสัมพันธ์ระหว่างการรับฟังเสียงของมนุษย์กับสัญญาณเสียงที่เล่นออกมาจากระบบดิจิตัล อิดิโอ
ประสาทวิทยายุคใหม่
สะท้อนให้เห็นถึงลักษณะการรับฟังเสียงของมนุษย์
เมื่อพูดถึงคำว่า “ได้ยิน” อย่างแรกที่เรานึกถึงก็คือ “หู” กับวิธีการที่มันแปลพฤติกรรมที่เกิดจากแรงดันของอากาศที่แปรผันไปตามสัญญาณเพลงให้ออกมาเป็นกระแสไฟฟ้าอ่อนๆ ที่เคลื่อนผ่านระบบประสาทรับเสียงของเราเข้าสู่สมอง ซึ่งความสามารถในการรับรู้ถึงเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นรอบตัว แม้ว่าจะเป็นเสียงที่เบามากๆ แต่เราก็ยังสามารถรับรู้ได้ว่าเสียงนั้นเดินทางมาจากทิศไหน ซึ่งความสามารถที่ว่านี้เกิดจากสัญชาตญาณเอาตัวรอดของมนุษย์เรานี่เอง
สมองของเราประมวลผลความรู้สึกเหล่านี้ออกมาเป็นเสียงที่หลากหลายซึ่งช่วยให้เราสามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ เสียงสามารถสร้างแรงกดดันและมีความหมาย จากการวิจัยแสดงให้เห็นว่า ทุกส่วนของสมองสามารถได้รับการกระตุ้นจากเสียงที่เราเรียกว่า “ดนตรี” จากส่วนที่เป็นจังหวะ ทำนอง และความกลมกลืน ล้วนกระตุ้นโครงสร้างต่างๆ ของสมอง และโดยรวมสามารถสร้างระดับอารมณ์ที่ดึงดูดให้สมองเกิดพลวัตในระดับที่สูงขึ้นได้
กลไกในการได้ยินของมนุษย์เรามีความซับซ้อนมากกว่าส่วนประกอบของใบหูและ eardrum ที่ทำหน้าที่ดักจับคลื่นเสียงแล้วส่งไปให้สมอง ซึ่งสมองและระบบประสาทของมนุษย์เราก็มีความสำคัญพอๆ กัน เมื่อเราตั้งใจฟัง จะมีข้อมูลจำนวนมากถูกส่งจากสมองไปที่หูมากกว่าข้อมูลที่ถูกส่งจากหูไปที่สมอง เราสามารถโฟกัสไปที่องค์ประกอบย่อยของเสียงบางส่วนได้โดยละความสนใจองค์ประกอบอื่นๆ ลงไปได้ ซึ่งก็เป็นเช่นเดียวกับกิจกรรมส่วนใหญ่ของมนุษย์ นั่นคือความสามารถในการได้ยินของมนุษย์สามารถปรับปรุงได้ด้วยการเรียนรู้และการฝึกฝน
มันเป็นเรื่องของ “เวลา” (time)
การค้นพบทางประสาทวิทยาล่าสุดที่น่าประหลาดใจที่สุดประการหนึ่งก็คือ ความแม่นยำของการได้ยินของมนุษย์เราที่ดีขึ้นเมื่อแยกแยะเสียงด้วยความละเอียดของ “เวลา” ที่แม่นยำ เราสามารถรับรู้สัญญาณเสียงที่แตกต่างกันได้ใกล้กันแค่ 7 ไมโครวินาที ซึ่งความแม่นยำระดับนี้ถือว่าเป็นสิ่งสำคัญต่อการอยู่รอดของมนุษยชาติในยุคแรก เมื่อนำความสามารถนี้ไปใช้กับการรับรู้ดนตรี มันทำให้เราได้ยินเนื้อสัมผัสที่ละเอียดอ่อน รับรู้ถึงการแยกแยะที่ชัดเจน และสัมผัสได้กับบรรยากาศที่น่าประทับใจของเครื่องดนตรี การประมวลผลทางเสียงที่ไม่สามารถรักษารายละเอียดของ “เวลา” เหล่านี้ไว้ได้จะทำให้เสียงออกมาเบลอและปนกัน
ส่วนใหญ่ที่คุณจะได้อ่านจากเอกสาร white paper ฉบับนี้ไม่ใช่ข้อมูลใหม่ แต่ข้อเท็จจริงที่ว่า มนุษย์เราสามารถรับรู้ความแตกต่างของเสียงที่อยู่ใกล้กันแค่ 7 ไมโครวินาที คือข้อมูลใหม่ ตลอดทศวรรษที่ผ่านมา เทคโนโลยีดิจิตัล ออดิโอมองข้ามความแม่นยำระดับนี้ไป ด้วยความรู้ใหม่นี้ จึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องทุ่มเทความพยายามอย่างเต็มที่เพื่อปรับปรุงและแก้ไขคุณสมบัติด้านนี้ของระบบเสียงดิจิทัล ออดิโอ เพราะความแม่นยำในโดเมนเวลาเป็นกุญแจสำคัญในการทำให้เสียงจากระบบดิจิทัลฟังดูเป็นธรรมชาติเหมือนระบบเสียงอะนาล็อก โดยยังคงรักษาคุณสมบัติเด่นซึ่งเป็นแกนหลักของระบบเสียงดิจิตัลเอาไว้ได้
การค้นหา “เวลา” (time)
วิธีการที่ใช้กันทั่วไปและได้รับการยอมรับในการแปลงสัญญาณอะนาล็อกให้เป็นสัญญาณดิจิทัล และแปลงจากสัญญาณดิจิทัลให้เป็นสัญญาณอะนาล็อก จำเป็นต้องมีการใช้ “การกรอง” (filter) เข้ามาเกี่ยวข้อง ซึ่งในกระบวนการแปลงสัญญาณอะนาลอกให้เป็นสัญญาณดิจิตัลนั้น เราอยากใช้วงจรฟิลเตอร์เพื่อป้องกันปัญหาของความไม่เป็นเชิงเส้นในลักษณะที่เรียกทางเทคนิคว่า downward alising ที่เกิดขึ้นขณะที่มีการปรับลดอัตราแซมปลิ้งเรตที่สูงลิบลงมาสู่ระดับที่เหมาะสมกับการบันทึก, การมิกซ์, การทำมาสเตอร์ และการเผยแพร่ ส่วนในขั้นตอนแปลงสัญญาณดิจิตัลให้เป็นสัญญาณอะนาลอก ก็ต้องใช้วงจรฟิลเตอร์เพื่อป้องกันปัญหาความไม่เป็นเชิงเส้นในลักษณะที่ตรงข้ามกันที่เรียกว่า upward alising ซึ่งจำเป็นในขั้นตอนที่เปลี่ยนจากอัตราแซมปลิ้งต่ำๆ ให้ขึ้นไปเป็นสัญญาณที่มีอัตราแซมปลิ้งสูงๆ ก่อนส่งเข้าสู่ระบบการแปลงสัญญาณของภาค DAC
วงจรฟิลเตอร์ที่ใช้ใน DAC ทั่วๆ ไปจะให้ความสำคัญกับการวัดค่าแบบพื้นฐานเดิมๆ ที่เคยใช้กันมา เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีปัญหา upward alising และได้ความถี่ตอบสนองในย่านเสียงเป้าหมายที่ราบเรียบอย่างสมบูรณ์ โดยมักจะอยู่เหนือความถี่สูงสุดของเสียงดนตรีทั้งหมด แต่สิ่งที่ต้องสูญเสียไปกับดีไซน์ของวงจรฟิลเตอร์แบบ brick wall นี้ก็คือความคลาดเคลื่อนของ time ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้การรับรู้ถึงรายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ ของเสียงเพลงถูกทำให้ผิดเพี้ยนไป ซึ่งถ้ามองในเชิงกลไก ถือว่าฟิลเตอร์ brick wall นี้มีความยืดหยุ่นมากเกินไป (หรือแด้มป์น้อยไปหน่อย) เปรียบเทียบเหมือนขับรถไปเจอลูกระนาดที่ขวางอยู่บนถนนในขณะที่โช๊คของรถมีลักษณะที่นุ่มเกินไป ผลคือรถจะมีอาการเด้งขึ้น–เด้งลงค้างอยู่ คือหลังจากขับผ่านลูกระนาดมาแล้วก็ยังไม่หยุดเด้งทันที ลักษณะนี้ก็เหมือนกับแนวคิดของฟิลเตอร์แบบ impulse response ซึ่งแสดงถึงลักษณะการตอบสนองของระบบต่อสัญญาณอินพุตที่เข้ามาแบบฉับพลันในช่วงเวลาสั้นๆ
ในภาพ 1 แสดงให้เห็นถึงสิ่งที่เรียกว่า perfect digital impulse หรือ delta function ซึ่งเกิดจากการป้อนสัญญาณดิจิตัลแค่หนึ่งหน่วย (single sample) ด้วยความแรงในระดับ full scale โดยไม่มีสัญญาณอื่นๆ เข้ามาเกี่ยวข้องเลย ซึ่งสามารถใช้สัญญาณอินพุตแบบนี้เป็นสัญญาณอ้างอิงสำหรับการวัดค่า impulse response ของระบบได้ ซึ่งเอ๊าต์พุตของซิสเต็มก็จะสะท้อนผลของสัญญาณฉับพลัน (impulse) นั้นๆ
เมื่อพิจารณาลักษณะการตอบสนองต่อสัญญาณ impulse (ฉับพลัน) ของอุปกรณ์อะนาลอกทั่วไป เราจะเห็นสิ่งที่เรียกว่า “ post-ringing ” ที่เกิดขึ้นภายในตัวอุปกรณ์นั้น ซึ่งเกิดขึ้นจากเรโซแนนซ์ของมวลที่สะท้อนไป–มาเหมือนสปริงที่ไม่หยุดลงในทันทีที่สัญญาณหยุดลง คุณจะเห็นว่า พลังงานของเรโซแนนซ์ที่เกิดจากสัญญาณอินพุตแบบฉับพลัน (impulse) นั้นจะกระเพื่อมออกไปตาม time ของฟิลเตอร์
นักเล่นเครื่องเสียงมักจะให้นิยามที่อธิบาย speed ของดนตรีที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วว่า “ jump factor ” อย่างเช่นจังหวะที่ไม้กลองกระทบกับใบฉาบ หรือจังหวะที่ฆ้อนไม้หุ้มนวมตีลงไปบนสายเปียโน ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่ทำให้เกิดพลังงานจำนวนมากขึ้นอย่างเฉียบพลัน ซึ่งช่วยสร้างความมีชีวิตชีวาให้กับเสียง ส่งผลให้ผู้ฟังตอบสนองกับเพลงได้อย่างเต็มที่ “ถ้า” ชุดเครื่องเสียงสามารถถ่ายทอดพลังงานเหล่านั้นออกมาได้อย่างถูกต้องและเที่ยงตรงอย่างถึงที่สุด
ด้วยพัฒนาการที่ก้าวล้ำของ Digital Signal Processing (DSP) จึงทำให้มีความเป็นไปได้ที่จะสร้างวงจรฟิลเตอร์ที่มีลักษณะที่เหมือนกับวงจรฟิลเตอร์แบบที่มีอยู่ในซิสเต็มอะนาลอก และยังสามารถสร้างวงจรฟิลเตอร์ที่มีความซับซ้อนในระดับที่ “มากเกินกว่า” ความสามารถของซิสเต็มอะนาลอกสามารถทำได้ ออกมาด้วย รูปแบบของวงจรดิจิตัล ฟิลเตอร์รูปแบบหนึ่งที่รู้จักกันมากที่สุดก็คือ linear phase filter ซึ่งโดยหลักการที่เขียนลงบนกระดาษแล้ว จะเห็นว่าไอเดียในการออกแบบฟิลเตอร์ตัวนี้มันยอดเยี่ยมมาก มีฟังท์ชั่นสนับสนุนมากมาย และด้วยลักษณะที่สมมาตรของฟิลเตอร์ตัวนี้ ทำให้ง่ายต่อการนำไปใช้ใน DAC ยุคแรกๆ และมักจะปรากฏเป็นตัวเลือกอยู่ใน DAC ยุคใหม่ๆ ในปัจจุบันด้วย
ลักษณะการทำงานของฟิลเตอร์ตัวนี้แสดงโดยภาพกราฟข้างบนนั้น ซึ่งฟิลเตอร์ตัวนี้มีทั้ง pre-ringing และ post-ringing เพราะพลังงานของสัญญาณอินพุตที่เข้ามาแบบฉับพลันจะทำให้เกิดแรงกระเพื่อม (ringing) ขึ้นทั้งก่อนและหลังช่วงพีคหลักของตัวฟิลเตอร์ ซึ่งจริงๆ แล้ว ส่วนของ pre-ringing เป็นส่วนที่ไม่มีอยู่จริงในธรรมชาติและในชุดเครื่องเสียง และนี่คือเหตุผลที่ทำให้เมื่อใช้ฟิลเตอร์ตัวนี้แล้วจะทำให้มีความรู้สึกว่าเสียงออกมาไม่เป็นธรรมชาติ และทำให้เกิดการระคายเคืองต่อการรับฟังซึ่งนักเล่นเครื่องเสียงที่มีประสบการณ์มักจะติติงในช่วงที่ใช้ฟิลเตอร์ตัวนี้ใน DAC ยุคแรกๆ ถ้านึกไม่ออกว่าอะไรคือความผิดปกติของฟิลเตอร์ตัวนี้ ให้ลองจินตนาการถึงรถที่คุณขับว่ามันมีอาการเด้งขึ้นเด้งลง “ก่อน” ที่จะเจอกับลูกระนาดนั่นแหละ
ส่วน post-ringing นั้นลักษณะคล้ายกับการก้องสะท้อน (reverberation) ตามธรรมชาติ ซึ่งง่ายต่อการปล่อยผ่านไปสำหรับสมองของมนุษย์เรา แต่ post-ringing นี้ก็ยังมีประโยชน์เมื่อทำการปรับลดปริมาณลงเพื่อให้ได้ลักษณะความกังวานที่ตรงกับ timing ของเพลงที่บันทึกเสียงมา หากปล่อยให้พลังงานของคลื่นเสียงหนึ่งไปซ้อนทับพื้นที่ของอีกคลื่นเสียงหนึ่ง จะมีผลให้คลื่นเสียงที่เคยคมชัดจะกลายเป็นเบลอมัวลงไป
การแก้ไขปัญหาโดย
QRONOd2a ของ MQA Labs
ถึงตอนนี้ เมื่อเราเข้าใจปัญหาแล้ว เราก็พร้อมสำหรับการค้นหาวิธีการแก้ปัญหากันต่อไป ซึ่ง QRONOd2a ก็ถูกคิดขึ้นมาเพื่อการนี้.! ด้วยการสร้าง DAC filter แบบที่ไม่มี pre-ringing ส่วน post-ringing ก็ต้องทำให้หยุดตัวเร็วขึ้น เพื่อไม่ให้ไปซ้อนทับกับคลื่นเสียงถัดไป
QRONOd2a ถูกสร้างขึ้นจากประสบการณ์ที่ผ่านการพิสูจน์มาแล้ว ผสมผสานกับการระดมความคิดอย่างหนักในการค้นหาวิธีการแก้ปัญหานี้ ถือว่าเป็นความก้าวหน้าที่เกิดขึ้นในระบบเพลย์แบ็คสำหรับระบบเสียงดิจิตัล ออดิโอ
เกือบทั้งหมดของชิป DAC ที่นิยมใช้กันอยู่ในปัจจุบัน ส่วนใหญ่จะทำการ upsampling สัญญาณอินพุตให้สูงขึ้นเพื่อป้อนให้กับโมดูเลเตอร์ที่มีความเร็วสูงก่อนส่งเข้าชิป DAC ซึ่งโดยทั่วไปนั้น วงจรฟิลเตอร์ที่ใช้อยู่ใน DAC เหล่านี้ มักจะออกแบบให้ได้สเปคฯ ที่ออกมาดูแล้วประทับใจ โดยเฉพาะทางด้านตัวเลขความเพี้ยนและระดับสัญญาณรบกวนต่ำๆ ซึ่งดูดีบนกระดาษ แต่เสียงล่ะดีมั้ย? ซึ่งโดยมากแล้ว การที่จะทำให้ได้ตัวเลขความเพี้ยนกับน้อยซ์และไดนามิกเร้นจ์ที่ดูดีมักจะทำให้ประสิทธิภาพทางด้าน time domain แย่ลง ซึ่งส่งผลกับสัญญาณอินพุตที่เล่นผ่านซิสเต็มที่ใช้ชิปเหล่านี้ ไม่ได้ให้เสียงออกมาอย่างที่เราต้องการฟัง
การออกแบบวงจรฟิลเตอร์ที่ดีกว่าฟิลเตอร์เหล่านั้น MQA Labs เริ่มจากมุ่งความสนใจไปที่สเปคตรัมของเสียงในธรรมชาติ กับเสียงเพลงที่เราต้องการฟังจากสัญญาณเสียงที่ป้อนเข้าไป คลื่นเสียงในสภาพแวดล้อมธรรมชาติมีแนวโน้มที่แอมปลิจูดจะลดลงเมื่อความถี่เพิ่มสูงขึ้น ซึ่งเสียงดนตรีในสภาพแวดล้อมธรรมชาติก็มาในแนวเดียวกันนี้ ลักษณะเสียงที่นักเล่นเครื่องเสียงชอบคือย่านเบสกับย่านมิดเร้นจ์ที่มีแอมปลิจูดสูงๆ ในขณะที่ย่านความถี่สูงกว่าขึ้นไปมีความดังที่ต่ำมากๆ แม้ว่าความดังของความถี่ในย่านแหลมจะมีระดับที่ต่ำ แต่มันก็ยังคงมีความสำคัญทั้งกับการรับรู้รายละเอียดของเสียงเครื่องดนตรีและการรับรู้รายละเอียดทางด้านบรรยากาศ ซึ่งเป็นรายละเอียดที่สำคัญต่อการดื่มด่ำกับอรรถรสของดนตรี
MQA Labs ทำการออกแบบฟิลเตอร์ออกมาชุดหนึ่ง ที่มีพลังมากพอที่จะสามารถต้านปัญหาข้างต้นที่จะเกิดกับสัญญาณอินพุตได้ และยังสามารถตอบสนองกับคุณสมบัติทางด้าน “เวลา” ที่ดีกว่าฟิลเตอร์ที่มีอยู่โดยทั่วไป ซึ่งเรา (MQA Labs) สามารถบรรจุฟิลเตอร์ตัวนี้ลงไปในชิป DAC แทนที่วงจรฟิลเตอร์ที่ผู้ผลิตชิปใส่มาให้ได้ ซึ่งจะทำให้สามารถปรับปรุงคุณภาพทางด้าน “เวลา” (time domain) ของซิสเต็มที่ใช้ในการทำ upsampling และฟิลเตอร์ในตัวชิป DAC ไปพร้อมๆ กัน
ชิป DAC ทั่วไปมักจะใช้วงจรฟิลเตอร์ตัวเดียวกันสำหรับรองรับสัญญาณอินพุตที่มีสเปคฯ ต่างกันทุกระดับ ซึ่งแน่นอนว่า ผลของฟิลเตอร์ตัวนั้นที่กระทำกับสัญญาณอินพุตแต่ละค่าย่อมออกมาต่างกัน ซึ่งต่างจากฟิลเตอร์ QRONOd2a ที่ MQA Labs ออกแบบมาที่จะถูกทำให้มีความเหมาะสมกับสเปคตรัมของสัญญาณอินพุตทุกระดับแซมปลิ้งเรต ซึ่งมีผลให้สามารถรักษาความเป็นดนตรีของสัญญาณอินพุตเอาไว้ได้โดยมั่นใจได้ว่ามัน (ฟิลเตอร์ QRONOd2a) จะไม่ปล่อยสัญญาณอัลตร้าโซนิคให้หลุดออกไปทำให้เกิดความเสียหายกับการทำงานของอุปกรณ์เครื่องเสียงที่อยู่ในลำดับถัดลงไป อย่างเช่นแอมปลิฟายและลำโพง
สุดท้ายแล้ว เราใช้เทคนิคที่เรียกว่า noise shaping เข้ามาช่วยกรองสัญญาณรบกวนที่เกิดขึ้นในย่านอัลตร้าโซนิคออกไป และ noise shaping ยังช่วยทำให้ประสิทธิภาพในการทำงานของชิป DAC ดีขึ้นด้วย เพราะ noise shaping จะช่วยรักษาคุณสมบัติทางด้านไดนามิกเร้นจ์ของสัญญาณอินพุตในย่านความถี่เสียงที่รับฟังได้เอาไว้ แต่ช่วยลดปริมาณ bits ของสัญญาณอินพุตที่ต้องการใช้ในการสร้างความถี่เสียงออกมา ซึ่งก็หมายความว่า เราสามารถเลือกใช้ช่วงการทำงานของชิป DAC ที่ให้ไดนามิกเร้นจ์ที่ราบเรียบมากที่สุดได้
ฟิลเตอร์ QRONOd2a ที่ติดตั้งเข้าไปในอุปกรณ์เครื่องเสียงแต่ละตัวได้ถูกปรับตั้งให้มีความเหมาะสมกับการทำงานของชิป DAC ที่ใช้อยู่ในอุปกรณ์ตัวนั้นๆ ด้วย
การวัดผลกระทบ
ลองพิจารณากราฟที่ได้จากการตรวจวัดลักษณะ impulse response ของผลิตภัณฑ์ที่ใช้ vs ไม่ได้ใช้ฟิลเตอร์ QRONOd2a เมื่อป้อนด้วยสัญญาณอินพุตที่ระดับ 48kHz และ 192kHz ซึ่งก่อนที่ฟิลเตอร์ QRONOd2a จะถูกเปิดใช้งาน ฟิลเตอร์ minimum phase ได้ถูกเลือกใช้ ซึ่งก็ให้เสียงที่เป็นธรรมชาติสูงกว่าการใช้ฟิลเตอร์ตัว linear phase อย่างที่เราเห็นในกราฟหมายเลข 3 ก่อนหน้านี้
ภาพด้านบนโชว์ปริมาณ ringing ของสัญญาณเอ๊าต์พุตที่เกิดจากการตอบสนองต่อสัญญาณอินพุตที่ 48kHz ของ DAC ที่ใช้ฟิลเตอร์ที่ติดตั้งมาบนชิป DAC นั้น (เส้นสีแดง) เทียบกับการใช้ฟิลเตอร์ QRONOd2a ที่มีริ้งกิ้งเกิดขึ้นสั้นกว่า (เส้นสีเขียว) ซึ่งนับว่าสัญญาณอินพุตที่ระดับ 44.1kHz กับ 48kHz เป็นอัตราที่ท้าทายสำหรับการอัปแซมเปิ้ล เนื่องจากส่วนบนของย่านเสียงจะใกล้เคียงกับความถี่สูงสุดที่สามารถแสดงได้ด้วยอัตราแซมเปิลดังกล่าว
การรับรู้ของเรามีลักษณะที่ใกล้เคียงกับการคำนวนด้วยล็อกการิธึ่ม ซึ่งภาพที่ 5 ข้างบนนี้โชว์ค่าที่วัดได้เหมือนกับภาพที่ 4 แต่แสดงออกมาในลักษณะของ dB scale logarithmic ซึ่งทำให้เรามองเห็นความแตกต่างของอาการริงกิ้งที่เกิดจากฟิลเตอร์ตัวก่อนหน้าฟิลเตอร์ QRONOd2a ว่ามันทอดยาวลงไปถึงระดับ noise floor ที่ใช้วัดค่า ในขณะที่ริงกิ้งที่เกิดจากฟิลเตอร์ QRONOd2a สั้นกว่ามาก
โชว์กราฟตอบสนองของอุปกรณ์ที่วัดค่าหลังจากป้อนสัญญาณอินพุตระดับ 192kHz คุณจะเห็นว่า วงจรฟิลเตอร์ที่ใช้กับสัญญาณอินพุต 192kHz เป็นตัวเดียวกันกับที่ใช้กับอินพุต 48kHz แต่ทำงาน เร็วขึ้น 4 เท่า เราจึงออกแบบให้แกนเวลา (time axis) สั้นลง 4 เท่า ซึ่งทำให้มองเห็นได้ง่ายขึ้น ความแตกต่างเมื่อเทียบกับฟิลเตอร์ที่ติดตั้งมาให้ในชิป DAC ก็คือ QRONOd2a ใช้ฟิลเตอร์ที่ออกแบบแตกต่างออกไปอย่างชัดเจน เจาะจงออกแบบมาเพื่อใช้กับสัญญาณอินพุตที่ระดับ 192kHz โดยเฉพาะ ซึ่งมันสั้นกว่ามากโดยมีการตอบสนองทางด้านเวลา “time” เกือบสมบูรณ์แบบ
ภาพที่ 7 แสดงการวัดค่าเดียวกับ ภาพที่ 6 แต่แสดงออกมาในรูปแบบของ dB amplitude scale ซึ่งจากกราฟนี้จะเห็นว่า การตอบสนองทางด้านเวลา (time) ของฟิลเตอร์ QRONOd2a จะสั้นกว่าฟิลเตอร์อื่นๆ ที่ใช้ในชิป DAC ทั่วไปอยู่ราวๆ ยี่สิบเท่า
ต้องหมายเหตุไว้ด้วยว่า ค่าที่วัดได้นี้ เป็นแค่การแสดงให้เห็นถึงผลที่ได้จากการเพลย์แบ็คผ่านภาค DAC ที่ทำงานร่วมกับภาคอะนาลอก เอ๊าต์พุต โดยไม่ได้คำนึงถึงหรือแก้ไขอาการเบลอมัวที่เกิดจากกระบวนการ ADC ที่ใช้แปลงสัญญาณอะนาลอกมาสเตอร์ให้เป็นสัญญาณดิจิตัล ซึ่งถ้าจะแก้ไขตรงส่วนนั้น จะต้องใช้เทคโนโลยีที่ต่างกันอีกรูปแบบหนึ่ง
เราเริ่มต้นด้วยคำถามที่ว่า “ส่วนประกอบข้อไหนของเพลง digital audio ที่ขาดหายไป?” หรือจะให้ถูก คำถามที่ควรถามก็คือ “อะไรที่ถูกเพิ่มเข้าไปในกระบวนการ ADC ในสตูดิโอ และกระบวนการแปลงสัญญาณ DAC ในขั้นตอนเพลย์แบ็ค?” ซึ่งตอนนี้เรารู้คำตอบแล้วว่า ขั้นตอน ADC ที่ใช้ในสตูดิโอ กับขั้นตอน DAC ที่ใช้ในขั้นตอนเพลย์แบ็ค ได้เพิ่มความเหลื่อมของเวลาเข้าไปในกระบวนการทำงานผ่าน ringing ที่เกิดจากการทำงานของฟิลเตอร์ที่พวกเขาใช้กันอยู่
เมื่อเล่นไฟล์ดิจิตัลมาสเตอร์ที่ระดับ CD ด้วยฟิลเตอร์ QRONOd2a จะได้ประสิทธิภาพในการตอบสนองทางด้านเวลา (time response) เทียบเท่ากับตอนเล่นไฟล์ไฮเรซฯ ที่ระดับ 96kHz และเมื่อเล่นไฟล์ไฮเรซ 192kHz ด้วยฟิลเตอร์ QRONOd2a จะได้ผลการตอบสนองทางด้านเวลา (time response) ที่ดีกว่าผลการตอบสนองทางเวลาที่ได้จากระบบเพลย์แบ็คอะนาลอกที่ดีที่สุด คุณภาพเสียงที่ดีขึ้น แม้จะแค่เล็กน้อย แต่เห็นผลชัดเจนทันที เพราะอาการเบลอของเสียงที่เกิดจากความปนเปื้อนอันเนื่องมาจากความคลาดเคลื่อนทางด้านเวลาได้ถูกแก้ไขไป ทำให้รายละเอียดของเสียงถูกเปิดเผยออกมา คุณสมบัติทางด้านไมโครไดนามิกดีขึ้น แยกแยะชิ้นดนตรีได้ดีขึ้น รวมถึงคุณสมบัติทางด้านมิติ–ซาวนด์สเตจก็ดีขึ้น เสียงดนตรีจะมีความเป็นธรรมชาติมากขึ้น เพิ่มความสมจริงมากขึ้น และลดอาการเคืองโสตประสาทในการรับฟังด้วย.. ขอเชิญลองฟังด้วยตัวของคุณเอง.!!!
**********
