關於數位線造成Jitter的觀點,為什麼我覺得你是錯的先說我懶得放圖也懶得畫圖.很多用詞我已經先預想讀的人至少有電子/資工/資科背景
看得懂的就看得懂.看不懂得我也懶得解釋太多
USB的OSC以12MHz運作,可以視為傳輸的基頻為12MHz,理論最大傳輸量為12MBps
如果先扣除什麼偵錯補償用的封包,還有封包頭封包尾的話實際的速度大概就在10~11MBps左右
這也剛好就是USB1.1 Full-Speed的速度
重點在於這個基頻傳輸速率是固定(或著說至少在USB Audio Class的應用上是固定的).
並不會因為現在播放的是44.1KHz所以OSC就自動降頻成1.5MHz
有人還是提到線材的電阻,電感和電容影響. 就拿最可能會造成相位延遲的電容效應來說好了
固定的傳輸基頻經過固定的類比元件,所得到的相位延遲為固定
如果不固定的話,邏輯分析儀和示波器測到的都會是充滿不確定性的波形
也就是如果這條USB線能夠讓12MHz訊號本身延遲1/10周期的話,從頭到尾都應該是這個數值
如果後端系統利用USB的NRZ訊號去解出波形,得到的應該也是完美的[延遲1/10周期]12MHz,而不是隨著傳輸內容飄移的頻率
對於解碼端來說.放出來的時候延遲一個非常小的時間差(就像是按下按鈕後實際放出來的時間差).對於系統根本無影響
然後12MHz的確解不出完美的44.1KHz/88.2KHz/176.4KHz,因為除頻只能整數除頻.這的確就是非同步系統的天限.但是跟USB線沒有關
USB DAC中解決12MHz OSC -> 44.1KHz的解決方案為8Bit中傳送5bit訊號.但即使如此對於DAC接收來說也不會是準確的
參考資料但是其實不用擔心, DAC晶片裡面自己多半都有自己專用的OSC或是Data Filter
而最重要的一點,則是現代的DAC都是Multi-bit的Delta-Sigma DAC, Delta-Sigma以高頻率的Switch來取代傳統的分壓選擇器.
最大的好處就是可以把Jitter限制在幾乎是OSC石英振盪器的範圍,詳細的關鍵字為PWM,DELTA-SIGMA,還有SCF濾波器
為什麼做得到. 這本身的原理要牽扯到DELTA-SIGMA調變本身的特性
空口說白話沒什麼意思.我舉AK4396,這顆鐵三角非常喜歡用DAC來做比喻
AK4396 Datasheet :
http://www.akm.com/akm/jp/file/datasheet/AK4396VF.pdfAK4396支援到192KHz,並且支援DSD64(2.8MHz)輸入和原生解碼.其輸出調變方法為6bit delta-sigma
由於AK4396自己說能做128倍的over sampling且支援DSD64,所以我大膽假設AK4396輸出波型為2.8224MHz/6bit
因為44.1KHz x 128 = 2822.4KHz = 2.8MHz
中間很大的因素是這個128倍over sampling. 原本一個取樣點被拉大成128個
我這邊談得並不是無中生有加料的升頻技術.而是jitter上的表現
同樣的訊號, 192KHz下產生jitter的影響只會是48KHz的1/4, 因為x軸解析度密了四倍.就算位置錯了一個造成的損失也不大
或著說至少沒有48KHz那麼嚴重
以下面這張圖來說.假設原系統44.1KHz的Jitter長這樣
那換到192KHz系統.就算Jitter一樣嚴重.但你看到的會是一個細微凹凸不平但遠看還算整齊的山
你看到遠方的山弧線都很漂亮吧.實際爬難道坡面都是平順的嗎
然而.如果取樣點多了128倍會如何?
多了128倍的取樣.就算物理(ex:OSC精度)所產生的Jitter一樣. 最後結果仍然會非常平順
Jitter的嚴重度會幾乎完全取決OSC的精度.而不是原始訊號傳輸的延遲
事實上,當初16Bit DAC進化到1Bit DAC, 然後又進化到Delta-Sigma 6bit DAC就是因為這個原因
就算是當初的16Bit老DAC(例如我在玩的老CD隨身聽/座機).也都知道jitter的危險性而做了8x的over sampling
那為什麼還要非同步系統?
因為就算DAC內部有同步Buffer也不過是數ms的程度.要是電腦系統真的大擺爛因為任何原因(ex:該死的Windows Multi Task)超過20ms一個bit都不丟給DAC的話.
DAC當然還是會罷工,不應該說爆音.或著任何形式的音色改變給你看
所以ASIO在DAC前面放了一個更大的Buffer,然後有獨立給44.1KHz/48KHz的專用OSC. 把USB封包轉換成SPDIF訊號後以非常準確的間隔餵給DAC
foobar2000的ASIO不是可以調到4096packet, 這代表就算4096個封包的傳輸時間電腦都在擺爛. 解碼系統還是能照常運作一小段時間
有沒有覺得似曾相似.10幾年前CD隨身聽的"記憶體防震"功能就是在做這件事情.那個就是最簡單完美的非同步系統
花了一堆文字說jitter, 這其實也跟線材沒有什麼鬼關係. jitter是jitter, 線材的類比元件效應又是另一回事
看到這裡可能大家眼都花了.我暫時歸納一下到目前的結論
1.USB線的電容電感所造成的相位延遲應為全面性.不會有幾個波形被影響幾個不會.影響的周期延遲也會相同.結論是接收端除非有什麼完美極致影音同步等鬼需求的話等於是沒有影響.
2.有Jitter的系統解決方式. 現代DAC幾乎都可以把輸出的Jitter壓縮到OSC精度的程度
3.目前為止jitter是jitter,跟USB線真的沒有什麼關係
至於產生隨機jitter的原因.歸納如下
1.石英震盪器該死
2.拿12MHz OSC硬除成44.1KHz
3.電腦該死.USB傳出封包時Delay
解決jitter的辦法
1.delta-sigma DAC
2.ASIO/Buffer/Master Clock
3.高精度石英震盪器
最後.AV Watch有一篇企劃實際測試便宜爛線和高價USB線的Jitter.全文如下(日文)
http://av.watch.impress.co.jp/docs/topi ... 18499.html結果讓我不禁會心一笑...
最後歸納一下好的DAC要有什麼要件吧
1.Delta-Sigma DAC
2.非同步傳輸+非同步FIFO Buffer
3.44.1KHz系列頻率與48KHz系列頻率專用的雙高精度石英震盪器
4.USB訊號隔離(signal isolater)
而實際把這所有都做到的,就是我非常推薦的FOSTEX HP-A8
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是該說一下光纖音質這檔事了上圖為光纖光電轉換後的原始波形, 紅色為原始訊號. 藍色為光纖接收端光斷轉換後的實際接收訊號
從上到下為石英光纖, 便宜爛光纖跟DAC原廠附的光纖線
以上測試為日本神人燒友實作,有興趣者請造訪該文章如下
http://www002.upp.so-net.ne.jp/hard-and ... IF.htm#3-3光纖的音質真的比較差嗎? 我簡單扼要說一下
1.由上圖看來不同等級的光纖線材在波形還原能力上確實有差.其原因為內部材質反射率折射率不同所造成.廉價塑膠光纖確實會讓波形稍微不是那麼穩定一點
2.其實紅色的原始訊號也不是完美的方波,一樣有一個升起的斜度,這個升起時間叫做slew rate, 由類比元件的性能決定
由上圖可以看出.光轉換後的斜度很小.甚至比原始訊號還小.而且光纖線材本身和光轉換對於相位的延遲(我不認為這是jitter)是固定的
也就是所有波形都會延遲固定的周期,而不是隨機飄移
如果光纖太爛折射過來的結果完全不足以判斷,會造成Bit Error.其表現結果為爆音.我的確聽過這種爆爛光纖
只要最終結果可以被判斷其pulse升起落下, 我想對於資料傳輸正確性上就沒有問題
SPDIF訊號可以解碼出CLOCK時脈訊號. 如果DAC自己沒有CLOCK作訊號復原的話的確是不太好
但這又回到我之前文章說的, DAC本身為了做內部over sampling內部就有buffer, 也有輸入的Master Clock.
轉換為2.8Mhz delta-sigma訊號後44.1KHz的jitter會被壓縮到1/128以下
只要這個Master Clock不是由SPDIF(光纖訊號)本身解出來的.基本上Jitter問題就可以無視
所以重點還是回到了DAC的性能
無論同步非同步, 只要DAC有自己專用的OSC. 光纖訊號一點也不會比同軸差.兩者走的都是SPDIF的協定
目前小節如下
1.只要DAC有自己的石英震盪器作光纖訊號的正規化(Sequence).光纖傳輸與同軸傳輸無異
2.只有極為廉價的DAC,才有可能會收到光纖傳輸與光纖線材的影響
而光纖的優點如下
1.沒有天線效應. 任何外部的雜訊都不會被光纖吸進來
2.不導電, 兩台機器的GND不會被導通
3.訊號傳輸本身不受到傳輸端電源系統影響
我自己的立場是只要訊號本身內容相同,在一個架構良好的DAC下, USB/同軸/光纖 都會是同一種聲音
當然如果有人要把GND共享雜訊的"缺點"當作是好聽的要素.那我也就沒有辦法了.確實有些狀況雜訊多一點會讓音場開闊聲音變得自然
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本人專科時主修通訊電子/大學為資訊工程,對於數位傳輸略有涉獵/Master與PhD則為資訊科學