传统ADC（多比特ADC）的工作原理
在1比特ADC出现之前，所有ADC都是“多比特”（Multi-bit）的,其核心工作流程可以简化为两个步骤：
a) 采样
以一个极高的、固定的频率（例如44.1kHz或192kHz）去读取模拟音频信号的瞬时电压值，这个过程就像用一个极其快速的快门去连续拍摄一段运动的画面,把连续的波形变成一系列离散的电压点。
b) 量化
这是最关键的一步，ADC有一个参考电压范围（1V到+1V），它把这个范围划分成许多个离散的“台阶”或“阶梯”，每个台阶对应一个特定的数字编码（比如8bit有256个台阶，16bit有65,536个台阶）。
当采样得到的电压值落在某个台阶内时，ADC就会将其量化为该台阶对应的数字值。量化误差就因此产生了：实际电压值与被量化到的台阶电压值之间的微小差异，这个误差听起来就是令人不悦的“失真”或“噪声”。
传统多比特ADC的挑战：
- 需要高精度元件： 为了减少量化误差，就需要更多的台阶（即更高的比特深度，如24bit），这就要求内部的电阻、电容等元件具有极高的精度和稳定性,制造工艺复杂且成本高昂。
- 非线性失真： 内部元件的微小不完美会导致台阶之间的间距不均匀，这种非线性失真很难消除,会直接影响音质。
1比特ADC的革命性突破
1比特ADC，其最著名的代表是Pulse-Code Modulation (PCM)，但更准确的技术术语是Delta-Sigma (ΔΣ) 调制，它从根本上颠覆了上述的“采样+量化”流程。
a) 核心思想：过采样和噪声整形
1比特ADC不直接测量电压，而是通过一个巧妙的方法来“推断”出原始信号的电压值,它的核心是两个关键技术：
过采样
- 做法： 它的采样频率远高于最终需要的频率，为了得到44.1kHz的音频信号，它可能会以2.8224MHz（64倍过采样）甚至更高的频率进行采样。
- 好处： 根据奈奎斯特-香农采样定理，采样频率越高，原始信号和其镜像频率之间的间隔就越大，这为下一步的“噪声整形”创造了宝贵的空间。
噪声整形
- 做法： 这是1比特ADC的精髓，它利用一个反馈环路和积分器，将量化产生的“噪声”能量，从我们人耳最敏感的音频频段（20Hz - 20kHz），“推”到人耳不敏感的超高频段（例如MHz级别）。
- 结果： 在我们关心的音频频带内，量化噪声被极大地抑制了,而在超高频段则堆积了大量噪声。
b) 1比特输出
经过噪声整形后,ADC的内部电路只需要做一个极其简单的判断：
- 当前输入信号的电压，是比上一个采样点高还是低？
- 高”，就输出一个逻辑“1”。
- 低”，就输出一个逻辑“0”。
这个“1”或“0”就是一个比特，数据流的比特率非常低，但它包含的信息量（通过脉宽和密度来表示）却足以重构出高保真的原始模拟信号。
最终处理： 这个高速的1比特流（通常被称为“Bitstream”或“Pulse Density Modulation”流）不能直接被CD播放机或数字处理器使用，它需要经过一个数字滤波器和抽取器。
- 数字滤波器： 滤除在超高频段堆积的噪声。
- 抽取器： 将极高的采样率（如2.8224MHz）降低到标准的44.1kHz或48kHz。
- 最终输出： 经过这些处理后，1比特流可以被转换回标准的多比特（如16bit或24bit）PCM数据,或者直接送入1比特DAC进行播放。
1比特ADC的优势
- 极高的精度和线性度： 因为它只判断“高”或“低”，不依赖于精确的电阻值来划分电压台阶，所以对元件精度的要求极低，其线性度远超传统多比特ADC，这意味着产生的失真更少、更自然。
- 极低的噪声基底： 通过噪声整形，音频频带内的噪声被压得非常低,可以实现极高的动态范围。
- 成本效益高： 由于对模拟元件精度要求不高，制造工艺相对简单,可以在较低的成本下实现极高的性能。
争议与批评
尽管1比特ADC在技术上非常先进，但它也并非完美无瑕,并引发了长期的争论。
- “数字抖动”（Digital Jitter）问题： 1比特系统对时钟信号的稳定性要求极高，任何微小的时钟抖动都会直接转化为输出信号的失真，听起来像是一种“数字感”或“毛刺感”，这是批评者认为1比特声音“冰冷”、“不温暖”的主要原因之一。
- “数字声”的争论： 一些批评者认为，1比特系统处理信号的方式（尤其是在数字滤波阶段）会产生一种独特的“数字声”,这种声音被认为缺乏模拟设备的温暖感和自然感。
- 对后续DAC的要求： 如果直接使用1比特流去驱动1比特DAC（例如一些高端的D/A转换器），那么DAC本身的性能就至关重要,任何微小的瑕疵都会被直接体现在最终声音上。
著名的1比特ADC芯片与技术
- Sony SAA系列： Sony是1比特技术的先驱和最大推动者，其SAA7027、SAA7350等芯片是早期CD播放机的核心，开创了“Bitstream”时代。
- Philips TDA1541/TDA1543： Philips是CD技术的联合发明者，其TDA1541被认为是历史上最伟大的多比特DAC之一,而TDA1543则是一款非常流行的1比特DAC芯片。
- ESS Sabre系列： 现代高性能DAC芯片，虽然内部核心也是基于Delta-Sigma原理，但它们通常在数字域将1-bit流处理成多比特（如32bit）后再进行数模转换,以结合两种技术的优点。
1比特音响ADC技术（核心是Delta-Sigma调制）是一种通过过采样和噪声整形，将量化噪声推离音频频带，并最终只输出“1”或“0”来判断信号变化的革命性技术。
- 优点： 极高的线性度、极低的带内噪声、成本效益高，能产生非常干净、精确的声音。
- 缺点： 对时钟抖动敏感，可能产生独特的“数字声”,其声音表现一直是发烧友争论的焦点。
在现代音响设备中，纯粹的1比特ADC已经不那么常见了，但其核心的Delta-Sigma原理已成为所有高性能ADC（无论是用于录音还是播放）的基础，很多高端设备会在数字域对1-bit流进行进一步处理，以达到最佳的音质表现，理解1-bit技术,是理解现代数字音频处理的一个关键环节。
