編者按：USB接口并不是標準的音頻數(shù)字協(xié)議，但是它是通過傳輸數(shù)據(jù)到XMOS等USB芯片，因為USB是一個地線依賴的協(xié)議，所以電腦或其它USB信號的噪聲會帶入到解碼器

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作者：xs_horizon

這是第五篇分享，我不得不說一下為何發(fā)WEIBO作為固定分享的原因，這幾年我分享了很多關(guān)于數(shù)字音頻技術(shù)的內(nèi)容，有些隨著產(chǎn)品介紹，而大部分是在享聲群內(nèi)。第一篇分享前很多用戶給我建言，有時間在群內(nèi)分享，為何不能整理出來分享給更多的燒友朋友？？其實之前也有朋友建議我形成分享系列，但是個人時間實在有限,都是隨性而發(fā)，加上中文水平實在有限，外企的近十年，連中文打字的五筆字根都忘了，這次在群友的強烈批評下，于是下定決定，盡量多整理分享關(guān)于音響，數(shù)字音頻相關(guān)的文章，由xs_horizon的帳號發(fā)出，歡迎大家批評與指導(dǎo)。任何轉(zhuǎn)發(fā)，必需要引用本人信息。

因為時常接待大量的燒友的詢問，加上一些DAC廠商的片面性的宣傳，轉(zhuǎn)盤不是數(shù)字0,1嗎？只要數(shù)據(jù)正常，那對解碼器有什么影響？其中包括了很多行業(yè)人士，靠口說，雖然也全面，但是這個解釋這幾年周而復(fù)始，正好公司今天同事也來問，于是下決心整理。

事實是數(shù)據(jù)基本都不會錯，但是轉(zhuǎn)盤好與不好，還是對聲音有極大的影響的。至于怎么影響，我們就從模擬的失真以及底噪波形就可以簡單看出。但是這個測試只是為了揭示有這個影響，但并不是為了說明這是唯一影響，事實上同軸質(zhì)量如何影響DAC，這只是一個因素之一（具體有哪些方面，如何評測，因為享聲在音頻標準方面研究了五年多時間，有些技術(shù)細節(jié)作為保密目的不方便公開），所以請不要誤解。

首先科普一下，什么是數(shù)字音頻輸出，標準的數(shù)字輸出，基礎(chǔ)協(xié)議我們總的概括為帶有音頻時鐘及數(shù)據(jù)信息的傳輸協(xié)議。比如同軸，AES，光纖，BNC，甚至部分HDMI音頻，內(nèi)部是用SPDIF協(xié)議（這種是把數(shù)據(jù)與時鐘調(diào)制在一起適用于稍長距離的音頻基礎(chǔ)標準），還有一種就是IIS，這個主要適合于機內(nèi)傳輸，發(fā)送距離較短，不過也有單端轉(zhuǎn)平衡的方法使之更長距離。 但是不管以上哪種，音頻標準當(dāng)中必然有數(shù)據(jù)+時鐘的信息。 IIS如何影響解碼芯片的性能，比同軸影響更復(fù)雜，以后方便時再考慮寫個文章，這里只為了直觀的做一個測試，說明同軸質(zhì)量可以直接影響解碼器的性能。

這里采用BNC接口+專業(yè)同軸線（D1），數(shù)字信號發(fā)生儀器用prismsound DS3 ，它可以產(chǎn)生各種高質(zhì)的，參考級低抖動的數(shù)字信號，并且也可以模擬常見幾種干擾以及jitter的情況, 看看在不同干擾下，解碼器的失真以及圖形變化來直觀的方式來顯示。本來打算采用A280的同軸輸入，解碼輸出作測試，因為我們認為A280的同軸已經(jīng)達到了CS4398的參考極限（THD+N=0.0006% 左右)，但是防止可能有偏向性，我們最后同樣采用了帶有專業(yè)鎖相環(huán)功能的解碼器Hilo, 也是CS4398芯片。DS3的同軸輸出與hilo 是地線隔離的，雖然是同軸線，但是兩者并沒有地線干擾的問題，影響只是同軸線里面的信號，這與USB的影響是不同的(地以及信號干擾），同軸線采用D1（購買時約2500元左右），在我們測試下100MHZ帶寬下指標也是非常優(yōu)秀，所以用在這個測試當(dāng)中已經(jīng)可以足夠反應(yīng)問題(后面還有對比更好的DA來檢測此現(xiàn)的情況）。

首先DS3的同軸輸出（產(chǎn)生測試數(shù)字信號）到hilo的同軸輸入，hilo解碼后的模擬輸出到DS3的模擬輸入（測試DA的失真以及噪聲情況），DS3 可以配置不同質(zhì)量的同軸輸出信號（都是1khz 的正弦波），來測試抖動對DAC的影響 （通過對hilo的模擬輸出質(zhì)量用DS3進行分析）。

hilo作為解碼器

hilo的配置

背部連接圖

這是軟件配置輸出：1khz 44.1khz 24bit 0db 的正弦波信號通過同軸發(fā)射輸出，這樣模擬能夠測試到其THD+N（失真+噪聲），同時全頻FFT（就是把模擬信號的頻率的角度來看）也可以看到全頻的底噪。

基本設(shè)置

（左最高的是1khz的正弦波頻譜，然后就是一些較矮的為諧波失真情況。-130db 為底噪）。

從圖中看出，在在加沒有加入任何抖動的情況下，標準24bit,44.1khz的 失真+噪聲為0.0006%左右，這已經(jīng)發(fā)揮出CS4398最好的性能（芯片參考指標）,現(xiàn)在的底噪為 不到-130db， 這是hilo的最好指標。

hilo在這種高品質(zhì)同軸下的最佳指標

接下來，我們要對DS3的數(shù)字輸出進行一些簡單的增加jitter，看看如何影響Hilo的失真以及噪聲. 首先在低頻段加入一個100hz 正弦波，振幅為30ns (p-p), 結(jié)果看一下圖像與失真情況：

低頻100hz正弦波jitter干擾

100hz jitter 干擾后的細節(jié)

可以看出，整個失真嚴重劣化，THD+N 從0.0006% 下降到了 0.0043%，整個頻譜曲線也完全變形，低頻區(qū)底噪下降到了-70db. 就是說，如果你的同軸信號，底頻段有太多不干凈，這其實會直接影響到DAC。 如果在20khz加入一個正弦波，那整個干擾就會帶入到模擬里面，見如下圖，全頻段右邊的干擾：

輸入20khz的正弦波干擾

20khz干擾的波形細節(jié)

高頻區(qū)的雜波這在之前是沒有的，正是因為加入20khz的抖動信號后才出現(xiàn)的，雖然失真略有降低，THD+N=0.0009X%，但這會影響聽感。 以上只是單一信號的干擾同軸輸出，如果我們把帶寬噪聲加入，同時把jitter的干擾幅度加大，結(jié)果就是hilo 失鎖，無法正常工作了。

加大干擾幅值hilo失鎖，無法正常輸出

只有恢復(fù)到30ns, 才基本能夠鎖定，但是失真也是比較大的。

恢復(fù)30ns后才沒有失鎖，但失真變大

加入類似線路的寬帶噪聲干擾也是類似現(xiàn)象：

微分帶寬噪聲干擾

如果調(diào)高振幅同樣會導(dǎo)致失鎖，如果把同軸的頻率變成192khz，這種失鎖會更明顯。 以上只是一個簡單的例子去測試在數(shù)據(jù)完全正確的情況下，不同的干擾信號會對DAC解碼器的影響，但是現(xiàn)實中的干擾遠遠高于實驗中的簡單干擾，更加復(fù)雜，作為轉(zhuǎn)盤，全頻率的干凈底噪是DAC聲音發(fā)揮出好效果的必然, 當(dāng)然這個只是影響DAC效果一個直觀的一個方面，底噪干凈只是一個基礎(chǔ)，影響的DAC性能發(fā)揮遠遠不止于底噪，其它如穩(wěn)定性等也是非常重要。然而上述測試只是代表如AES，光纖，同軸，BNC等SPDIF協(xié)議，而一體機的IIS+MCLOCK的機內(nèi)協(xié)議影響更為復(fù)雜，遠高于SPDIF的影響，如果一體機如果要做好，需要注意的地方會更多。同時目前的轉(zhuǎn)盤輸出質(zhì)量離參考質(zhì)量還略有距離，這也是我們今后的方向。 最后要說明一點，USB接口并不是標準的音頻數(shù)字協(xié)議，但是它是通過傳輸數(shù)據(jù)到XMOS等USB芯片，因為USB是一個地線依賴的協(xié)議，所以電腦或其它USB信號的噪聲會帶入到解碼器，從而如上述一樣影響到DAC的性能發(fā)揮，因為IIS不是一個隔離的協(xié)議，所以對USB輸入的質(zhì)量要求極高，是明顯高于同軸，光纖與AES等SPDIF協(xié)議的。

最后滿足一下之前那個同軸線怎么樣, 儀器的理想解碼是怎樣，我就做一個測試，把這個同軸線的數(shù)字輸入接入到DS3的輸入輸出，利用DS3內(nèi)置的解碼進行測試，看看專業(yè)儀器的性能是怎樣的。

專業(yè)內(nèi)置解碼測試

儀器參考指標

儀器參考指標細節(jié)

作者：xs_horizon