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说说信号线、蓝牙wifi、电源线如何影响声音(一)

2019-03-19 周跃兵 阅读:
最近几个月和一些朋友讨论,说hifi有很多玄学,或者说是误区,尤其是线材,特别是对数字信号的线材的认识。整理了相关讨论,并查阅了资料,写出来和大家分享,欢迎理性讨论,不妥之处请扶正。

最近几个月和一些朋友讨论,说hifi有很多玄学,或者说是误区,尤其是线材,特别是对数字信号的线材的认识。整理了相关讨论,并查阅了资料,写出来和大家分享,欢迎理性讨论,不妥之处请扶正 (坚持线材无用的烧友就略过吧,这篇帖子不讨论线材有没有用的问题):XGHednc

在数字音响器材中,转盘、界面、解码、放大、耳机都有具体数据和指标,但对于线材的评价很难有一个客观事实依据,大部分是靠听感来决定。每个人的听感都不一样,但对于hifi,大致有一个基本可以衡量的客观标准:三频均衡、声场规模、声音密度、高频毛刺、低频干净、乐器人声分离度、锐度(清晰度)、底噪(背景黑)。XGHednc

影响声音的线材或方式有四类:模拟信号线(耳机线、塞线、对录线)和 数字信号线(同轴线、usb线、光纤线)、无线(蓝牙 aptx、airplay、wifi)以及电源线。XGHednc

1、对于模拟信号线基、插头、焊锡对于声音的影响,大部分人都是认同的,尤其是耳机线、塞线对于耳机 耳塞单元的影响,有的时候可以影响到一个耳机的风格或档次,比如:sony Z7就是一个典型,换官方升级线以后的Z7才算是hifi耳机,否则,就是普通的听流行的耳机,和beats耳机是一类的。XGHednc

关于线材对模拟信号的影响,有很多理论,线材是自然的EQ(均衡器,数字均衡器有很多问题),不同的金属导体、编制方法、屏蔽等都是对声音有影响的。为什么一些线材大厂、官方成品升级线贵,因为里面有很多开发成本在里面,而普通DIY基本上就是堆料、焊接,什么线材贵、名字好听就用什么,具体如何设计、选材、搭配、工艺、测试基本没有,甚至有些DIY的材料都不能保证是真材实料。比如:铜、银是最好的导体,其他金属比如金,阻抗很大,是不会单独拿来当线材用的,金银合金线,都是银混杂少量的金,用来调味道,部分DIY用简单的金银混编,代替金银合金,而且金银合金就比单晶铜好听吗?个人觉得未必吧。关于模拟信号线的讨论,也有很多内容,有机会再和大家分享。XGHednc

2、说说数字信号线,争议比较大。起初大部分人的印象是,我们通常用usb拷贝文件,0101001的文件,从来没有出错,同轴信号和usb信号(两种PCM的编码规则不同)难道会传错?XGHednc

先说同轴spdif信号,同轴信号包括声音数据和时钟数据(根据SPDIF格式定义,发送端把声音和时钟数据是调制在一起传输,按01010101传输,接收端,再把脉冲电子信号还原成声音数据和时钟数据),同轴传输和我们普通usb文件拷贝的本质不同,在于同轴传输没有CR校验(当年飞利浦和sony定制标准的时候,没有考虑双向传输,造成SFDIF先天缺陷),其实我们在电脑上拷贝文件的时候,会发现拷贝速度一直在变化,原因之一就是数据不断校验、出错,重传。同轴信号传输给前端(DAC接收),由于数据没有校验,出错了接收端一般会进行差值或者丢弃纠正(有点像视频信号的马赛克纠错),所以,同轴线对于声音的影响比较大。实际经验(成品线,不包括DIY线),一般200元左右的同轴线,只要屏蔽做好已经听不到明显杂讯;500~1000元左右的线声音可以满足一般hifi要求,声音比较干净(代表:欧亚德510 万隆2001),1000~1500元的同轴线三频均衡、有甜味、通透、干净、背景黑,1500元以上的同轴线已经是开始在玩味道了(3000以上的线也玩的不多,这纯属个人观点,供参考)。XGHednc

再说usb音频数据传输(注意这里是usb音频数据传输),usb音频和usb文件传输是不一样的机制,usb音频传输在usb规范定义中也是完全没有校验的。所以,普通usb音频传输和同轴是差不多的问题,而且,usb线理论上比同轴线要求高,因为在usb线中有四条线(同轴只有两条),其中有一条5V的电源,一般说usb的干扰多数是发生在这里,另外,通常pc的usb供电不足,也是影响pc hifi的重要因素之一。比较典型的usb线影响,是用安卓手机做转盘 usb otg、iphone 相机套件,usb线材的质量直接影响声音,而且,影响不小,iphone+相机套件加一条纯银usb线,声音马上变亮、更凝聚、高频少毛刺、低频干净。XGHednc

继续吧,usb异步传输呢?usb音频异步传输并不是普通理解校验、重传的问题(声音有个延迟问题,超过50皮秒就会影响听感,所以一般不会用usb文件传输的方式)。usb音频的异步,主要是时钟的异步,本质上是,用支持usb异步的dac的时钟频率,告诉发送端(pc,usb是双向传输机制,这一点比SPDIF好),音频数据的发送时间,通过软件控制(一般windows系统需要装相应的usb 异步驱动,mac可以不装,因为mac系统硬件标准,os系统中core audio已经考虑到usb异步音频传输的问题)。所以,异步usb音频传输中,过程中音频数据是没有校验,但时钟数据主要由dac的时钟来提供,发送端会根据dac的时钟频率通过反馈通道感知,调整发送数据的时间及频率,因此,软件设计至关重要。所以,usb异步传输也受usb线材影响,没有普通usb传输大(主要是背景干净程度不一样),但dac的时钟素质、数字界面以及同步软件设计影响更大。比如:chord hugo原配的usb线就比较狗血,连接pc-hifi玩异步usb,会出现爆音。所以,usb异步传输也不见得是最好的传输方式,可以换更好的数字界面、时钟提升音质。XGHednc

最后,说一下光纤传输。光纤的音频传输和同轴一样是没有校验的,线材对于光纤的传输影响不大,远距离传输光纤是首选。但为什么很多人说光纤出来的声音数码味重呢?光纤有两次光电转换,因为光纤的传输特殊性,接收端收到发送端数据包括声音和时钟数据,接收端保留声音数据(如果光电转换出错就用老办法差值),时钟数据由接收端声场,与声音数据重新合成传送给dac,波形非常好看,实际上是有失真的。(时钟频率是DAC数模转换非常重要的参数,时钟数据的影响,远比声音数据010010的一个数据错误影响大,他是连锁反应的jitter)有一些普通usb传输,也用这种方式传输,号称usb异步传输,和上面图中讲到的usb异步传输,效果也是差一些的。XGHednc

关于同轴、usb、光纤,再补充一点,在usb异步传输这张图中有FIFO(先进先出队列)就是一个高速寄存器(同轴、usb都有),熟悉计算机硬件的烧友,应该知道CPU的一级缓存、二级缓存,这个缓存一般只有几十k,所以,这个寄存器资源是有限的,不是像内存或硬盘那样,动不动上G的空间,否则,就用这么费劲设计异步传输了,在传输过程中,接受方会根据发送方速度调整(以前有些usb采用不调整策略,哪个声音损失更大),理论上调整范围就是这个寄存器大小,多了就抛弃,少了就差值。(数据如果直接缓存到内存,内存存取速度还是慢,一定会有延迟)XGHednc

3、无线(蓝牙 aptx、airplay、wifi)。无线传输谈一下蓝牙的aptx模式吧,蓝牙4.0不等于aptx。aptx,本身传输协议设计,可以满足cd级的音质(至少是320k mp3的级别),但是实际情况是,因为蓝牙传输和光纤非常相似,时钟数据也是后来叠加,数码味重。另外,支持aptx协议的多数是安卓手机,由于安卓系统、手机硬件设计考虑,优先是蜂窝信号,蓝牙信号不是非常稳定、本身安卓手机的底噪会叠加到蓝牙音频中(sony zx2的蓝牙不错,可惜不支持hugo),所以,目前的aptx和hifi还是距离的。XGHednc

好了,终于把信号线材部分写完了,陆陆续续写了几周,基本上把关于信号线材的讨论写完了,还有一些airplay、wifi、电源线、数字界面、晶振和时钟的一些问题讨论……XGHednc

相关阅读:

说说电源线和音频信号线如何影响声音(二)XGHednc

(原文发表于ASPEMCORE旗下EDN姐妹社区面包板;参考链接:线材玄学?说说模拟和数字信号线如何影响声音XGHednc

  • USB audio用的Isochronous模式,有crc校验,但没有重传机制。
  • 查了一下,spdif帧只有奇偶检验位,所以出错了只能重传。我想作者想说的是没有crc校验。crc校验可以纠正一位翻转。
  • 既然传输时没有校验,收端怎么知道错了呢?
  • 还真是一千买根线
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