從PWM到SACD(1)

文/吳立民  limin_wu@diyzone.net

SACD技術根植於所謂的PWM理論，Pulse Width Modulation， 脈衝寬度調變，聽起來很偉大，但其實卻是非常直覺的觀念。

什麼是脈衝調變？我們可以從調光器的原理說起。當我們打算調整110V燈泡的『亮度』時，至少有兩種方法：

1. 改變電壓：將110V降低一點，譬如降成80V、60V，這樣燈 光的亮度就不一樣的。燈光亮度為什麼會因『電壓高低』不 同？很簡單，因為電壓高、燈泡功率大，電壓低、燈泡功率 小，電壓造成功率的改變，如此而已。
2. 改變『導通時間』：還有一個方法，如下圖所示。如果我 們斷斷續續的供應電壓，譬如有時候110，有時候0V，燈泡 功率也是會獲得控制的，但讀者會想到幾個疑問：

1. 燈泡會不會忽亮忽暗啊？當然會。所以，我們必須讓這個 脈衝斷續週期密集一點，當燈泡有點暗、卻還沒熄滅之時， 馬上又上電，又太亮了？斷電。就在ON/OFF之間控制燈泡的 功率。
2. 比起調整電壓，控制導通時間好麻煩！是有點麻煩，但是 好處在於『省電』。控制導通時間，只是單純的ON/OFF，改 變電壓卻經常得『損失』電壓、損失『功率』。從110V降到 60V，如果用電阻分壓，那多的60V全到了電阻上，電阻承受 功率還得很強才行。當然，調節電壓還有其他很有效率的作 法，暫時不談。

這種ON/OFF控制燈泡亮度、功率的作法，其實就是『脈衝寬度調變』。參考我們畫出的圖形，電壓導通的『寬度』是不 是一直在變？那些高高低低的訊號就是『脈衝』，橫軸的時 間就是『寬度』，因為脈衝寬度一直在變，用某種方式在變 ，所以就是『脈衝寬度調變』，PWM是也。

PWM其實用在很多控制上，譬如燈泡亮度、功率，或者，當 我們把燈泡換成電熱絲，就成了溫度控制（可以拿來烘雞蛋 、孵小雞）。模擬一下：先對電熱絲加熱，太熱了？關掉， 於是溫度下降，太冷了？再把電加上去，在開開關關之間， 達成溫度控制的目的。

冷氣溫度的控制也相同。壓縮機開啟時，溫度持續下降，等 到降到超過特定溫度時，譬如設定25度，則壓縮機關閉。此 時溫度上升，超過25時，壓縮機再度開啟。同樣的，在ON/OFF 之間，達到溫度控制的效果。（還有一種變頻控制，比較貴、 更有效率，以後再談）

結論

當我們可以利用脈衝寬度來調整亮度、溫度等人類感官可以 『感受』的類比因素時，是不是可以應用在音響上，拿來再 生重播呢？（波形不也是強弱、疏密的改變嗎？）

答案是肯定的，請看下集說明。

PS：也歡迎其他網友繼續補充，讓我們的講法更完整、更能 為多數網友所吸收。