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凭什么说手机、电脑的“USB接口无hifi”?_暗记_同轴

admin 2024-10-16 19:50:16 0

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作者:xs_horizon

这是第五篇分享,我不得不说一下为何发WEIBO作为固定分享的缘故原由,这几年我分享了很多关于数字音频技能的内容,有些随着产品先容,而大部分是在享声群内。
第一篇分享前很多用户给我建言,有韶光在群内分享,为何不能整理出来分享给更多的烧友朋友??实在之前也有朋友建议我形身分享系列,但是个人韶光实在有限,都是随性而发,加上中文水平实在有限,外企的近十年,连中文打字的五笔字根都忘了,这次在群友的强烈批评下,于是下定决定,只管即便多整理分享关于音响,数字音频干系的文章,由xs_horizon的帐号发出,欢迎大家批评与辅导。
任何转发,必需要引用本人信息。

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由于时常接待大量的烧友的讯问,加上一些DAC厂商的片面性的宣扬,转盘不是数字0,1吗?只要数据正常,那对解码器有什么影响?个中包括了很多行业人士,靠口说,虽然也全面,但是这个阐明这几年周而复始,恰好公司本日同事也来问,于是下决心整理。

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(图片来自网络侵删)

事实是数据基本都不会错,但是转盘好与不好,还是对声音有极大的影响的。
至于怎么影响,我们就从仿照的失落真以及底噪波形就可以大略看出。
但是这个测试只是为了揭示有这个影响,但并不是为相识释这是唯一影响,事实上同轴质量如何影响DAC,这只是一个成分之一(详细有哪些方面,如何评测,由于享声在音频标准方面研究了五年多韶光,有些技能细节作为保密目的未便利公开),以是请不要误解。

首先科普一下,什么是数字音频输出,标准的数字输出,根本协议我们总的概括为带有音频时钟及数据信息的传输协议。
比如同轴,AES,光纤,BNC,乃至部分HDMI音频,内部是用SPDIF协议(这种是把数据与时钟调制在一起适用于稍长间隔的音频根本标准),还有一种便是IIS,这个紧张适宜于机内传输,发送间隔较短,不过也有单端转平衡的方法使之更长间隔。
但是不管以上哪种,音频标准当中一定有数据+时钟的信息。
IIS如何影响解码芯片的性能,比同轴影响更繁芜,往后方便时再考虑写个文章,这里只为了直不雅观的做一个测试,解释同轴质量可以直接影响解码器的性能。

这里采取BNC接口+专业同轴线(D1),数字旗子暗记发生仪器用prismsound DS3 ,它可以产生各种高质的,参考级低抖动的数字旗子暗记,并且也可以仿照常见几种滋扰以及jitter的情形, 看看在不同滋扰下,解码器的失落真以及图形变革来直不雅观的办法来显示。
本来打算采取A280的同轴输入,解码输出作测试,由于我们认为A280的同轴已经达到了CS4398的参考极限(THD+N=0.0006% 旁边),但是防止可能有倾向性,我们末了同样采取了带有专业锁相环功能的解码器Hilo, 也是CS4398芯片。
DS3的同轴输出与hilo 是地线隔离的,虽然是同轴线,但是两者并没有地线滋扰的问题,影响只是同轴线里面的旗子暗记,这与USB的影响是不同的(地以及旗子暗记滋扰),同轴线采取D1(购买时约2500元旁边),在我们测试下100MHZ带宽下指标也是非常精良,以是用在这个测试当中已经可以足够反应问题(后面还有比拟更好的DA来检测此现的情形)。

首先DS3的同轴输出(产生测试数字旗子暗记)到hilo的同轴输入,hilo解码后的仿照输出到DS3的仿照输入(测试DA的失落真以及噪声情形),DS3 可以配置不同质量的同轴输出旗子暗记(都是1khz 的正弦波),来测试抖动对DAC的影响 (通过对hilo的仿照输出质量用DS3进行剖析)。

hilo作为解码器

hilo的配置

背部连接图

这是软件配置输出:1khz 44.1khz 24bit 0db 的正弦波旗子暗记通过同轴发射输出,这样仿照能够测试到其THD+N(失落真+噪声),同时全频FFT(便是把仿照旗子暗记的频率的角度来看)也可以看到全频的底噪。

基本设置

(左最高的是1khz的正弦波频谱,然后便是一些较矮的为谐波失落真情形。
-130db 为底噪)。

从图中看出,在在加没有加入任何抖动的情形下,标准24bit,44.1khz的 失落真+噪声为0.0006%旁边,这已经发挥出CS4398最好的性能(芯片参考指标),现在的底噪为 不到-130db, 这是hilo的最好指标。

hilo在这种高品质同轴下的最佳指标

接下来,我们要对DS3的数字输出进行一些大略的增加jitter,看看如何影响Hilo的失落真以及噪声. 首先在低频段加入一个100hz 正弦波,振幅为30ns (p-p), 结果看一下图像与失落真情形:

低频100hz正弦波jitter滋扰

100hz jitter 滋扰后的细节

可以看出,全体失落真严重劣化,THD+N 从0.0006% 低落到了 0.0043%,全体频谱曲线也完备变形,低频区底噪低落到了-70db. 便是说,如果你的同轴旗子暗记,底频段有太多不干净,这实在会直接影响到DAC。
如果在20khz加入一个正弦波,那全体滋扰就会带入到仿照里面,见如下图,全频段右边的滋扰:

输入20khz的正弦波滋扰

20khz滋扰的波形细节

高频区的杂波这在之前是没有的,正是由于加入20khz的抖动旗子暗记后才涌现的,虽然失落真略有降落,THD+N=0.0009X%,但这会影响听感。
以上只是单一旗子暗记的滋扰同轴输出,如果我们把带宽噪声加入,同时把jitter的滋扰幅度加大,结果便是hilo 失落锁,无法正常事情了。

加大滋扰幅值hilo失落锁,无法正常输出

只有规复到30ns, 才基本能够锁定,但是失落真也是比较大的。

规复30ns后才没有失落锁,但失落真变大

加入类似线路的宽带噪声滋扰也是类似征象:

微分带宽噪声滋扰

如果调高振幅同样会导致失落锁,如果把同轴的频率变成192khz,这种失落锁会更明显。
以上只是一个大略的例子去测试在数据完备精确的情形下,不同的滋扰旗子暗记会对DAC解码器的影响,但是现实中的滋扰远远高于实验中的大略滋扰,更加繁芜,作为转盘,全频率的干净底噪是DAC声音发挥出好效果的一定, 当然这个只是影响DAC效果一个直不雅观的一个方面,底噪干净只是一个根本,影响的DAC性能发挥远远不止于底噪,其它如稳定性等也是非常主要。
然而上述测试只是代表如AES,光纤,同轴,BNC等SPDIF协议,而一体机的IIS+MCLOCK的机内协议影响更为繁芜,远高于SPDIF的影响,如果一体机如果要做好,须要把稳的地方会更多。
同时目前的转盘输出质量离参考质量还略有间隔,这也是我们今后的方向。
末了要解释一点,USB接口并不是标准的音频数字协议,但是它是通过传输数据到XMOS等USB芯片,由于USB是一个地线依赖的协议,以是电脑或其它USB旗子暗记的噪声会带入到解码器,从而如上述一样影响到DAC的性能发挥,由于IIS不是一个隔离的协议,以是对USB输入的质量哀求极高,是明显高于同轴,光纤与AES等SPDIF协议的。

末了知足一下之前那个同轴线怎么样, 仪器的空想解码是若何,我就做一个测试,把这个同轴线的数字输入接入到DS3的输入输出,利用DS3内置的解码进行测试,看看专业仪器的性能是若何的。

专业内置解码测试

仪器参考指标

仪器参考指标细节

作者:xs_horizon

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