关于数码音频用的“时钟”再写一点科普

jasper2000

交易区新帖推荐

springson 发表于 2019-5-3 12:47
小白写得很好。估计，看懂的人还是不多，哈哈。

说的对，看完了还是不知道怎么用。所以直接问结论可以吗？
【用界面通过bnc接时钟，再加上usb输入】，具体是怎么接的？想学习一下也尝试
我的疑问是：界面不就是把usb信号转成同轴、IIS等信号的吗？为什么usb输入要越过它？那它是怎么发挥作用的？这种接法，是只把界面当成一个时钟用吗？

快乐小猪

讲点CD时钟格式的典故，大家看着玩吧。

CD取样频率为什么是44.1k ？

最初的CD母带设备，是一台U-Matic录像机加一台PCM编码器。
借用录像机记录视频的功能，来做数码录音。
将数码录音信号，记录在视频的扫描线中。

PAL制式的视频：场频50Hz，每场625条扫描线。
因为是隔行扫描，扫描线数要除以2，所以为312.5线。

当年为了让电视机显示完整的画面，视频设备都采用“过扫描”技术。
上下左右的边缘都被舍去了，实际的扫描线为294线。

录像带的每条视频磁迹，纪录三串数码录音信号，分别为左声道，右声道，字时钟信号。
因此取样频率乘以3。

294x50x3=44100

44.1k，CD的取样频率就是这么来的。

曾经出现过，用NTSC制式的录像机制作CD母带，取样频率是44.056k。
昙花一现，后来被44.1k格式统一了。

leebc

请问，你们还有点文科生的样子么？

springson

我会专门写一篇文章。让文科生看明白。文科生其实主要明白，怎么接，声音好，就可以了

springson

jasper2000 发表于 2019-5-3 12:57
说的对，看完了还是不知道怎么用。所以直接问结论可以吗？
【用界面通过bnc接时钟，再加上usb输入】，具 ...

有眼，就插，插了能响，响了声音好，就对了。不要管那么多，哈哈

夜游人

       OCXO对于生成稳定高性能的FS信号是个不错的选择，但是DAC的MCLK仍旧是依赖解码内部PLL的性能，目前PLL的性能根本无法企及顶级OCXO的水平，假如是通过10MHZ的OCXO生成22/24的那种，还是看看就好，OCXO本身的相噪参数不代表机器22/24时钟的输出

       追求超级MCLK，目前唯一的选择只能是定制音频标准频点的SC切晶体OCXO

jasper2000

springson 发表于 2019-5-3 14:14
有眼，就插，插了能响，响了声音好，就对了。不要管那么多，哈哈

我还是比较困惑，您的这种接法，是把DP-505当做一个时钟使用，然后直接从音源通过USB接DAC，是这样吗？
如果是这样，我记得DP-505还有对应的专门的时钟产品，为什么要用界面做时钟，而不选择厂家提供的专门的时钟呢？

wbjia

非常感谢白版的科普文

这才是论坛存在的意义。

一遍我没有看懂，但是我会再看一遍！！

小白

springson 发表于 2019-5-3 14:02
我会专门写一篇文章。让文科生看明白。文科生其实主要明白，怎么接，声音好，就可以了

我写的是“老烧版时钟ABC”，等春版写一个“文科版时钟ABC”。“理科版”就不要来了，大家看不懂。

小白

快乐小猪 发表于 2019-5-3 13:28
讲点CD时钟格式的典故，大家看着玩吧。

CD取样频率为什么是44.1k ？

小猪童鞋再解释一下48kHz这个频率的来由吧。这个是索尼DAT的标准。

过客2018

外置时钟的最初用法是为了同步分体数码设备间的时钟信号，然后因为外置时钟采用的晶振以及性能远高于数码设备的内置时钟，所以哪怕单台设备接了外置时钟声音也会有明显的提升。至于为什么好时钟不内置，分体机本身完整的玩法就是需要一台外置时钟来同步所有器材，内置时钟太好意义不大；单体机来说，对于一般用户而言，有几个人能接受CD机或者解码器的一半价格来自时钟部分？最后说下个人的感受，器材到一定层次之后，上一台外置时钟（当然是指完成度高的，性能好的）是比上一条几万元的电源线具有更高优先级的升级手段。

小白

这里专门提一下很多烧友关于时钟存在的一个认识误区——只关注时钟的频率精度，即时钟实际输出的频点跟理想频点之间有多大的偏差，一般其单位为PPM（百万分之一），有一些高精度时钟源的精度数量级能达到PPB（十亿分之一）。然而，音频时钟的频率精度跟主观听感关联性实质很小。

时钟的频率精度和其频率的长期稳定性能有很强的关联性，但是音乐信号并不是一成不变的简单有序信号，音频时钟的长期稳定性对于音乐信号的录制和回放并没有决定性的意义。一般来说，小于50PPM的频率精度就足够满足HiFi级的数字音频应用了。换言之，在音频时钟上单纯追求高频率精度，可能连事倍功半都算不上。艾诗的王工曾打过这么一个比方我一直记着：一首曲子长度是8分30秒，但把它非常非常精确地播放在这个时间并不能保证音质是最好的，而可能一部器材播放它比8分30秒多放了0.01秒但是音质却极好。长期稳定性极好的时钟，最适合的用途是天文台计时，而非Hi-Fi音频重放。

音频时钟的最关键性能是其频率的短期稳定性能（短稳），可通过测低频相位噪音在频域上表现，也可以通过测RMS jitter（均方根抖动）和短时间内的阿伦方差（有时也称短稳）在时域上表现。

相位噪音、抖动和短稳是对于时钟频率短期稳定性能的不同角度表达方式。

时钟的频率短期稳定性好不好，通俗地说就是其频谱纯净度高不高。因为假如除了音频时钟信号本身以外，还存在其他的杂散噪音成分，DAC电路输出的模拟音频信号也会有偏差，特别是产生相位失真，音乐信号的微动态细节、声场、结像力等都会劣化。

发烧友喜欢归结为“数码味”或“数码声”的东西——具体可能表现为声音的颗粒感、表情平淡、毛躁感、不耐听的“火气”、结像模糊肥大、声场散乱等——其实大多可以“归功于”这些杂散的噪音成分，及其具体的分布模式（所谓的Jitter Pattern）。

很多原子钟长期稳定性能很好（天文台一般用原子钟），但短期稳定性一般甚至不好，因此不要迷信原子钟，在用于数码音频回放时，原子钟并不等于顶级时钟，性能并不如优质的OCXO（恒温晶振）。

小白

另外想借这篇文章指出的一点是：时钟，在理论上是不存在所谓“调音”成分的。时钟只有技术性能，没有“调音大师”。当然，音频用的时钟，和其它用途，比如通信行业、天文台所用的，还是有差别的，或者说“为音频优化”。怎么个优化呢？其实本质就是注重短稳。短稳性能越好，用于Digital Audio会获得越佳的性能。天文台的钟搬来也不能保证声音一定好（天文台注重长期稳定性）。当然，存在长期稳定性和短期稳定性都超强的钟，比如氢原子钟，但价格要几百万，不是现实的东西。


最后一点我又要绕回早就说过的“芯片决定论误区”了。对于解码器来说，精准高性能的Clock比解码芯片重要多了。优质、低jitter的数字源，是非常重要的，也是很“值钱”的，解码芯片之间的价格能差多少？便宜的几十块，贵的几百块，就差这些而已，而顶级的数字源设备、顶级的时钟，都是很贵的，而且贵得“合理”（对声音影响更大）。如果有优质低jitter的数字信号，有高性能的时钟加持，在这样的前提下，哪怕是非常普通的解码芯片和解码架构，都很容易获得很好的声音。而光是解码芯片好，参数指标高，前面给它差劲的数字信号、用差劲的Clock，出来的声音绝好不了。

我前几年写过一篇东西，大致是讲这么一个道理——数字源设备更多决定声音的“素质”，解码更多决定“音色”。其实数字源设备的差别体现在哪里呢？其实本质的体现就是它输出的数字信号的质量（jitter）。如果数字源设备输出的信号里面jitter很大，解码器本身再如何强大，也是无法挽回的。为什么呢？因为解码器是跟随数字源时钟的，数字源输出的信号怎么波动，解码器只能跟着怎么波动，它是一个Slave。有些人说有些解码里面有缓存啊？但是缓存都不大的，根本不可能靠它完全消除前面信号的抖动。为什么Helen那样的设备能带来系统的音质提升？因为Helen接在数字源之后，通过它顶级的PLL线路去抑制数字信号里的Jitter，这样解码器收到的数字信号就质量提高了、Jitter消减了，出来的声音自然提高。Helen起到的作用等于是一个在前期减小Jitter的“预处理”。

amex

夜游人 发表于 2019-5-3 14:50
OCXO对于生成稳定高性能的FS信号是个不错的选择，但是DAC的MCLK仍旧是依赖解码内部PLL的性能，目前P ...

理论上是直接mck频率的ocxo最好
但……现实很骨感，顶级ocxo都是10m系列的……能定得出来的音频ocxo相比顶级10M的性能劣化程度也是很可观的，未必好过一个好合成器的劣化

夜游人

amex 发表于 2019-5-3 16:28
理论上是直接mck频率的ocxo最好
但……现实很骨感，顶级ocxo都是10m系列的……能定得出来的音频ocxo相比 ...

       静待NDK的NH47M47LA系列批量出货吧，45.1584/49.152MHZ两个型号能覆盖目前全部采样率的应用，虽然不及顶级10MHZ的水平，但也不是合成器可以比的

       这种水平的OCXO，就算卖几百刀一个，也稳稳的落在时钟发烧友的可接受范围内